低合金高碳钢低温等温淬火组织和力学性能的研究

论文摘要

本文的目的是研究低合金含硅高碳钢低温贝氏体的组织特征、转变动力学、微观组织、力学性能和耐磨性。利用金属材料相图计算与性能模拟软件计算出90-Mn钢和90-Al钢的等温转变动力学曲线。同时利用膨胀法和差示扫描量热法测定了两种钢的相变点Ac1、Accm和Ms。然后对试样进行了不同工艺的低温等温转变处理。采用X射线衍射仪（XRD）、光学显微镜（OM）和透射电镜（TEM）对处理后试样的相组成和组织进行了研究。最后测定了90-Al钢的力学性能和干滑动摩擦磨损性能。研究结果表明,与90-Mn钢相比,加入合金元素Al的90-Al钢低温贝氏体转变动力学明显加快。测得90-Mn和90-Al钢的马氏体转变温度Ms分别为91°C和180°C。两种钢在稍高于各自Ms点的低温等温转变均形成了由板条状贝氏体铁素体和薄膜状的残留奥氏体两相组成的低温贝氏体组织。但是90-Al钢在1000°C奥氏体化长时间等温淬火后,组织中出现了碳化物。其中1000°C奥氏体化30 min,180°C等温淬火5周的90-Mn钢残留奥氏体含量为45.0%;而90-Al钢经950°C和1000°C奥氏体化后,分别在200°C和220°C等温淬火不同时间,残留奥氏体含量为1.5%3.4%。90-Al钢经950°C和1000°C奥氏体化30 min后,分别在200°C和220°C等温淬火不同时间,随着时间的延长,硬度值出现先降低后升高最后又降低的趋势。低温转变试样-40°C到23°C的冲击功为811 J,其室温冲击功明显高于淬火试样（4 J）。在载荷为300 N,转速为200 r/min的条件下,1000°C奥氏体化的90-Al钢的耐磨性比950°C奥氏体化的高,前者相对耐磨性能达到1.19,而后者只有0.67,并且前者比上试样高速钢的耐磨性高。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 国内外贝氏体钢的研究现状和应用
• 1.2.1 贝氏体钢的研究现状
• 1.2.2 贝氏体钢的应用
• 1.3 低温贝氏体的发展
• 1.3.1 如何得到低温贝氏体
• 1.3.2 低温贝氏体钢的成分设计
• 1.3.3 低温贝氏体的组织特征
• 1.3.4 加速低温贝氏体转变
• 1.3.5 低温贝氏体的力学性能
• 1.3.6 低温贝氏体的回火
• 1.4 合金元素在贝氏体钢中的作用
• 1.4.1 硅在低温贝氏体钢中的作用
• 1.4.2 其它合金元素在低温贝氏体钢中的作用
• 1.5 本文主要研究内容
• 第2章 试验材料及方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 等温转变动力学的计算
• c1、A_ccm、M_s 的测定'>2.3 A_c1、A_ccm、M_s的测定
• 2.4 试验材料的热处理
• 2.5 室温力学性能测试
• 2.5.1 硬度实验
• 2.5.2 冲击实验
• 2.5.3 干滑动摩擦磨损实验
• 2.6 微观组织分析
• 2.7 本章小结
• 第3章 低合金含硅高碳钢贝氏体转变动力学及相变点的测定
• 3.1 90-Mn 和 90-Al 两种钢的贝氏体转变动力学
• 3.2 90-Mn 和 90-Al 两种钢相变点的测定
• 3.3 本章小结
• 第4章 90-Mn 和 90-Al 钢低温贝氏体的组织特征
• 4.1 90-Mn 钢的低温贝氏体组织特征
• 4.1.1 90-Mn 钢经过低温等温处理后的相组成分析
• 4.1.2 90-Mn 钢经过低温等温处理后的金相组织观察
• 4.1.3 90-Mn 钢经过低温等温处理后的TEM 观察
• 4.2 90-Al 钢的低温贝氏体组织特征
• 4.2.1 奥氏体化温度对低温贝氏体组织的影响
• 4.2.2 等温淬火温度对低温贝氏体组织的影响
• 4.2.3 等温保温时间对低温贝氏体组织的影响
• 4.3 本章小结
• 第5章 90-Al 钢力学性能和耐磨性
• 5.1 90-Al 钢低温贝氏体组织的力学性能
• 5.1.1 90-Al 钢低温贝氏体组织的硬度变化
• 5.1.2 90-Al 钢低温贝氏体组织的室温冲击性能
• 5.1.3 90-Al 钢低温贝氏体组织的低温脆性
• 5.2 干滑动摩擦磨损性能
• 5.2.1 载荷的影响
• 5.2.2 时间的影响
• 5.2.3 样品工艺的影响
• 5.2.4 温度的影响
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 作者简介