热处理工艺对XL520钢组织与性能的影响及抗弹模拟研究

发布时间：2020-08-25 01:58

【摘要】：相对于其他装甲材料,低合金、超高强度钢工艺流程简单,生产成本低,可广泛应用于装甲材料。本文为了研究XL520钢的热处理工艺,对实验钢进行了850~1100℃系列淬火加200℃低温回火热处理。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射等手段观察淬火,淬火加低温回火试样中马氏体形貌;定量统计马氏体各类微结构尺寸,分析彼此间的关系;以及与屈服强度的关系,得到本实验钢屈服强度的控制单元;通过常规力学性能检测,常温动态性能测试(SHPB),研究了实验钢的综合力学性能(静态与动态结合)。测试热处理后试样的常温拉伸和低温冲击性能、观察冲击断口形貌;分析出不同淬火温度对样品微观组织和常规、动态力学性能产生的影响。由实验结果得出:随不同淬火温度的逐渐增大,实验钢原奥晶粒PAG逐渐增大,马氏体Packet结构逐渐变大,马氏体Block结构逐渐变宽,而马氏体板条束Lath结构宽度无明显变化。PAG与Packet和Block之间都存在对应线性关系。随淬火温度升高,实验钢成品试样的屈服强度呈下降趋势;低温冲击功呈现上升趋势;位错密度呈下降趋势。利用SHPB实验来检验实验钢的动态性能,绘制出实验钢对应的应力-应变曲线。通过本构模型Joehnson-Cook的建立,处理实验数据等,算出各个热处理条件下的本构方程;运用ANSYS模块下的LS-DYNA模拟软件,对本实验钢的防护性能进行模拟。最后,结合测试常规力学性能数据和动态力学性能数据及抗弹数值模拟数据,优化本实验钢的最佳热处理工艺要点:即实验钢在900℃淬火加200℃回火后,实验钢具有良好的装甲性能。
【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;TG156
【图文】：

组织形貌,轧制温度,退化珠光体,感应熔炼炉

使钢组织均匀细化[27、28]，因此结合现1.0%；Mo 能够提高固溶强化，也能增加碳化韧性[29]； Ni 既能提高钢的强度，又能让钢在可以提高钢的淬透性，又能够阻止多边形铁素 50kg 的真空感应熔炼炉进行冶炼，在东北大学体流程为：将钢锭加热到 1 200±20℃，保温大合金元素的溶解；由于本实验钢不需控轧控冷轧制温度大于 1 150℃，终止轧制温度大于 1 察轧态组织如图 2-1，主要由退化珠光体及粒表 2-1 实验钢成分设计（wt.%）Mn P S Cr+Ni+Mo+Cu 0.7~1.0 ≤0.020 ≤0.010 1.43

示意图,示意图,非金属夹杂,抛光膏

图 2-3 实验钢热处理工艺示意图金质量、组织及断口形貌观察金质量观察非金属夹杂标准中的规定，用夹杂标准图谱来进）中的非金属夹杂的显微评定方法，来进行冶金有代表性。因此，选用于测试本实验钢的夹杂物向），距离轧制边部1/4处，观察其厚度断面，1mm宽），如图2-4所示。从实验钢轧制状态的钢机镶嵌后在350到2 000五种不同型号的砂纸上进石抛光膏在机械抛光机上进行机械抛光，不腐蚀析观察，所用显微镜型号是Axiover-200MAT。为金相观察的试样加重腐蚀后，在扫描电子显微

示意图,钢夹,示意图,型号

mm2（20mm长*11mm宽），如图2-4所示。从实验钢轧制状态的钢板上，按照上述标准取样，经热镶机镶嵌后在350到2 000五种不同型号的砂纸上进行打磨，用规格5g型号W1.5的金刚石抛光膏在机械抛光机上进行机械抛光，不腐蚀，在光学显微镜上进行金相组织分析观察，所用显微镜型号是Axiover-200MAT。为了确定夹杂类型和具体夹杂种类，将金相观察的试样加重腐蚀后，在扫描电子显微镜（SEM）下作EDS能谱分析，确定夹杂物成分、区分种类，

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