论文摘要
本研究利用真空熔炼炉制备了新型微合金化C级圆环链钢（C:0.20～0.28%,Si:0.17～0.8%, Mn:1.2～2.0%, Mo:0.15～0.50%,Cr≤0.8%）,在850℃～1200℃对铸锭进行锻造,加工成试验用料。利用光学显微镜、扫描电镜对不同热处理状态下的微观组织进行了分析,利用Formaster-IV型全自动相变仪测定试验钢的CCT曲线。对试验钢在不同状态下的力学性能以及新材料工业化条件下的试制的圆环链的焊缝组织以及产品要求的性能进行了测定。测定的试验钢的过冷奥氏体连续冷却转变曲线表明,获得全部马氏体的临界冷却速度为20℃/s,在20～5℃/s冷却速度范围内获得马氏体和贝氏体混合组织,2～0.05℃/s获得铁素体和粒状贝氏体的混合组织。在正火或热轧状态下试验钢微观组织为粒状贝氏体,是由铁素体基体上分布M/A小岛组成,其硬度为20HRC～23HRC,可满足圆环链剪切下料的要求。淬透性测定表明试验钢心部获得马氏体组织的最大淬透直径为35 mm。淬火加热温度880℃（20℃水淬）及940℃（37℃水淬）热处理条件下,直径为26 mm的试验钢心部可获得细小的板条马氏体。经400℃回火,均可获得良好的综合力学性能:屈服强度为1020MPa～1050MPa,抗拉强度为1120MPa～1150MPa,延伸率为12%～13%,断面收缩率52%。试验钢经淬火、不同温度回火后冲击功测定结果表明,冲击断口裂纹扩展区呈现明显撕裂棱与断裂小单元的特征,500℃回火后则呈典型的韧窝型韧性断口。试验钢具有良好的闪光对焊焊接工艺性能,以及焊缝具有较好塑性的低碳贝氏体组织,与25MnV相比,组织较细;感应热处理后,焊缝获得与基体相同的回火屈氏体组织;试制的C级圆环链拉伸力学性能优于国家标准的要求,抗拉性能优异。试验钢采用Nb微合金化,对高温下抑制晶粒长大有显著的效果,在950℃以下的淬火温度下,可保持细小的奥氏体晶粒,含Nb钢较含V钢或不含Nb钢在高温下有明显的晶粒长大抑制作用。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论§1-1 引言§1-2 C 级圆环链用钢的发展1-2-1 圆环链用钢发展情况§1-3 C 级圆环链产品的力学性能要求及受力分析1-3-1 C 级矿用圆环链使用性能要求1-3-2 受载情况下圆环链的应力分布与失效分析§1-4 圆环链产品的生产工艺特点及对材料的工艺性能要求1-4-1 圆环链生产工艺流程及特点1-4-2 对材料的工艺性能要求§1-5 课题提出的依据和意义1-5-1 课题提出的依据和意义§1-6 主要研究内容1-6-1 课题研究的主要内容第二章 试验材料及研究方法§2-1 试验材料化学成分的设计及分析§2-2 试验用新钢种材料的制备2-2-1 新钢种配料原理2-2-2 钢的熔炼2-2-3 锻造处理2-2-4 试样的热处理§2-3 试验分析方法第三章 新钢种组织转变的研究§3-1 新型微合金化圆环链钢的淬透性3-1-1 新钢种的淬透性预测3-1-2 新钢种的淬透性测定§3-2 圆环链微合金化钢的连续冷却转变3-2-1 连续转变动力学曲线的测定3-2-2 不同冷却速度条件下的钢的组织转变特征3-2-3 CCT 曲线预测马氏体组织的临界直径3-2-4 试验钢棒材正火后的显微组织分析§3-3 新钢种不同淬火及回火条件下的组织与性能3-3-1 试验钢不同淬火条件下及回火后的微观组织3-3-2 不同淬火温度对回火后材料硬度的影响3-3-3 试验钢淬火回火后的力学性能§3-4 本章小结第四章 圆环链用新钢种不同组织状态与性能§4-1 不同状态下新钢种的显微组织特征4-1-1 试验钢热轧态组织4-1-2 试验钢正火态组织4-1-3 试验钢淬火态组织4-1-4 新钢种淬火后不同温度回火后的组织§4-2 经不同热处理后新钢种的力学性能及断口形貌分析4-2-1 不同回火温度下试验钢的力学性能4-2-2 冲击韧性§4-3 本章小结第五章 新钢种微合金化对晶粒细化的作用§5-1 微合金化设计与晶粒细化§5-2 新钢种组织细化的效果§5-3 本章小结第六章 新钢种试制Ф26 mm×92 mm C 级圆环链的组织与性能§6-1 热轧棒材的夹杂物分析§6-2 新钢种试制圆环链的闪光对焊焊缝处的组织分析§6-3 试制圆环链产品的组织与性能分析6-3-1 试制Ф26 mm×92 mm－C 级矿用圆环链不同部位微观组织分析6-3-2 试制 C 级矿用圆环链力学性能§6-4 本章小结第七章 结论§7-1 试验结论参考文献致谢攻读学位期间所取得的相关科研成果
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