高强螺栓用42CrMo钢轧制工艺研究

发布时间：2017-03-23 09:21

  本文关键词：高强螺栓用42CrMo钢轧制工艺研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：紧固件是重要的机械基础零部件之一,其水平直接决定着重大装备和主机产品的性能、质量和可靠性。高强度紧固件是指GB/T3098.1-2010中规定的机械性能等级在8.8级及以上的紧固件,具有承载能力强、受力性能好、疲劳强度高等特点,广泛应用于汽车、机械制造、化工及航空、航天等领域。然而,目前我国高强度紧固件的研究水平还比较落后,与国外先进水平还存在很大差距,特别是高强度螺栓不能满足要求,仍需大量从国外进口。因此研究开发高强螺栓(42CrMo)对国民经济发展具有重要意义。本文系统研究了42CrMo螺栓(A试样添加一定含量的Ni,B试样未添加Ni)的热变形行为;根据不同冷却速度下42CrMo螺栓的热膨胀曲线及相变转化温度,绘制了CCT曲线;利用数学模型计算了42CrMo螺栓在加热炉中的温度变化曲线,优化了加热制度;轧制后分析了试样的显微组织并进行了力学性能及疲劳性能检测。研究结果表明:1)42CrMo螺栓在热变形过程中流变应力随着变形温度的升高而降低,随着应变速率的升高而升高;42CrMo螺栓轧制温度范围为850-1100°C,应变速率为0.1 s-1,较低的应变速率有利于42CrMo螺栓的热加工。2)随着冷却速度的增大,42CrMo螺栓显微组织逐步由铁素体+珠光体+贝氏体混合组织演变为马氏体单相组织,本文42CrMo螺栓为获得铁素体+珠光体+贝氏体混合组织,在轧制中采取了缓冷方式冷却,冷却速度为0.1℃/s。3)42CrMo螺栓采取预热-加热-均热加热方式加热,加热总时间大于300分钟。开坯轧制开轧温度选择在1050~1100℃,终轧温度为750~850℃。轧制共6道次,其中前两道次为粗轧,后四道次为精轧。轧制后42CrMo螺栓显微组织为铁素体+珠光体+贝氏体的混合组织,A试样的铁素体含量高于B试样12.1%,铁素体硬度高于B试样8.92%。4)缓冷后,A试样屈服强度为1060MPa,抗拉强度为1130 MPa,断后伸长率为15%,断面收缩率为47%,低温韧性为44J,疲劳极限为412.5MPa。B试样屈服强度为980MPa,抗拉强度为1080 MPa,断后伸长率为15%,断面收缩率为46%,低温韧性为46J,疲劳极限为397.5MPa。
【关键词】：42CrMo螺栓 热变形行为 CCT曲线 轧制工艺
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH131.3;TG335
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 文献综述11-22
• 1.1 概述11
• 1.2 紧固件简述11-14
• 1.2.1 高强紧固件概述11-12
• 1.2.2 高强螺栓钢的分类及特点12-14
• 1.3 42CrMo螺栓及微量元素对其性能的影响14-18
• 1.3.1 42CrMo螺栓特性14-15
• 1.3.2 合金元素对42CrMo性能的影响15-18
• 1.4 金属塑性成型理论概述18-21
• 1.4.1 塑性成型工艺简述18-19
• 1.4.2 塑性成型组织演变机制19-21
• 1.5 研究内容21-22
• 第二章 42CrMo螺栓热变形行为分析22-34
• 2.1 引言22
• 2.2 试验设备22-23
• 2.3 试验方法23-24
• 2.4 A试样钢的热变形行为分析24-29
• 2.4.1 应力应变曲线分析24-25
• 2.4.2 本构方程分析25-27
• 2.4.3 加工图分析27-29
• 2.5 B试样钢的热变形行为分析29-33
• 2.5.1 应力应变曲线分析29-30
• 2.5.2 本构方程分析30-31
• 2.5.3 加工图分析31-33
• 2.6 本章小结33-34
• 第三章 动态CCT曲线的测定34-49
• 3.1 引言34
• 3.2 试验设备34-35
• 3.3 试验方法35-36
• 3.4 试验结果与分析36-48
• 3.4.1 热膨胀曲线及金相分析36-42
• 3.4.2 SEM组织42-47
• 3.4.3 CCT图47-48
• 3.5 本章小结48-49
• 第四章 42CrMo螺栓轧制工艺研究49-58
• 4.1 引言49
• 4.2 工艺路线49
• 4.3 轧制工艺分析49-54
• 4.3.1 加热制度49-52
• 4.3.2 开坯连轧52-53
• 4.3.3 冷却精整53-54
• 4.4 力学性能分析54-56
• 4.4.1 试验方法54-55
• 4.4.2 试验结果分析55-56
• 4.5 本章小结56-58
• 第五章 结论58-60
• 参考文献60-64
• 致谢64-65
• 在研学术成果65

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