热处理工艺对耐候螺栓钢组织和力学性能的影响

发布时间：2020-07-31 22:13

【摘要】：本文采用自行设计的耐候高强螺栓钢NHL10为试验钢,通过对试验钢进行不同热处理工艺,获得了不同的淬火与回火组织,以及不同的力学性能。同时采用光学显微镜、场发射型电子扫描显微镜与透射电子显微镜对马氏体组织的Packet、Block、Lath以及析出相结构进行了表征,同时对各结构的形态数量进行了统计分析。通过室温拉伸、冲击试验和洛氏硬度试验,测试了回火态试验钢的力学性能;通过周期浸润加速试验和恒载荷缺口拉伸试验,测试了试制NHL10钢典型热处理态的耐候性能与抗延迟断裂性能。结果表明,随着淬火温度的升高,试验钢原奥氏体晶粒及马氏体Packet/Block结构的尺寸均明显长大,而Lath结构尺寸未发生明显变化,同时析出相数量减少,原奥晶粒尺寸与淬火马氏体Packet、Bock结构尺寸呈线性相关。随着回火温度上升,Packet、Block等微结构略有长大;晶界处析出相数量显著上升,同时聚集球化,尺寸增大,使拉伸强度下降;回火马氏体Packet结构尺寸与屈服强度之间的关系符合经典Hall-Petch公式;随着回火温度升高,马氏体大角度晶界所占比例提高,阻碍了裂纹扩展,导致冲击性能提高。基于以上研究,试验钢优化的调质处理工艺是:875℃淬火+500℃回火。根据上述结果,进行了 NHL10钢的工业试制,试制产品力学性能、耐候性能及抗延迟断裂性能均满足技术要求。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG142.1;TG161
【图文】：

延迟断裂,高强螺栓,螺栓,应力

换变得十分困难。引起高强螺栓氢致延迟断裂的主要Ｍ素是在螺纹和螺栓根部等缺逡逑Ｐ或者应力集中区域氢的富集，造成螺栓局部灄压上升，同时螺检在服役过程中受逡逑到静载应力作用：形成氢致裂纹萌生并扩展，引发螺栓突发脆断，如图１－１所示＾］３５＿３６。逡逑柋人邋＞逦丨３灥逡逑逦邋＼邋Ｆｃ＊＊－Ｆｅ－－＋２ｅ邋一逦＼逦＾邋．逡逑＼邋２Ｈ＋＋２ｅ￣—２Ｈ逦＼（促进资役人邋＞逦应力逦应力逦应力逦故力逡逑＊逦４＇逡逑丨４应力集屮ｒ逦｜丨酸洗，电镀｜逦丁逦？逡逑（＾Ａ）逦（丨）职始加救状态邋（２＞裂纹核萌生邋（３）裂纹扩展逦（４）断裂逡逑图１－１［８］３５＿３６高强螺栓氢致延迟断裂逡逑４逡逑

微结构特征,马氏体,淬火温度

Ｐａｃｋｅｔ结构）＿，而每一个Ｐａｃｋｅｔ结构又可以分为多个具有相＿取向板条（即Ｌａｔｈ结逡逑构）的块状组织（即Ｂｌｏｃｋ结构）。随启日本的Ｍｏｒｉｔｏ［２３］在前人研究的＿础上对低逡逑碳钢的马氏体组织微结构进行了归纳，如图１－２所示。在过去的研究中一般认为板条逡逑马氏体的亚结构仅仅是禽密度的位错，不过后来随着裔分辨率电镜的发展相继发现逡逑了板条马氏体中也存在孪晶以及微细的层错结构［２４’２５］。逡逑．／屎奕氏体晶界逡逑ｒＳｔ逡逑（Ｌａｔｈ）逡逑，＼邋（Ｂｌｏｃｋ）逡逑＼马氏体板条束逡逑（Ｐａｃｋｅｔ）逡逑图１－２１３３１马氏体微结构特征逡逑１．４．１淬火温度对马氏体组织的影响逡逑目前对于淬火温度与＇马氏体结构的研究表明，枿着淬火温度的上升，原始奥氏逡逑体晶粒开始长大［２Ｗ７］，ＺｈａｎｇＣ？、Ｒｏｂｅｒｔｓ＾等研究者研究表明，随着淬火温度的上逡逑升，Ｐａｃｋｅｔ、Ｂｌｏｃｋ尺寸同样长大，且Ｌａｔｈ结构尺寸并没有显著变化。但是常铁军等逡逑人［３（）］对３０＆Ｍ0Ａ螺栓钢的研究发现在９７０以下淬火时，马氏体板条随萍火温度提高逡逑而细化

热处理工艺对耐候螺栓钢组织和力学性能的影响

图２－１试验钢乳态组织逡逑

【参考文献】