高品质含硼冷镦钢的组织和性能调控

发布时间：2023-05-22 04:14

　　硼作为一种廉价的微合金元素,因在钢中能够发挥优异的作用而得到了广泛地研究和应用,如利用硼提高淬透性的作用而开发的含硼冷镦钢就在紧固件领域得到了快速的发展。此外,作为冷镦用途,含硼冷镦钢还要求具备良好的组织和强塑性匹配以及优异的表面质量和夹杂物控制,疲劳性能是含硼冷镦钢综合性能的体现。钢中化学组分以及加工工艺参数等均会对含硼冷镦钢的相变规律及组织性能产生较大的影响。本文围绕含硼冷镦钢的淬透性、组织和强塑性的影响因素及调控进行了系统分析研究,并对硼钢裂纹来源及演变规律、大颗粒夹杂物控制以及疲劳特性进行了相关研究和分析,为提高含硼冷镦钢的综合性能提供指导。通过对含硼冷镦钢的淬透性能及其影响因素定量研究,发现在冷镦钢中单独添加B元素对提高淬透性不明显,同时添加B和Ti元素可使淬透性明显提高,这主要是由于Ti可起到固氮作用从而增加有效硼含量;同时试验发现在含硼钢中适当添加Cr或Mn元素有利于进一步提高淬透性,S含量过高会降低含硼钢的淬透性;对低碳硼钢10B21淬透性研究发现,10B21的淬火硬度随着Ti/N的增加而升高,当Ti/N大于6时可完全淬透。研究了奥氏体化温度对硼钢淬火硬度的影响,随奥氏...

【文章页数】：145 页

【学位级别】：博士

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致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
    2.1 冷镦钢的发展现状及趋势
        2.1.1 冷镦钢制品的发展
        2.1.2 冷镦钢的发展
        2.1.3 含硼冷镦钢的发展
    2.2 含硼冷镦钢的研究现状
        2.2.1 含硼冷镦钢的淬透性能
        2.2.2 含硼冷镦钢的组织及力学性能
        2.2.3 含硼冷镦钢的表面质量
        2.2.4 含硼冷镦钢的疲劳性能
    2.3 本课题研究目的及意义
        2.3.1 当前研究中存在的问题
        2.3.2 本课题的研究目的及意义
3 研究内容及研究方法
    3.1 本课题研究内容
    3.2 技术路线图
    3.3 研究方法
4 含硼冷镦钢淬透性的影响因素研究与调控
    4.1 化学成分对淬透性影响的定量研究
        4.1.1 B和Ti对淬透性的影响
        4.1.2 Cr对含硼冷镦钢淬透性的影响
        4.1.3 Mn对含硼冷镦钢淬透性的影响
        4.1.4 S对含硼冷镦钢淬透性的影响
        4.1.5 N及Ti/N对淬透性的影响
    4.2 热处理工艺对淬透性的影响
    4.3 淬透性的计算方法与试验方法对比
    4.4 含硼冷镦钢淬火临界直径的预测及调控
    4.5 本章小结
5 含硼冷镦钢的组织及强塑性研究与调控
    5.1 不同组分含硼冷镦钢的相变规律研究
        5.1.1 中碳-4#硼钢的相变规律
        5.1.2 低碳-4#硼钢的相变规律
        5.1.3 超低碳-2#硼钢的相变规律
    5.2 不同组分含硼冷镦钢的组织和强塑性调控
        5.2.1 轧钢工艺对中碳-4#硼钢组织和强塑性的影响
        5.2.2 轧钢工艺对低碳-4硼钢组织和强塑性的影响
        5.2.3 B和B/N对超低碳硼钢组织和强塑性的影响
    5.3 化学组分和规格对含硼冷镦钢抗拉强度的影响规律及应用
    5.4 本章小结
6 含硼冷镦钢的表面裂纹来源及演变规律研究
    6.1 含硼冷镦钢典型表面裂纹及来源分析
    6.2 B和Ti对含硼冷镦钢高温热塑性的影响
    6.3 Ti/N对含硼冷镦钢裂纹敏感性的影响
    6.4 硼钢钢坯裂纹在轧制过程的演变规律研究
    6.5 本章小结
7 含硼冷镦钢的夹杂物及疲劳特性研究
    7.1 含硼冷镦钢的夹杂物研究
        7.1.1 含硼冷镦钢中典型夹杂物分析
        7.1.2 非钙处理工艺对含硼冷镦钢夹杂物数量和尺寸的影响
        7.1.3 非钙处理工艺对含硼冷镦钢夹杂物类型的影响
    7.2 含硼冷镦钢螺栓的疲劳性能研究
        7.2.1 平均载荷对含硼钢螺栓疲劳性能的影响
        7.2.2 8.8级含硼钢螺栓的条件疲劳极限
        7.2.3 8.8级含硼钢螺栓的疲劳S-N曲线
    7.3 本章小结
8 结论
9 创新点
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集



本文编号：3821980