钢丝索氏体微观组织尺寸控制及相变条件研究

发布时间：2017-07-28 22:03

  本文关键词：钢丝索氏体微观组织尺寸控制及相变条件研究

  更多相关文章： 珠光体钢 索氏体化率 断裂韧性 片层间距 冲击韧度

【摘要】：随着钢丝生产工艺的改进,钢丝的强度等级不断提高,材料内部缺陷或者微裂纹的存在在服役过程以及后续加工过程中导致的破坏越来越受到重视,断裂韧性作为反映材料抵抗裂纹失稳扩展能力的重要性能指标被广泛关注。同时针对断裂韧性的研究在讨论裂纹扩展路径以及裂纹扩展功与微观组织特征的关系具有重要作用。本文以珠光体钢为研究对象,通过控制不同的相变条件以获得相应的微观组织,探讨了相变条件对材料微观组织的影响,并通过力学性能测试、准静态断裂韧性测试、冲击韧度测试等,在扫描电子显微镜(SEM)下观察了微观组织、裂纹扩展路径以及断口形貌。通过理论分析建立了微观组织与珠光体钢断裂韧性之间的关系模型,在此基础上对不同微观组织珠光体钢断裂韧性的实验数据进行分析,验证了模型的合理性。研究结果表明,盐浴等温温度是珠光体片层间距大小的主要控制因素,随着等温温度的升高,珠光体片层间距逐渐变大,在不考虑其他影响因素条件下,珠光体钢的断裂韧性随片层间距的变大而降低。奥氏体化温度主要影响材料的晶粒尺寸大小,随着奥氏体化温度的降低,材料的晶粒尺寸逐渐变小,珠光体团尺寸也随着变小。珠光体团的细化,将导致裂纹扩展路径频繁的曲折转向,增加了裂纹扩展阻力,有利于材料断裂韧性的提高。少量的先共析铁素体存在能有效的降低材料裂纹尖端应力,降低裂纹扩展速率,但是大量的先共析铁素体会明显降低材料整体强度,不利于材料断裂韧性的提高。所以,适量的先共析铁素体的存在,有利于材料断裂韧性的提高。建立的珠光体钢微观组织与断裂韧性之间的关系模型与实验结果符合的较好,根据此理论模型能较方便的预测随微观组织的变化,珠光体钢断裂韧性的变化趋势。
【关键词】：珠光体钢 索氏体化率 断裂韧性 片层间距 冲击韧度
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 第一章 绪论7-18
• 1.1 线材概述7-8
• 1.2 钢丝概述8-11
• 1.2.1 钢丝定义及分类8-9
• 1.2.2 钢丝的生产技术9-10
• 1.2.3 钢丝产业的发展现状及趋势10-11
• 1.3 现有钢丝处理工艺及存在问题11-13
• 1.3.1 铅浴处理及存在的问题11-12
• 1.3.2 盐浴处理及存在的问题12
• 1.3.3 水浴处理及存在的问题12-13
• 1.3.4 流态床淬火技术及存在的问题13
• 1.4 珠光体转变理论13-15
• 1.5 课题研究背景、目的及意义15-18
• 第二章 实验材料与方法18-25
• 2.1 试验材料18
• 2.2 奥氏体化温度（Ac1）及索氏体相变点（Ar1）的测定18-19
• 2.3 常规力学性能和断裂性能19-23
• 2.3.1 拉伸力学性能测试19-20
• 2.3.2 准静态断裂韧性（ J0.2BL）测试20-23
• 2.3.3 常规冲击试验23
• 2.4 显微组织观察23-24
• 2.4.1 晶粒观察23
• 2.4.2 组织观察23-24
• 2.5 裂纹扩展路径观察24
• 2.6 断口分析24-25
• 第三章 风冷新工艺25-29
• 3.1 风冷新工艺可行性研究25-26
• 3.2 探索实验方法26-27
• 3.3 实验结果及讨论27-29
• 第四章 等温温度对材料断裂韧性的影响29-52
• 4.1 实验方案30-31
• 4.2 实验结果31-44
• 4.2.1 微观组织及性能31-35
• 4.2.2 断裂韧性（ J0.2BL）测试35-42
• 4.2.3 裂纹路径SEM42-44
• 4.3 实验结果分析及讨论44-51
• 4.3.1 组织与力学性能的关系44-45
• 4.3.2 组织与断裂韧性的关系45-51
• 4.4 实验结论51-52
• 第五章 奥氏体化温度对材料断裂韧性的影响52-68
• 5.1 实验方案52-53
• 5.2 实验结果53-63
• 5.2.1 微观组织及性能53-56
• 5.2.2 断裂韧性（ J0.2BL）测试56-59
• 5.2.3 裂纹路径SEM59-60
• 5.2.4 冲击韧性实验60-63
• 5.3 实验结果分析及讨论63-67
• 5.4 实验结论67-68
• 第6章 结论68-69
• 参考文献69-73
• 致谢73-75
• 附录75-76

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本文编号：586208