淬火—配分中锰耐磨钢组织及力学性能研究

发布时间：2022-11-03 18:44

　　为了减少马氏体中锰钢因韧塑性能不足而产生的开裂和磨损失效,本文利用淬火-配分（Q＆P）工艺在马氏体中锰钢基体中引入一定体积分数残余奥氏体,借助OM、SEM观察微观组织形貌,采用TEM、EBSD、XRD等技术分析残余奥氏体形貌、分布与体积分数,使用硬度计、万能拉伸试验机测试钢的强韧性能,借助磨粒磨损试验机测试钢的抗磨损性能。研究了不同冷却速率对相变行为的影响,淬火-配分（Q＆P）工艺对组织演变、强度及磨损性能的影响。主要结论如下:（1）不含Ti中锰钢奥氏体化后经不同速率（0.05℃/s～30℃/s）冷却到室温,只发生马氏体相变。当试验钢以较慢的冷却速率（0.05℃/s）冷却时,马氏体发生“碳配分”现象,使得奥氏体的稳定性增大,室温残余奥氏体体积分数增加到12vol.%左右。试验钢的维氏硬度y和冷却速率x之间满足双指数衰减关系:y=-42.23 exp（-x/4.745）-38.27 exp（-x/0.17）+573.76。（2）不含Ti与含Ti中锰钢经Q＆P处理后,均得到马氏体加不同体积分数残余奥氏体组成的组织。不含Ti中锰钢Q＆P处理后残余奥氏体体积分数最大为19.7vol.%,而含T... 

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 耐磨钢的分类
    1.3 Q&P热处理工艺介绍
        1.3.1 Q&P工艺原理
        1.3.2 Q&P工艺的发展
        1.3.3 中锰钢Q&P工艺研究现状
    1.4 钢中残余奥氏体
        1.4.1 残余奥氏体的稳定性
        1.4.2 残余奥氏体的增塑机理
    1.5 耐磨钢的磨损
        1.5.1 磨损类型
        1.5.2 硬度、韧性及残余奥氏体对耐磨性的影响
    1.6 研究内容及意义
        1.6.1 研究意义
        1.6.2 研究内容
第2章 实验材料与方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验工艺制定
        2.2.1 Ac1、Ac3、Ms等相变温度的测定
        2.2.2 Q&P热处理工艺的制定
    2.3 实验方法
        2.3.1 微观组织观察
        2.3.2 残余奥氏体体积分数及其碳浓度的测定
        2.3.3 力学性能检测
        2.3.4 磨损性能测试
第3章 冷却速率对不含钛中锰钢相变规律的影响
    3.1 冷却速率对不含钛中锰钢相变规律的影响
    3.2 冷却速率对不含钛中锰钢微观结构的影响
        3.2.1 微观组织分析
        3.2.2 残余奥氏体定量分析
    3.3 冷却速率对不含钛中锰钢硬度的影响
    3.4 本章小结
第4章 Q&P工艺对不含钛中锰钢微观组织及力学性能的影响
    4.1 不含钛中锰钢Q&P热处理工艺流程
    4.2 Q&P工艺对不含钛中锰钢微观结构的影响
        4.2.1 微观组织演变
        4.2.2 残余奥氏体TEM分析
    4.3 Q&P工艺对不含钛中锰钢残余奥氏体含量的影响
    4.4 Q&P工艺对不含钛中锰钢力学性能的影响
        4.4.1 淬火温度对不含钛中锰钢硬度的影响
        4.4.2 淬火温度对不含钛中锰钢强度塑性的影响
        4.4.3 拉伸过程中的TRIP效应和马氏体转变特征
    4.5 本章小结
第5章 Q&P工艺对含钛中锰钢微观组织及力学性能的影响
    5.1 含钛中锰钢Q&P热处理工艺流程
    5.2 Q&P工艺对含钛中锰钢微观组织的影响
        5.2.1 微观组织演变
        5.2.2 残余奥氏体TEM分析
    5.3 Q&P工艺对含钛中锰钢残余奥氏体含量的影响
    5.4 含钛中锰钢析出相分析
        5.4.1 微米级析出相
        5.4.2 纳米级析出相
        5.4.3 析出相热力学计算
    5.5 Q&P工艺对含钛中锰钢力学性能的影响
        5.5.1 淬火温度对含钛中锰钢硬度的影响
        5.5.2 淬火温度对含钛中锰钢强度塑性的影响
    5.6 本章小结
第6章 Q&P工艺对中锰耐磨钢磨粒磨损性能的影响
    6.1 Q&P工艺对不含钛中锰钢磨损性能的影响
        6.1.1 磨粒磨损性能
        6.1.2 磨损机制分析
    6.2 Q&P工艺对含钛中锰钢磨损性能的影响
        6.2.1 磨损性能及磨损机理
        6.2.2 磨损试验前后残余奥氏体EBSD分析
    6.3 不含钛中锰钢和含钛中锰钢磨损性能对比
    6.4 本章小结
第7章 全文总结
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目


【参考文献】：
期刊论文
[1]钛微合金化高强钢的组织性能及强化机制[J]. 杨跃标,邓深,樊雷,赵征志,袁勤攀,罗静.  钢铁. 2019(10)
[2]耐磨机械设备用耐磨钢磨料磨损性能的研究[J]. 付贵,吴安成,李克天.  热加工工艺. 2019(08)
[3]碳配分时间和锰含量对VCp增强耐磨合金奥氏体含量和性能的影响[J]. 曾松盛,吴润,徐凯.  金属热处理. 2018(11)
[4]耐磨钢的国内生产现状及发展前景[J]. 唐春霞,曹文全.  宽厚板. 2018(03)
[5]低合金高强度耐磨钢的冲蚀磨损性能研究[J]. 梁亮,邓想涛,吴开明,王慎德,李光辉.  轧钢. 2018(01)
[6]冷却速率对Ti-V-Mo复合微合金钢组织转变及力学性能的影响[J]. 张可,李昭东,隋凤利,朱正海,章小峰,孙新军,黄贞益,雍岐龙.  金属学报. 2018(01)
[7]奥氏体化温度对中碳淬火-配分钢干滑动摩擦磨损性能的影响[J]. 杨继兰,蒋元凯,顾剑锋,郭正洪,陈海龑.  金属学报. 2018(01)
[8]TRIP效应主要影响因素的研究[J]. 郭宁,王通,徐虹,孟凡响,于丰闻,刘兆翔.  汽车工艺与材料. 2016(02)
[9]配分时间对0.16C-1.8Mn-1.5Si钢组织与性能的影响[J]. 陈连生,张健杨,田亚强,宋进英,徐勇.  金属热处理. 2015(10)
[10]温度及应变速率对TWIP钢拉伸性能的影响[J]. 张俊平,段先锋,史子木,韩福生.  机械工程材料. 2015(05)

博士论文
[1]超高强中锰钢的Q＆P热处理工艺及变形机制研究[D]. 吝章国.北京科技大学 2017
[2]NM600级超高强耐磨钢组织调控技术研究[D]. 巨彪.北京科技大学 2016

硕士论文
[1]Q＆P工艺对低合金耐磨钢组织性能的影响[D]. 李建.武汉科技大学 2019
[2]热轧Mn8、Mn15和Mn18耐磨钢的磨损与腐蚀性能研究[D]. 朱彪.中国矿业大学 2019
[3]中锰高铝钢的IQPT热处理及力学性能[D]. 邓明明.武汉科技大学 2018
[4]工艺参数对中Mn-TRIP钢组织和性能的影响[D]. 张梦姣.安徽工业大学 2017



本文编号：3700426