10Ni5CrMoV钢晶粒超细化热处理工艺研究

论文摘要

10Ni5CrMoV钢是我国自行研制的屈服强度高于785MPa的低合金高强度钢,是我国强度级别最高的船用钢板之一。为了进一步发挥该钢的性能潜力,本文通过晶粒超细化处理来提高其综合力学性能。对10Ni5CrMoV钢进行不同温度的奥氏体化处理,确定该钢的晶粒长大规律,并进行不同加热温度和保温时间的二次淬火处理,研究该钢的组织遗传性及再结晶规律。对该钢的循环淬火细化工艺进行探索,依据GB/T6394-2003《金属平均晶粒度测定方法》测量循环淬火后初生奥氏体晶粒大小,并评价各工艺参数对该钢晶粒细化程度的影响。通过拉伸、冲击试验了解晶粒细化对力学性能的影响。研究结果表明:10Ni5CrMoV钢加热温度高于1200℃后奥氏体晶粒急剧长大;二次淬火加热温度在Ac3～925℃之间,该钢具有明显组织遗传性,并随加热温度的升高和保温时间的延长,组织遗传性逐步消除,当二次淬火加热温度在940～960℃之间时晶粒完全再结晶,组织遗传性完全消除,晶粒细化,当加热温度高于970℃后,细化了的晶粒重新开始长大。在对10Ni5CrMoV钢进行循环淬火晶粒细化工艺中,经反复工艺试验加热温度在930～990℃区间时,可以通过短时间（100秒左右）3次循环淬火,将晶粒度级别由8级细化到12级左右。故最佳循环加热淬火工艺为:950℃保温100秒的3次循环淬火,当循环淬火次数再增加,晶粒不再细化。10Ni5CrMoV钢经过循环淬火晶粒细化后强度明显提高,但是塑性和韧性有所降低。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 超细晶钢的发展与展望
• 1.2.1 各国超细晶钢的发展
• 1.2.2 组织细化理论核心技术
• 1.2.3 超细晶钢
• 1.3 钢的晶粒超细化技术
• 1.3.1 形变诱导相变细化
• 1.3.2 形变热处理细化
• 1.3.3 循环加热淬火细化
• 1.3.4 磁场或电场处理细化
• 1.3.5 合金化细化
• 1.3.6 快速加热和奥氏体相变重结晶细化
• 1.4 钢的细晶强化理论
• 1.4.1 Hall-Petch关系式
• 1.4.2 微合金化理论
• 1.5 10Ni5CrMoV钢的现状与发展
• 1.5.1 10Ni5CrMoV钢的合金设计特点
• 1.5.2 10Ni5CrMoV钢的综合力学性能
• 1.6 钢的组织遗传性
• 1.6.1 钢的组织遗传性
• 1.6.2 钢的断口遗传性
• 1.6.3 影响组织遗传的因素
• 1.6.4 抑制或消除组织遗传的方法
• 第2章 试验方法及步骤
• 2.1 试验材料及主要仪器、药品
• 2.2 热处理工艺试验
• 2.3 腐蚀方法
• 2.4 测量晶粒度方法
• 2.5 本章小节
• 第3章 10Ni5CrMoV钢组织遗传及消除工艺研究
• 3.1 奥氏体化温度对晶粒长大的影响
• 3.1.1 试验方法
• 3.1.2 试验结果分析
• 3.2 10Ni5CrMoV钢组织遗传性规律
• 3.2.1 不同温度二次淬火处理
• 3.2.2 不同温度二次淬火结果分析
• 3.3 10Ni5CrMoV钢组织遗传性消除工艺摸索
• 3.3.1 完全再结晶温度试验
• 3.3.2 循环淬火消除组织遗传性试验
• 3.4 本章小结
• 第4章 晶粒超细化循环淬火工艺探索
• 4.1 引言
• 4.2 循环淬火工艺各参数的分析
• 4.2.1 原始组织状态及成分
• 4.2.2 加热和冷却速度
• 4.2.3 其他循环淬火工艺条件
• 4.3 循环淬火温度，时间的初步确定
• 4.4 循环淬火加热时间
• 4.5 循环淬火温度的确定
• 4.6 循环淬火加热和冷却循环次数的影响
• 4.7 循环淬火各个工艺参数的影响
• 4.8 实际运用中要注意的问题
• 4.9 本章小节
• 第5章 晶粒细化对力学性能的影响
• 5.1 冲击、拉伸试样制备
• 5.1.1 拉伸、冲击试样加工
• 5.1.2 试样的热处理
• 5.2 拉伸数据及断口分析
• 5.2.1 拉伸试验数据
• 5.2.2 拉伸断口分析
• 5.3 冲击试验数据及断口分析
• 5.3.1 冲击试验及数据
• 5.3.2 冲击断口分析
• 5.4 本章小节
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢