钒微合金化非调质钢及定制锻件技术研究

发布时间：2021-08-20 21:31

　　定制钢材与锻件一体化技术的应用是汽车锻件的重要发展趋势。本文以不同V含量（0～0.45%）的微合金化中碳非调质钢为研究对象,以非调质钢及锻件的组织性能调控为目标,首先分析研究了非调质钢的热变形及相变行为、锻造加热时奥氏体晶粒长大规律、热变形工艺参数特别是锻后控制冷却工艺对微观组织的影响规律,同时研究了控锻控冷后碳氮化钒的析出行为,探讨了进一步提高非调质钢疲劳性能的技术途径,以期为锻件组织性能调控及锻造生产工艺制定提供理论指导和实验依据。在此研究基础上,以某车型连杆和转向节锻件为例,成功地进行了锻件组织性能的定制化调控工业实践。主要研究结论和创新点如下:采用热模拟试验机进行热压缩变形实验,研究了不同V含量非调质钢的热变形行为及动态再结晶过程,获得了真应力-真应变曲线和奥氏体形变激活能,并建立了热变形方程;明确了V对奥氏体动态再结晶动力学的作用机制,即V对形变奥氏体动态再结晶的抑制作用主要来自固溶V原子的拖曳作用;获得了动态再结晶晶粒尺寸与Zener-Hollomon参数Z之间的定量关系式。利用热模拟试验机和热膨胀仪,获得了实验料的动态过冷奥氏体连续冷却转变曲线（CCT曲线）,结果表明钢中... 

【文章来源】：钢铁研究总院北京市

【文章页数】：151 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 选题背景
    1.2 非调质钢技术研发现状
        1.2.1 非调质钢的合金化
        1.2.2 非调质钢的组织强韧化
        1.2.3 非调质钢的控锻控冷
    1.3 非调质钢生产应用情况
        1.3.1 非调质钢的长寿命化
        1.3.2 非调质钢的低成本化
        1.3.3 非调质钢的应用
    1.4 非调质钢及锻件的定制化技术
    1.5 本论文的主要研究内容
第二章 实验材料与方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验方法
        2.2.1 微观组织分析
        2.2.2 力学性能测试
        2.2.3 疲劳性能测试
第三章 钒微合金化中碳非调质钢的热变形及相变行为
    3.1 引言
    3.2 实验材料与方法
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 真应力-真应变曲线
        3.3.2 奥氏体形变激活能及热变形方程
        3.3.3 奥氏体动态再结晶动力学
        3.3.4 奥氏体动态再结晶晶粒尺寸
        3.3.5 动态CCT曲线
    3.4 结论
第四章 钒微合金化中碳非调质钢的组织演变
    4.1 引言
    4.2 实验材料与方法
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 奥氏体晶粒长大行为
        4.3.2 加热温度对组织的影响
        4.3.3 形变温度对组织的影响
        4.3.4 形变量对组织的影响
        4.3.5 冷却速度对组织的影响
        4.3.6 等温处理对组织的影响
    4.4 结论
第五章 钒微合金化中碳非调质钢的力学性能特征
    5.1 引言
    5.2 实验材料与方法
    5.3 实验结果与分析
        5.3.1 显微硬度与微观组织参数
        5.3.2 析出相的结构及尺寸
        5.3.3 力学性能
    5.4 讨论
    5.5 结论
第六章 钒微合金化中碳非调质钢的疲劳性能研究
    6.1 引言
    6.2 实验材料与方法
    6.3 实验结果与分析
        6.3.1 微观组织与力学性能
        6.3.2 疲劳性能
        6.3.3 疲劳断口形貌
        6.3.4 疲劳裂纹扩展速率
        6.3.5 组织对疲劳性能的影响
    6.4 讨论
    6.5 结论
第七章 钒微合金化中碳非调质钢锻件的定制化生产实践
    7.1 引言
    7.2 实验材料与方法
    7.3 锻件服役工况有限元分析
        7.3.1 某轿车连杆轻量化设计及高周疲劳有限元分析
        7.3.2 某SUV车转向节服役条件数值模拟分析
    7.4 锻件工业试制结果与分析
        7.4.1 某轿车连杆
        7.4.2 某SUV车转向节
    7.5 结论
第八章 全文总结
参考文献
博士期间发表论文、申请专利及参加科研课题情况
博士论文创新性
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]针对汽车轻量化的高强度钢使用动向及机械特性[J]. 金英锡,吕晓东.  汽车工艺与材料. 2015(10)
[2]胀断连杆用中碳非调质钢的析出强化行为[J]. 陈思联,赵晓丽,惠卫军,戴观文,董瀚.  钢铁. 2015(07)
[3]我国汽车板生产现状及展望[J]. 李光瀛,马鸣图.  轧钢. 2014(04)
[4]节能低成本高品质非调质钢的研发[J]. 陈思联,惠卫军,王连海,戴观文,董瀚.  钢铁. 2014(06)
[5]Phase Transformation under Continuous Cooling Conditions in Medium Carbon Microalloyed Steels[J]. Manuel Gomez,Lucia Rancel,Esther Escudero,Sebastian F.Medina.  Journal of Materials Science & Technology. 2014(05)
[6]汽车用非调质钢的研究进展[J]. 陈蕴博,马鸣图,王国栋.  中国工程科学. 2014(02)
[7]V-Nb-（Ti）微合金化钢奥氏体晶粒长大的动力学[J]. 丁志敏,方建飞,梁博,阎颖.  材料热处理学报. 2013(S1)
[8]Influence of Cr, Mn and Mo Addition on Structure and Properties of V Microalloyed Medium Carbon Steels[J]. Abdunnaser Fadel,Dragomir Glii,Nenad Radovi,Djordje Drobnjak.  Journal of Materials Science & Technology. 2012(11)
[9]F35MnVN非调质钢热变形中流动应力模型[J]. 李君飞,王进,安钰坤.  材料热处理学报. 2012(S1)
[10]非调质钢38MnVS奥氏体动态再结晶的研究[J]. 刘攀,刘荣佩,魏元生,惠卫军,雍岐龙,包耀宗.  特殊钢. 2012(02)



本文编号：3354264