中碳非调质连杆胀断缺陷与Nb微合金化研究

发布时间：2020-05-18 19:57

【摘要】：中碳非调质钢是为适应当今发动机高功率和轻量化发展研发出的,典型代表有36MnVS4和46MnVS5。与传统的高碳系相比,此类材料有更优异综合性能方面,正渐渐在发动机连杆用材方面占据越来越重要的地位,本文以中碳非调质钢36MnVS4和46MnVS5生产的连杆为研究对象,分析连杆在胀断过程中缺陷,并用Nb微合金化改善46MnVS5连杆的缺陷。主要研究工作与结论包括:对36MnVS4缺陷连杆显微组织、断口形貌观察和力学性能测定,其主要原因在于:组织均匀性差;出现大量贝氏体组织,其中,断口不齐和胀不断连杆的含量分别达到58.5%和70.6%;断口不齐连杆原奥氏体晶粒过细,晶粒度达到8.5~9.0级,远超过标准要求的≥6.0级;缺陷连杆表面都存在一定的脱碳层出现,深度为100~300μm;同时,缺陷连杆的塑性指标均满足要求,且富余量较大,断后面缩率达到52.4~57.8%。通过对46MnVS5缺陷连杆组织性能分析,研究表明,46MnVS5连杆的胀断缺陷的主要原因在于:组织均匀性差;胀不断、断口不齐连杆脱碳层厚度分别为100μm和120μm;胀不断连杆贝氏体组织含量平均达到86.5%;缺陷连杆的塑性指标均满足要求,且富余量较大,胀不断和断口不齐连杆断后面缩率分别为39.5%和43.8%。为改善连杆的胀断缺陷,研究分别添加0.02%和0.03%Nb对46MnVS5钢组织和性能的影响。将样品在900~1250℃保温1h,46MnVS5材料晶粒粗化温度约为950℃,含46MnVS5-0.02%Nb、46MnVS5-0.03%Nb晶粒粗化温度均为1000℃。0.02%和0.03%Nb可以提高晶粒粗化温度50℃,而两种Nb含量的钢材随温度升高晶粒尺寸变化趋势基本一致。不含Nb的材料最大脱碳层为869μm,含0.02%Nb的材料的最大脱碳层为809μm,含0.03%Nb的材料的最大脱碳层为779μm。一定范围内,随Nb含量的增加脱碳层深度呈现降低的趋势,Nb的加入可以起到减小脱碳层的作用。因此,0.03%Nb的加入对46MnVS5连杆的胀断缺陷的改善有更明显的作用。
【图文】：

图 1.1 （a）汽车发动机；（b）连杆实物图Fig. 1.1 (a)Automotive engine; (b)Drawing of connecting rod燃烧的燃料化学能会导致气体膨胀力产生，这就是连杆做往复运动过程中承受的力；这些力作用在活塞上时，，由于活塞与连杆相连，会立刻转变成循环

裂解槽加工方法
【学位授予单位】：青海大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG142.1

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本文编号：2670241