超细贝氏体钢组织与性能的研究

发布时间：2017-03-29 20:09

  本文关键词：超细贝氏体钢组织与性能的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：超细贝氏体钢利用贝氏体组织强韧化、细晶强韧化和相变增塑效应获得高强度、高塑性和良好的韧性,是最具应用前景的先进高强度钢。为了提高超细贝氏体钢的强度、延伸率和强塑积,本文从脉冲磁场处理、调整钢中C和Cr的成分、调整奥氏体化条件三个方面来控制超细贝氏体组织中残余奥氏体的形态、含量和残余奥氏体中的碳含量,主要得到以下结论:通过研究脉冲磁场作用下超细贝氏体的组织与性能发现,实验钢在900℃保温30min奥氏体化后,在300℃等温贝氏体转变孕育期施加时间为0.5h、强度为1.5T的脉冲磁场,脉冲磁场加速了贝氏体转变,残奥的含量降低。而实验钢经1250℃保温48h均匀化处理,在950℃保温0.5h奥氏体化,在300℃等温贝氏体转变孕育期和贝氏体转变初期施加不同强度的脉冲磁场,脉冲磁场对贝氏体转变并没有明显促进作用。通过研究不同C含量和Cr含量超细贝氏体钢的组织和性能发现,碳含量为0.64%时,贝氏体组织中铁素体条和薄膜状残奥的厚度均较大,超细贝氏体含量较少,残奥含量为30.25%。碳含量为0.82%时,超细贝氏体含量较多,薄膜状和块状残奥的尺寸变小,残奥含量为20.25%。碳含量达到0.93%时,容易形成块状残奥,残奥含量为31.51%。0.81%C超细贝氏体钢的抗拉强度(1760MPa)和延伸率(8.8%)低于0.64%C和0.93%C超细贝氏体钢的抗拉强度(2230MPa)和延伸率(10%)。与0%Cr超细贝氏体钢相比,含有1%Cr的超细贝氏体钢中贝氏体铁素体条细化,残奥的含量降低,抗拉强度、延伸率和强塑积明显提高。通过研究不同奥氏体化条件下超细贝氏体的组织与性能发现,实验钢在900℃、950℃、1000℃奥氏体化保温20min后,超细贝氏体组织中残奥的含量分别为17.38%、21.79%、22.68%。在900℃和950℃奥氏体化,试样的抗拉强度和延伸率接近,而实验钢经1000℃奥氏体化后抗拉强度下降,延伸率提高;实验钢在950℃保温10min、20min、30min奥氏体化后,超细贝氏体组织中残奥的含量分别为14.69%、21.79%、18.19%,保温10min奥氏体化,试样的延伸率(6.3%)最大,保温20min奥氏体化,试样的抗拉强度(1887MPa)最大,保温30min奥氏体化,试样的延伸率(5.7%)和抗拉强度(1619MPa)均较低。加热速度为0.27℃/s和0.49℃/s奥氏体化时,实验钢在拉伸时发生明显的TRIP效应。加热速度为0.27℃/s时,获得的超细贝氏体组织中薄膜状残奥呈连续分布,厚度最大达1.1μm,试样的抗拉强度为1855MPa,延伸率为21.20%,强塑积为39326MPa·%。在本实验范围内,实验钢能够产生TRIP效应的有利条件为:薄膜状残奥连续分布,残奥的含量在20-25%,残奥中的碳含量约1.24%,薄膜状残奥的厚度在0.5-1.1μm。
【关键词】：超细贝氏体钢 贝氏体铁素体 残余奥氏体 抗拉强度 延伸率
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG142.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-23
• 1.1 选题背景10-11
• 1.2 贝氏体简介11-13
• 1.2.1 贝氏体钢的发展历程11-12
• 1.2.2 贝氏体组织的分类12-13
• 1.3 超细贝氏体钢的研究现状13-17
• 1.3.1 国外的研究现状13-15
• 1.3.2 国内的研究现状15-17
• 1.4 残余奥氏体对超细贝氏体钢性能的影响17-18
• 1.5 超细贝氏体组织的调控18-21
• 1.5.1 奥氏体化条件对残留奥氏体的影响18-20
• 1.5.2 碳及合金元素对超细贝氏体的影响20-21
• 1.6 脉冲磁场对贝氏体转变的影响21-22
• 1.7 选题目的与研究内容22-23
• 2 实验内容与方法23-30
• 2.1 实验目的23
• 2.2 成分设计23-24
• 2.3 实验方法24-26
• 2.3.1 脉冲磁场处理24
• 2.3.2 不同碳含量超细贝氏体钢的热处理24-25
• 2.3.3 含Cr超细贝氏体钢的热处理25
• 2.3.4 不同奥氏体化条件下的热处理25-26
• 2.4 残余奥氏体含量的测定26-28
• 2.5 力学性能测试28-29
• 2.5.1 硬度测试28-29
• 2.5.2 拉伸试验29
• 2.6 组织观察29-30
• 3 脉冲磁场处理对超细贝氏体钢组织与性能的影响30-37
• 3.1 脉冲磁场处理对超细贝氏体组织的影响30-32
• 3.2 脉冲磁场强度对超细贝氏体组织的影响32-34
• 3.3 脉冲磁场强度对残余奥氏体含量的影响34-36
• 3.4 本章小结36-37
• 4 碳含量对超细贝氏体钢组织和性能的影响37-42
• 4.1 碳含量对超细贝氏体组织的影响37-38
• 4.2 碳含量对残余奥氏体含量的影响38
• 4.3 碳含量对力学性能的影响38-40
• 4.4 本章小结40-42
• 5 Cr对超细贝氏体钢组织和性能的影响42-46
• 5.1 Cr元素对超细贝氏体组织的影响42-43
• 5.2 Cr对残余奥氏体含量的影响43
• 5.3 Cr元素对力学性能的影响43-45
• 5.4 本章小结45-46
• 6 奥氏体化条件对超细贝氏体钢组织和性能的影响46-63
• 6.1 不同奥氏体化条件对奥氏体晶粒的影响46
• 6.2 奥氏体化温度对超细贝氏体钢组织与性能的影响46-51
• 6.2.1 奥氏体化温度对超细贝氏体组织的影响46-49
• 6.2.2 奥氏体化温度对残余奥氏体含量的影响49-50
• 6.2.3 奥氏体化温度对力学性能的影响50-51
• 6.3 奥氏体化时间对超细贝氏体钢组织和性能的影响51-55
• 6.3.1 奥氏体化时间对超细贝氏体组织的影响51-53
• 6.3.2 奥氏体化时间对残余奥氏体含量的影响53
• 6.3.3 奥氏体化时间对力学性能的影响53-55
• 6.4 加热速度对超细贝氏体钢组织和性能的影响55-60
• 6.4.1 加热速度对超细贝氏体组织的影响55-57
• 6.4.2 加热速度对残余奥氏体含量的影响57-58
• 6.4.3 加热速度对力学性能的影响58-60
• 6.5 超细贝氏体钢中TRIP效应的机理研究60-62
• 6.6 本章小结62-63
• 7 结论63-65
• 参考文献65-69
• 攻读硕士期间发表学术论文情况69-70
• 致谢70

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