热处理工艺对AerMet100钢微观组织及静动态力学性能的影响规律研究

发布时间：2017-12-04 22:09

  本文关键词：热处理工艺对AerMet100钢微观组织及静动态力学性能的影响规律研究

  更多相关文章： Aermet100钢 热处理工艺 动态力学性能 绝热剪切带 断裂机制

【摘要】：Aermet100钢具有超高的强度和良好的韧性，有望用于钻地弹壳体等领域。当材料承受动态载荷时，材料的力学行为和内部的微观组织变化不同于准静态变形。因此，本文对Aermet100钢的动态力学响应进行系统研究，以期对其在武器装备上的应用提供理论支持。 通过改变热处理的加热温度、冷却方式、保温时间等因素，对Aermet100钢进行不同工艺的热处理实验，随后对材料的微观组织和准静态力学行为进行分析，获得最佳的热处理工艺条件。然后利用带有加热装置的分离式Hopkinson压杆装置研究Aermet100钢在不同温度及不同应变率下的动态力学性能，获得应变率及温度对Aermet100钢动态力学性能及微观组织的影响规律，获得动态下最佳的热处理工艺条件，并初步探索Aermet100钢在高温高应变率下的断裂机制以及绝热剪切带的演化过程。 四种温度淬火后试样进行482℃回火，回火组织为回火马氏体、未溶碳化物、少量孪晶及逆转奥氏体，在850℃淬火后未溶碳化物较870℃、885℃、900℃淬火后要多、尺寸大，885℃淬火后回火试样具有最好的静态力学性能，确定最佳淬火温度为885℃。885℃淬火，不同温度回火时，随着回火温度的升高材料强度呈现先升高后降低的趋势，在回火温度482℃时出现最大值；600℃回火时强度最低，塑性及冲击吸收功有一定的提高。通过比较，在482℃回火时，Aermet100钢具有最佳的综合力学性能，故而确定最终的热处理工艺为885℃油淬（1h）+（-80℃）深冷处理（1h）+482℃回火（5h）。 室温动态加载条件下，，在应变率为1000~4200s-1范围内， Aermet100钢对应变率不敏感，但随温度的升高流变应力有着一定的下降。通过研究淬火温度、淬火方式、深冷处理及回火温度对材料动态力学性能的影响规律得出最佳的热处理工艺为885℃淬火（1h）+油淬+深冷处理（-80℃，1h）+482℃回火（5h），与静态下最佳的热处理工艺一致。材料的断裂形式均是剪切断裂，断口表面有拉长韧窝，说明在高应变率下Aermet100钢仍为塑性断裂。 高温动态加载条件下，Aermet100钢表现出一定的热软化效应和应变率硬化效应，在压缩过程中，剪切带易在圆柱试样两端的底端面萌生，然后沿着最大应力方向向前扩展，剪切带与中心轴线呈45°，剪切带呈现白亮带特征。温度对绝热剪切带的形成有促进作用，能够减小出现绝热剪切带的临界应变，也使出现绝热剪切带的区域变多；应变率增大能促剪切带的萌生和扩展。
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG161;TG142.1

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 杨小红;张士宏;王忠堂;张路宁;冯斌;;AerMet100超高强度钢热变形行为[J];塑性工程学报;2007年06期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 汪向荣;AerMet100钢热变形行为与热处理组织性能及其第一性原理表征[D];哈尔滨工业大学;2009年

本文编号：1252508