提高钢领性能及优化组织结构的研究

发布时间：2017-05-26 07:04

  本文关键词：提高钢领性能及优化组织结构的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：钢领是环锭纺纱机中一种钢制圆环形机件,其与钢丝圈配合完成纱线加捻和卷绕工序。钢领的性能直接影响气圈稳定性、毛羽率、断头率等纺纱质量,并且其走熟期和使用寿命是影响纺纱企业利益的关键因素。国外进口钢领走熟期短、纺纱质量好、工作寿命可达8年,国产钢领的性能与寿命远远落后于进口钢领,其工作寿命在2年左右,且1年以后纺纱质量大大下降。所以国内高端钢领市场几乎被进口钢领垄断,导致进口钢领的价格一直居高不下,其价格是国产钢领价格的十几倍,而国内钢领厂家只能依靠竞争激烈、利润少的低端钢领市场存活。本课题旨在通过对比研究国内外钢领的不同之处,发现进口钢领性能优异的原因;并通过对GCr15轴承钢进行等温淬火工艺的研究,探索提高国产钢领综合性能的最佳工艺。首先,本文研究进口钢领与国产钢领的原材料、显微组织、硬度、残余奥氏体含量、表面电镀层方面的差异,发现了三处重要的不同之处:1.碳化物形状不同。进口钢领中碳化物多为完整的球状,而国产钢领中的碳化物为短棒状,部分呈多边形。并且,进口轴承钢钢领组织中的碳化物直径尺寸大小70%小于0.6μm,而国产钢领组织中的碳化物钢领直径尺寸80%在0.3μm到0.9μm之间。2.残余奥氏体含量和硬度不同。进口钢领的残余奥氏体含量小于10%,国产轴承钢钢领的残余奥氏体含量为25.62%。尽管进口钢领残余奥氏体含量小于国产钢领,但是进口钢领硬度仍低于国产钢领,进口轴承钢钢领基体硬度为746HV,而国产钢领基体硬度为800HV。3.镀层界面的表面轮廓不同。进口钢领镀层界面凹坑曲线的平均曲率直径为0.52μm,平均深度为0.57μm,而国产钢领镀层界面凹坑曲线直径为2.72μm,平均深度为0.93μm。镀层界面的差异由喷丸工艺所引起;碳化物形态、残余奥氏体含量和硬度的不同为热处理工艺造成的。其次,利用正交试验方法进行等温淬火试验,比较不同参数对下贝氏体/马氏体复相组织的硬度、显微组织、残余奥氏体含量的影响。在试验选取范围内,影响GCr15钢领硬度因素的主次顺序为奥氏体化温度,等温温度,等温时间,回火温度;随着奥氏体化温度的升高,奥氏体晶粒尺寸增大,残余奥氏体含量增加;随着等温温度的升高,针状贝氏体组织也不断变长、变宽,其硬度不断下降低。最后,对等温淬火后的试样进行摩擦磨损试验。比较不同含量配比的下贝氏体/马氏体组织之间的摩擦磨损性能。研究发现:在钢领的磨损形式下,下贝氏体/马氏体复相组织比单一的下贝氏体或者马氏体有更好的耐磨性能。
【关键词】：GCr15 钢领 等温淬火 下贝氏体 残余奥氏体 球状碳化物
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG142.1;TG161
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 选题背景和研究意义9
• 1.2 钢领概述9-15
• 1.2.1 钢领的工况条件与失效形式10-11
• 1.2.2 钢领的性能指标11-12
• 1.2.3 国内外钢领发展12-14
• 1.2.4 钢领的研究现状14-15
• 1.3 贝氏体及等温淬火工艺15-17
• 1.3.1 贝氏体及等温淬火在高碳铬轴承钢中的应用16
• 1.3.2 贝氏体/马氏体复相组织的研究现状16-17
• 1.4 本课题的研究内容17-19
• 第二章 试验方法和设备19-22
• 2.1 试验材料19
• 2.2 试样组织性能观测19-20
• 2.2.1 微观组织形貌观察19
• 2.2.2 硬度测试19-20
• 2.2.3 X射线衍射仪测试20
• 2.2.4 摩擦磨损试验20
• 2.3 热处理试验方法20-22
• 第三章 国内外钢领显微组织与性能的对比研究22-34
• 3.1 引言22
• 3.2 原材料的对比与分析22-23
• 3.3 显微组织的对比与分析23-27
• 3.4 奥氏体晶粒的对比与分析27-28
• 3.5 残余奥氏体含量的对比与分析28-31
• 3.6 表面电镀层对比与分析31-32
• 3.7 本章小结32-34
• 第四章 等温淬火工艺对GCr15钢领组织与性能的影响34-52
• 4.1 引言34
• 4.2 下贝氏体/马氏体等温淬火工艺对GCr15钢领组织与性能的影响34-40
• 4.2.1 下贝氏体/马氏体等温淬火工艺对硬度的影响35-37
• 4.2.2 下贝氏体/马氏体等温淬火工艺对显微组织的影响37-40
• 4.3 等温淬火工艺对残余奥氏体的影响40-41
• 4.4 等温淬火工艺对奥氏体晶粒度的影响41-47
• 4.4.1 不同奥氏体化温度对奥氏体晶粒度的影响46
• 4.4.2 碳化物颗粒对奥氏体晶粒度的影响46-47
• 4.5 贝氏体等温淬火工艺对GCr15钢领组织与性能的影响47-51
• 4.6 本章小结51-52
• 第五章 等温淬火工艺对GCr15钢领耐磨性的影响52-57
• 5.1 引言52-53
• 5.2 下贝氏体/马氏体等温淬火工艺对GCr15钢领耐磨性的影响53-55
• 5.3 不同组织对GCr15钢领耐磨性的影响55-56
• 5.4 本章小结56-57
• 第六章 结论57-59
• 参考文献59-63
• 攻读学位期间发表的学术论文63-64
• 致谢64

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本文编号：396016