高强度钢焊缝组织的热处理模拟及其冲击性能研究

发布时间：2017-07-05 15:00

  本文关键词：高强度钢焊缝组织的热处理模拟及其冲击性能研究

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【摘要】：高强度钢,超高强度钢是满足高服役性能、高安全性和低废气排放社会需求的优良汽车用钢。强度提升的同时,钢材之间的连接面临越来越多的问题,电阻焊是汽车连接中应用最广泛的方法,其中热影响区是裂纹生成和扩展的主要脆弱区,热影响区的质量直接决定了汽车的安全性。为了研究电阻点焊热影响区组织与性能的关系,本文通过不同热处理方法模拟热影响区组织,相比于利用热模拟机在恒定的参数条件下模拟的组织,热处理方法可以实现热影响区组织的局部放大,对均匀单一组织进行组织和性能的研究。本课题的研究材料是由武汉钢铁(集团)公司提供的WHT1300HF热成形汽车用钢,利用光学显微镜(OM)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、维氏显微硬度测试(HV-1000)、耐中性盐雾腐蚀性能测试和夏比缺口冲击性能测试等测试方法对组织和性能进行了研究,针对试验内容得出如下结果:(1)通过JMatPro软件对板材的相变点和相变过程进行理想状态下的模拟,设置试验条件得到A3、A1、Ms、Mf点的温度分别为点温度为809℃、A1温度为707℃、Ms为403℃和Mf点温度为293℃。(2)QP处理后的组织由大量马氏体、少量残余奥氏体、析出碳化物和铁素体组成;显微硬度随着淬火温度和碳分配时间的增加,硬度值均呈下降趋势,淬火至250℃和300℃保温60s的组织显微硬度相差不大;Q-T处理后的组织由板条马氏体、铁素体、弥散的细小贝氏体和晶界处的碳化物颗粒组成,650℃回火下的组织马氏体开始分解,碳化物颗粒增大,维氏显微硬度和基体组织相差不大,为202。(3)两种热处理方法模拟出的组织在中性盐雾环境下均出现变色、气泡、锈层和锈层脱落,通过单位失重量和腐蚀速率的计算得出,焊接工艺在一定程度上均降低了材料的耐中性盐雾腐蚀性能,在QP热处理方法模拟的组织中850℃奥氏体化10min,淬火至300℃保温90s的腐蚀层形貌的致密性和表面腐蚀性最佳;350℃回火1h的试样耐中性盐雾腐蚀性能比650℃回火1h条件的试样耐中性盐雾腐蚀性好。(4)冲击测试很大程度上检验了焊点处的力学性能,在淬火-回火工艺下的试样耐冲击性能差,在300℃淬火温度下保温120s的耐冲击性能最优,在有限的试验工艺下,淬火温度过低或碳分配时间过短,冲击性能均达不到较高水平。
【关键词】：WHT1300HF热成形钢 热处理 中性盐雾腐蚀 冲击测试
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG457.11;TG161
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题研究背景10-11
• 1.2 电阻点焊的工作原理11-12
• 1.3 高强度钢的电阻点焊国内外研究现状12-14
• 1.4 Q&P工艺的简介14-16
• 1.5 课题研究的内容和意义16-18
• 第2章 实验方案、材料与实验设备18-26
• 2.1 试验方案18-19
• 2.1.1 技术路线18-19
• 2.2 试验材料19
• 2.2.1 成分分析19
• 2.3 热处理工艺19-20
• 2.4 试验方法与试验设备20-26
• 2.4.1 热处理试验方法20-21
• 2.4.2 成分测试21
• 2.4.3 组织结构分析21-23
• 2.4.4 热处理模拟热影响区的性能测试23-26
• 第3章 模拟电阻点焊焊点热影响区组织的热处理工艺研究26-38
• 3.1 JMatPro软件介绍27-28
• 3.2 材料相变点的测定28-29
• 3.3 热处理工艺的确定29-30
• 3.4 原始板材的微观形貌30-31
• 3.5 电阻点焊后热影响区组织形貌31
• 3.6 淬火-回火工艺的微观数据表征31-34
• 3.6.1 Q-T工艺参数下的微观组织31-32
• 3.6.2 Q-T工艺参数下的显微硬度32-33
• 3.6.3 回火对组织的影响33
• 3.6.4 回火对性能的影响33-34
• 3.7 Q&P工艺的微观数据表征34-36
• 3.7.1 不同Q&P工艺参数下的微观组织34-35
• 3.7.2 不同Q&P工艺参数下的显微硬度35-36
• 3.8 电阻点焊工艺下的焊点数据表征36-37
• 3.9 本章小结37-38
• 第4章 模拟热影响区组织的耐中性盐雾腐蚀性能38-50
• 4.1 中性盐雾腐蚀机理38
• 4.2 试样准备38
• 4.3 盐雾腐蚀前的准备38-39
• 4.4 盐雾试验完成39
• 4.5 试验结果的分析39-40
• 4.6 盐雾腐蚀层形貌40-43
• 4.6.1 原始试样的盐雾腐蚀层形貌40
• 4.6.2 Q-T工艺下的盐雾腐蚀层形貌40-41
• 4.6.3 Q&P工艺下的盐雾腐蚀层形貌41-43
• 4.7 盐雾腐蚀层元素分布43-47
• 4.7.1 原始试样的盐雾腐蚀层元素分布43
• 4.7.2 Q-T工艺下的盐雾腐蚀层元素分布43-44
• 4.7.3 Q&P工艺下盐雾腐蚀层的元素含量分布44-47
• 4.8 盐雾腐蚀层失重量和腐蚀速率分析47-49
• 4.9 本章小结49-50
• 第5章 冲击性能试验50-57
• 5.1 夏比缺口冲击试验的机理50
• 5.2 试样的准备50-51
• 5.3 断口形貌分析51-55
• 5.4 冲击功和冲击韧性计算55-56
• 5.5 本章小结56-57
• 结论57-59
• 参考文献59-62
• 致谢62

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本文编号：522405