热处理工艺对中高碳低温贝氏体钢组织和性能的影响

发布时间：2021-03-28 23:12

　　低温贝氏体钢组织由纳米尺寸的贝氏体铁素体板条和薄膜状残余奥氏体,以及微纳结构的块状残留奥氏体组成,具有超高强度和较好塑韧性能。本文以0.79C低温贝氏体钢为主线,利用扫描电子显微镜（SEM）、电子背散射技术（EBSD）、X射线衍射仪（XRD）等实验手段,对比分析了一步贝氏体等温转变工艺、两步贝氏体等温转变工艺及淬火-分配-贝氏体工艺（QPB）对贝氏体相变和组织性能的影响。并通过对比0.55C和0.79C贝氏体钢,研究不同贝氏体钢的耐冲蚀磨损性能。利用双单元电化学工作站等设备检测0.79C贝氏体钢不同微观组织的氢渗透曲线,研究组织结构对氢扩散系数的影响。通过实验研究与分析得到以下结论:1、经过不同温度和时间的贝氏体等温转变,0.79C钢获得不同组织尺寸和性能的低温贝氏体组织。300℃12 h贝氏体抗拉强度为1525 MPa,延伸率15.1%。200℃15 d贝氏体的抗拉强度达到1928 MPa。2、两步贝氏体工艺和QPB工艺可以有效缩短热处理等温时间,获得转变充分的、性能较好组织。抗拉强度分布达到2040 MPa和1894 MPa,延伸率均为12.5%。3、与0.79C钢相比,0.55C... 

【文章来源】：武汉科技大学湖北省

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 马氏体相变
    1.2 珠光体转变动力学
    1.3 贝氏体相变简介
        1.3.1 贝氏体相变机制
        1.3.2 贝氏体碳的分布
        1.3.3 低温贝氏体工艺的探索与改进
    1.4 几种典型的低温贝氏体钢和耐磨钢
    1.5 材料中氢的研究
        1.5.1 氢陷阱类型
        1.5.2 钢铁氢相关的实验
        1.5.3 电化学氢渗透试验简介
            1.5.3.1 试验装置和原理
            1.5.3.2 氢扩散的理论计算
        1.5.4 几种金属材料的氢扩散性能
    1.6 本文研究内容
第2章 实验材料和方法
    2.1 实验材料
    2.2 相变点计算和测量
        2.2.1 相变点的计算
        2.2.2 相变点的测量
    2.3 热处理试验
    2.4 组织形貌观察
        2.4.1 金相显微镜
        2.4.2 扫描电子显微镜
        2.4.3 X射线衍射法检测残余奥氏体
    2.5 力学性能检测
        2.5.1 冲击拉伸
        2.5.2 硬度
        2.5.3 冲蚀磨损
    2.6 氢渗透试验
第3章 温度和时间对低温贝氏体组织性能的影响
    3.1 奥氏体晶粒测量
        3.1.1 试验材料和方法
        3.1.2 结果与分析
        3.1.3 小结
    3.2 贝氏体温度时间对组织性能的影响
        3.2.1 试验材料和方法
        3.2.2 试验结果
            3.2.2.1 组织形貌微观表征
            3.2.2.2 组织尺寸分布统计
        3.2.3 EBSD分析不同温度低温贝氏体组织
        3.2.4 力学性能
            3.2.4.1 微观硬度
            3.2.4.2 拉伸和冲击性能
        3.2.5 小结
第4章 两步法和QPB工艺对组织性能的影响
    4.1 试验材料和方法
    4.2 试验结果
        4.2.1 组织形貌
        4.2.2 力学性能
    4.3 试验分析探讨
        4.3.1 两步贝氏体法BF板条生长方式
        4.3.2 QPB工艺
    4.4 结论
第5章 中高碳贝氏体钢的冲蚀磨损
    5.1 实验材料和方法
    5.2 贝氏体钢显微组织与力学性能
    5.3 冲蚀试验结果和分析
        5.3.1 冲蚀试验结果
        5.3.2 冲蚀表面形貌观察
        5.3.3 冲蚀磨损机理分析
    5.4 结论
第6章 氢渗透试验
    6.1 工业纯铁的氢渗透试验
        6.1.1 样品加工制备
        6.1.2 试验仪器装置和溶液配制
            6.1.2.1 表面电镀镍
            6.1.2.2 电极使用和溶液配比
        6.1.3 试验操作步骤
            6.1.3.1 测量开路电位
            6.1.3.2 电化学氢渗透
        6.1.4 试验结果和分析
    6.2 低温贝氏体钢的氢渗透试验
        6.2.1 低温贝氏体钢样品制备
        6.2.2 试验结果和分析
    6.3 氢渗透试验氢陷阱密度的计算与探讨
    6.4 结论
第7章 结论与展望
    7.1 全文总结
    7.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目


【参考文献】：
期刊论文
[1]热处理工艺对低温贝氏体钢力学及搅拌磨损性能的影响[J]. 陶浪,吴开明.  钢铁研究学报. 2018(02)
[2]合金元素及等温淬火工艺对超细贝氏体钢组织的影响[J]. 齐亮,郝齐齐,杨东彪,冯兴宇,谢建明.  金属热处理. 2017(08)
[3]钢中氢热脱附谱线影响因素的数值模拟[J]. 成林,魏永帅,吴开明,伊琳娜·罗迪洛娃.  钢铁研究学报. 2016(12)
[4]金属薄板的氢扩散试验[J]. 李杰,杜凤山,梁阳,吴硕,谭天宇.  钢铁. 2016(09)
[5]100Cr6轴承钢贝氏体相变行为[J]. 李辉,米振莉,赵奇,代永娟,王文武.  材料热处理学报. 2016(02)
[6]盾构刀具产业现状及发展[J]. 张忠健,张璐,贺军,吴湘伟.  硬质合金. 2015(05)
[7]X120管线钢轧板不同厚度处的氢致开裂敏感性研究[J]. 段小林,刘静,黄峰,胡骞,张杰,彭先华,鲁修宇.  中国科技论文. 2015(16)
[8]超级贝氏体的研究进展[J]. 刘宏基,宋兆焕,柳永宁.  理化检验(物理分册). 2015(01)
[9]Q&P钢中残留奥氏体的稳定性[J]. 鞠新华,田志红,崔桂彬,孟杨,蔡宁.  材料热处理学报. 2014(10)
[10]淬火-贝氏体区配分工艺及钢的组织性能[J]. 朱帅,康永林,邝霜,姜英花.  钢铁. 2014(06)

博士论文
[1]国产X70管线钢及其焊接接头的硫化氢腐蚀性能研究[D]. 李云涛.天津大学 2003

硕士论文
[1]钢中超级贝氏体组织形态与性能的研究[D]. 张翠翠.长春工业大学 2014
[2]含硅钢纳米贝氏体组织形成研究[D]. 李纪委.天津理工大学 2008



本文编号：3106417