工艺参数对20CrMnTi渗碳钢的组织性能和表面残余应力的影响

论文摘要

本文通过金相组织的观察、X射线衍射等分析方法研究了渗碳后不同温度淬火、回火次数和不同磨削进给量对20CrMnTi钢表面和心部金相组织、硬度以及表面残余奥氏体量、残余应力和磨削后表面形貌与表面不平整度的影响规律。结果表明：20CrMnTi钢经渗碳及不同温度淬火后,其金相组织从表面到心部的变化次序均为淬火马氏体+碳化物+残余奥氏体、淬火马氏体、淬火马氏体+铁素体；表面硬度梯度随距表面距离的增加均呈现出先增加而后降低最后趋于稳定的趋势。20CrMnTi钢经渗碳淬火处理以及一次或二次低温回火处理后,其残余奥氏体量和残余压应力均分别随着淬火温度的升高而降低；而回火前的喷丸处理,将明显降低残余奥氏体量和增加残余压应力。与一次回火处理相比,除喷丸处理的变化量较大之外,二次回火处理的残余奥氏体及残余压应力量稍有降低。试样经磨削后,在进给量大于0.03mm时,其表面开始出现磨糊的氧化色,且进给量为0.06mm时表面出现裂纹。而磨削后表面的残余应力均由原来的压应力转变为残余拉应力,并且残余应力都随着磨削进给量的增加呈现先升高后降低的趋势；磨削后的再次低温回火处理,试样表面的残余应力及残余奥氏体量的变化规律与回火前的一致,但其残余应力与残余奥氏体量均明显的降低。磨削以及经再次低温回火处理后试样的表面不平整度的变化规律与磨削后表面的残余应力的变化规律相同。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的来源与意义
• 1.2 磨削裂纹的形貌特征
• 1.3 磨削裂纹产生的原因
• 1.3.1 外在原因
• 1.3.1.1 磨削量过大
• 1.3.1.2 砂轮硬度过硬
• 1.3.1.3 磨削液选用的不合理
• 1.3.2 内在因素
• 1.3.2.1 原材料内部存在有缺陷
• 1.3.2.2 残余奥氏体含量过高
• 1.3.2.3 表面残余应力过大
• 1.3.2.4 渗碳层碳化物形貌不合格和晶粒过大
• 1.3.2.5 渗碳的过程中有氢元素的渗入而导致氢脆
• 1.4 研究目的
• 第二章 实验材料及方法
• 2.1 实验材料及热处理工艺
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 渗碳及其热处理工艺
• 2.2 磨削试验用设备及条件
• 2.3 检测方法
• 2.3.1 组织观察
• 2.3.2 残余应力及残余奥氏体的测量
• 2.3.3 硬度及硬度梯度的测试
• 第三章 实验结果、分析及讨论
• 3.1 渗碳淬火后的金相组织
• 3.2 硬度及硬度梯度
• 3.3 表面残余应力及残余奥氏体量
• 3.4 磨削后磨削表面的残余奥氏体量及残余应力
• 3.5 低温回火对磨削后磨削面不平整度的影响
• 第四章 磨消后试样表面的形貌
• 第五章 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢