不同碳含量贝氏体堆焊合金的显微组织与力学性能

发布时间：2017-07-29 17:25

  本文关键词：不同碳含量贝氏体堆焊合金的显微组织与力学性能

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【摘要】：贝氏体钢由于具有优良的综合力学性能而被广泛地于船舶、桥梁、建材等领域。然而,许多贝氏体钢为合金钢,整体制造价格较高,且在工程机械领域,许多零部件仅要求其表面具有较高性能,如果通过堆焊技术在零部件表面获得贝氏体组织,不仅降低成本,而且可以提高其使用性能,对促进贝氏体钢的广泛应用具有重要意义。本文自行研制了六种不同碳含量(中低碳、高碳)的贝氏体药芯焊丝。通过埋弧堆焊的方法制备了六组堆焊合金。分析了不同碳含量堆焊合金的显微组织、物相组成以及耐磨性和冲击韧性,并结合实际工况,分析了堆焊合金长时间承受高载荷磨损后组织与性能的变化。不同碳含量的堆焊合金显微组织由先共析铁素体、贝氏体、马氏体和残余奥氏体组成,从中低碳到高碳呈现规律性的变化。在中低碳堆焊合金中,当碳含量为0.29wt.%时,组织主要为粒状贝氏体/板条马氏体复相组织;在高碳堆焊合金中,当碳含量为0.54wt.%时,组织主要为准下贝氏体/针片状马氏体复相组织,此两种堆焊合金的综合力学性能在同组碳含量堆焊合金中均达到最佳。对显微组织和综合力学性能最佳的两组堆焊合金进行的高载荷磨损试验表明,堆焊合金磨损表面及近表面均发生γ-Fe向α-Fe的转变,即残余奥氏体应变诱导形成马氏体,使得表面和近表面的硬度显著升高,耐磨性增强。
【关键词】：堆焊 药芯焊丝 贝氏体 显微组织 力学性能
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.1;TG455
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-21
• 1.1 选题背景及意义9-10
• 1.2 堆焊技术的发展10-13
• 1.2.1 堆焊的分类及应用10-12
• 1.2.2 堆焊材料的分类12-13
• 1.3 贝氏体钢的发展现状及应用13-16
• 1.3.1 贝氏体钢的发展现状13-15
• 1.3.2 贝氏体钢的应用15-16
• 1.4 合金元素在贝氏体钢中的研究现状16-18
• 1.5 贝氏体钢显微组织的发展现状18-19
• 1.5.1 粒状贝氏体组织18
• 1.5.2 贝氏体/马氏体复相组织18-19
• 1.5.3 无碳化物贝氏体/马氏体复相组织19
• 1.5.4 仿晶界型铁素体/粒状贝氏体组织19
• 1.6 本文的研究目的和研究内容19-21
• 第2章 实验材料与方法21-27
• 2.1 实验材料21
• 2.2 实验方法21-25
• 2.2.1 药芯焊丝的制备21-22
• 2.2.2 堆焊合金的制备22-23
• 2.2.3 堆焊合金的显微分析23-24
• 2.2.4 堆焊合金的力学性能分析24-25
• 2.3 理论分析计算25-27
• 第3章 不同碳含量堆焊合金的显微组织27-36
• 3.1 贝氏体堆焊合金的成分设计27-30
• 3.2 不同碳含量堆焊合金的显微组织30-35
• 3.2.1 堆焊合金的金相组织分析30-31
• 3.2.2 堆焊合金的SEM分析31-32
• 3.2.3 堆焊合金的XRD分析32-35
• 3.3 本章小结35-36
• 第4章 不同碳含量堆焊合金的力学性能36-50
• 4.1 不同碳含量堆焊合金的宏观硬度36-38
• 4.2 不同碳含量堆焊合金的冲击韧性38-40
• 4.3 不同碳含量堆焊合金的耐磨性40-45
• 4.3.1 堆焊合金的磨损率40-43
• 4.3.2 堆焊合金的摩擦系数43-45
• 4.4 典型堆焊合金磨损前后的显微组织与力学性能45-48
• 4.4.1 典型堆焊合金的组织定量分析45-46
• 4.4.2 典型堆焊合金磨损前后的XRD分析46-47
• 4.4.3 典型堆焊合金磨损后的金相组织47
• 4.4.4 典型堆焊合金磨损后的近表面硬度47-48
• 4.5 本章小结48-50
• 结论50-51
• 参考文献51-57
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果57-58
• 致谢58

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本文编号：590276