耐磨钢延迟开裂行为研究

发布时间：2017-10-28 21:04

  本文关键词：耐磨钢延迟开裂行为研究

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【摘要】：针对低合金高强度耐磨钢板在进行火焰切割放置一段时间后出现延迟断裂现象，应用热力学析出模型对耐磨钢中微合金元素Nb、V、Ti的碳氮化物在奥氏体化过程中的析出过程进行研究，分析其对原奥氏体晶粒细化及高强钢延迟断裂的影响；采用光学显微镜，，扫描电镜等手段对开裂试样的断口、表面裂纹及其组织进行了分析，应用X射线测定钢板不同部位的残余应力；对耐磨钢回火温度及回火保温时间进行优化试验，结果表明： (1)在高温阶段，析出相主要为TiN，故在均热和高温冷却阶段，TiN是阻止奥氏体晶粒长大的主要因素；在低温阶段析出相主要以富V的复合碳化物为主。 (2)裂纹断裂源在钢板厚度中心附近，且钢板中心存在明显的偏析，中心偏析缺陷对钢板开裂造成了影响。 (3)耐磨钢开裂试样中存在大量颗粒状夹杂物，耐磨钢切割边部热影响区形成的粗大晶粒组织降低了基体的塑性，切割面产生脆化，易形成脆性裂纹源。 (4)钢板表面、1/4厚度处及中心组织由板条马氏体组织向心部马氏体+粒状贝氏体+少量铁素体组织转变，裂纹附近组织在厚度方向淬火不充分。 (5)成品钢板断裂裂纹呈现出典型的应力裂纹特征，且钢板从边部至中心存在不同程度的残余应力，钢板在热处理及火焰切割过程中产生的残余应力作用于钢板缺陷部位是切割延迟裂纹产生的原因。 (6)通过回火工艺的优化最终确定回火温度为450℃，回火时间为2.5H时耐磨钢的综合性能较优异。
【关键词】：耐磨钢 延迟断裂 微合金元素 回火工艺
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.72
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 文献综述8-24
• 1.1 耐磨钢8-16
• 1.1.1 耐磨性影响因素8-9
• 1.1.2 低合金耐磨钢9-11
• 1.1.3 耐磨钢生产现状11-16
• 1.2 延迟断裂16-22
• 1.2.1 延迟断裂的概念16-18
• 1.2.2 延迟断裂的影响因素18-21
• 1.2.3 改善钢延迟断裂性能的途径21-22
• 1.3 课题研究背景、意义和内容22-24
• 1.3.1 研究背景和意义22-23
• 1.3.2 研究内容23
• 1.3.3 研究方法23-24
• 第2章 晶粒细化24-32
• 2.1 晶粒细化原理24-25
• 2.2 碳氮化物析出25-31
• 2.3 小结31-32
• 第3章 开裂原因分析32-44
• 3.1 实验材料32
• 3.2 开裂试样32-41
• 3.2.1 微观裂纹34-35
• 3.2.2 低倍组织35-36
• 3.2.3 夹杂物36-38
• 3.2.4 显微组织38-40
• 3.2.5 应力检测40-41
• 3.3 开裂原因分析41-42
• 3.4 建议42
• 3.5 小结42-44
• 第4章 回火工艺优化44-54
• 4.1 回火温度44-45
• 4.2 力学性能45-47
• 4.3 冲击断口形貌47
• 4.4 回火温度优化47-48
• 4.5 回火时间48-50
• 4.6 冲击断口形貌50-51
• 4.7 小结51-54
• 第5章 结论54-56
• 致谢56-57
• 参考文献57-61
• 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文61-62
• 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目62

【参考文献】

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本文编号：1109918