高强高韧均质化Cr-Ni-Mo-V系钢的研究

发布时间：2017-09-10 04:14

  本文关键词：高强高韧均质化Cr-Ni-Mo-V系钢的研究

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【摘要】：当前超高压容器用钢存在的一个共性问题是材料的强度高而韧性不足,随着超高压容器应用领域的不断拓宽,超高压容器用钢不仅要求具备良好的强韧性匹配,而且力学性能均匀性要好。同时,由于我国超高压行业起步晚、起点低,目前超高压容器使用的钢种多以仿制国外钢种而来,各项力学性能远不如国外。面对国内缺乏自主研发超高压容器用钢及其力学性能不足的现实,为了突破国内超高压容器领域的发展瓶颈,结合国内某设计院的实际需求,承担起了超高压容器用高强高韧均质化Cr-Ni-Mo-V钢的研发工作。通过分析各合金元素在钢中的作用及其热处理过程中的强化机制,得出了新型超高压容器用Cr-Ni-Mo-V钢合金成分的设计思想,完成了试验钢的冶炼,之后在沈阳市银捷特种合金锻造厂的配合下完成了试验钢的锻造工作。考虑超高压容器用Cr-Ni-Mo-V钢合金含量较高的特性,借鉴已有关于超高压容器用钢热处理工艺的研究,制定了超高压容器用Cr-Ni-Mo-V钢的正火、淬火和回火工艺,完成了试验钢的热处理工作。通过对试验钢力学性能的测试、统计和分析,得到了一种能够满足本课题要求的新型超高压容器用Cr-Ni-Mo-V钢,填补了国内超高压容器行业的空白。分析了淬火温度对新型超高压容器用Cr-Ni-Mo-V钢的组织与力学性能的影响,得出了淬火温度对合金钢强化机制的影响,同时分析了回火温度对新型超高压容器用Cr-Ni-Mo-V钢组织和力学性能的影响,得到了回火温度对合金钢强化机制的影响。通过热膨胀实验测试了新型超高压容器用Cr-Ni-Mo-V钢在不同冷速下的线膨胀量和温度的变化曲线,并且绘制了新型超高压容器用Cr-Ni-Mo-V钢的CCT曲线。同时研究了奥氏体化温度和奥氏体化时间对材料晶粒尺寸、显微硬度的影响,为实际生产中制定合适的热处理工艺提供一定的理论支持。
【关键词】：超高压容器 合金钢 热处理工艺 力学性能 强韧化
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG142.1;TH49
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题来源及背景10-11
• 1.2 国内外研究动态11-14
• 1.2.1 超高压容器对材料的需求11-12
• 1.2.2 超高压容器用钢的国内外发展趋势12-14
• 1.3 研究工作的目的和内容14-16
• 第2章 超高压容器用钢的制备及其热处理工艺的制定16-38
• 2.1 引言16-17
• 2.2 超高压容器用钢的化学成分设计17-22
• 2.2.1 钢中主要元素的作用17-19
• 2.2.2 强化机理19-21
• 2.2.3 合金成分设计21-22
• 2.3 超高压容器用钢的冶炼22-23
• 2.4 锻造工艺的制定23-26
• 2.4.1 锻件坯料及其锻造前处理23
• 2.4.2 锻造温度的确定23-24
• 2.4.3 锻造比的确定24-25
• 2.4.4 锻造过程25-26
• 2.5 热处理工艺制定26-30
• 2.5.1 正火工艺制定26-27
• 2.5.2 淬火工艺制定27-28
• 2.5.3 回火工艺制定28-29
• 2.5.4 热处理工艺与过程29-30
• 2.6 力学性能测试30-31
• 2.7 力学性能数据31-36
• 2.7.1 850℃淬火不同回火温度对材料力学性能的影响31-33
• 2.7.2 950℃淬火不同回火温度对材料力学性能的影响33-35
• 2.7.3 1050℃淬火不同回火温度对材料力学性能的影响35-36
• 2.8 本章小结36-38
• 第3章 淬火温度对新型超高压容器用钢组织与力学性能的影响38-46
• 3.1 引言38
• 3.2 淬火温度对新型超高压容器用钢力学性能的影响38-39
• 3.3 淬火温度对新型超高压容器用钢淬火组织的影响39-41
• 3.4 淬火温度对回火组织的影响41-42
• 3.5 淬火组织与力学性能的关系42
• 3.6 回火组织与力学性能的关系42-43
• 3.7 断口形貌分析43-45
• 3.8 本章小结45-46
• 第4章 回火温度对新型超高压容器用钢组织与力学性能的影响46-54
• 4.1 引言46
• 4.2 回火温度对新型超高压容器用钢力学性能的影响46-47
• 4.3 回火温度对新型超高压容器用钢显微组织的影响47-49
• 4.4 不同回火温度下新型超高压容器用钢的宏观冲击断口形貌49-50
• 4.5 不同回火温度下新型超高压容器用钢的微观冲击断口形貌50-52
• 4.6 回火组织与力学性能的关系52-53
• 4.7 本章小结53-54
• 第5章 新型超高压容器用钢的连续冷却转变特性54-64
• 5.1 引言54
• 5.2 新型超高压容器用钢相变点的测定54-55
• 5.3 冷却速度对新型超高压容器用钢组织的影响55-57
• 5.4 过冷奥氏体连续冷却转变曲线（CCT图）57-58
• 5.5 奥氏体化温度对材料晶粒尺寸和力学性能的影响58-60
• 5.6 奥氏体化保温时间对材料晶粒尺寸和力学性能的影响60-62
• 5.7 本章小结62-64
• 结论64-68
• 参考文献68-72
• 致谢72

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本文编号：824666