洁净度对38CrMoAl渗氮钢力学性能的影响

论文摘要

38CrMoAl钢可以制作一些要求特殊的零件,其具有高的抗冲击、耐氢脆、耐疲劳性能和较低冷脆转变温度,这些性能与钢的洁净度有关。因此,本论文采用真空感应+真空自耗重熔的双真空工艺冶炼了高洁净度的38CrMoAl钢,并利用金相观察、能谱分析、V型缺口系列冲击、慢应变速率拉伸、旋转弯曲疲劳等方法研究其奥氏体晶粒长大和相关的力学性能,并与普通电炉炼商用钢进行对比,以期得出洁净度对38CrMoAl钢力学性能的影响规律。实验结果表明:洁净度高的38CrMoAl钢因钢中起钉扎晶界阻止晶粒长大的AlN析出相数量少,所以晶粒更易于长大。在V型缺口冲击试验中,随温度的降低两种试验钢均在-60℃左右出现明显韧脆转变现象,且在整个试验温度范围内,高洁净度的双真空钢具有更好的韧性。在氢脆试验中,发现洁净度高的双真空钢具有较高的耐氢脆性能。在旋转弯曲疲劳试验中,无论是调质态试样还是表面氮化后试样,随洁净度的提高疲劳强度也相应提高。对于未氮化试样,因疲劳试样大都起裂于表面机加工缺陷处,所以洁净度对疲劳强度的影响非常有限,两者疲劳强度仅相差20Mpa。对于表面氮化试样,因试样大都起裂于内部缺陷处（内部夹杂、内部基体）,此时洁净度对疲劳性能的影响得以明显体现,两者疲劳强度相差了120Mpa之多。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 渗氮钢国内外研究现状分析
• 1.3 38CrMoAl 渗氮钢渗氮层组织及性能
• 1.4 洁净度对钢基本力学性能的影响
• 1.4.1 对强度的影响
• 1.4.2 对塑性的影响
• 1.4.3 对韧性的影响
• 1.5 洁净度对钢氢脆敏感性的影响
• 1.5.1 氢脆的类型
• 1.5.2 洁净度对氢脆敏感性的影响
• 1.6 洁净度对疲劳性能的影响
• 1.6.1 疲劳破坏机理
• 1.6.2 非金属夹杂物对疲劳性能的影响
• 1.7 选题目的及意义
• 第二章 不同洁净度38CrMoAl 钢奥氏体晶粒长大
• 2.1 引言
• 2.2 试验过程与方法
• 2.3 不同洁净度钢奥氏体晶粒长大
• 2.3.1 940℃奥氏体化温度下试验钢晶粒尺寸随保温时间的变化趋势
• 2.3.2 1000℃奥氏体化温度下试验钢晶粒尺寸随保温时间的变化趋势
• 2.4 奥氏体晶粒长大动力学
• 2.5 本章小结
• 第三章 洁净度对38CrMoAl 渗氮钢韧脆转变温度及氢脆敏感性的影响
• 3.1 引言
• 3.2 试验过程与方法
• 3.2.1 38CrMoAl 钢调质后组织及基本力学性能的试验方法
• 3.2.2 两种洁净度38CrMoAl 试验钢调质态韧脆转变温度的试验方法
• 3.2.3 两种洁净度38CrMoAl 试验钢慢应变速率缺口拉伸的试验方法
• 3.3 38CrMoAl 钢调质后组织及基本力学性能
• 3.4 两种洁净度38CrMoAl 试验钢调质态韧脆转变温度
• 3.5 两种洁净度38CrMoAl 试验钢慢应变速率缺口拉伸试验
• 3.6 本章小结
• 第四章 洁净度对38CrMoAl 渗氮钢旋转弯曲疲劳性能的影响
• 4.1 引言
• 4.2 试验过程与方法
• 4.3 两种洁净度试验钢氮化后渗氮层深度测定
• 4.4 两种洁净度试验钢调质后疲劳性能
• 4.5 两种洁净度试验钢氮化后疲劳性能
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录