Ce合金化及喷丸对Q235钢组织和力学性能的影响

发布时间：2020-12-17 00:30

　　以Q235钢为原料,添加稀土Ce重熔轧制后得到改性钢。采用高能喷丸技术对型钢进行表面强化处理。考察了不同喷丸参数对钢微观组织和力学性能的影响。结果表明:经喷丸处理后,Q235钢表面产生了明显的塑性变形,晶粒明显细化,显微硬度升高,从试样表面到心部具有明显的显微组织梯度和硬度梯度,并形成深约140μm的残余压应力层。以0.66 MPa压力喷丸后,Ce的质量分数为0.024%的钢的最大抗弯强度和抗拉强度可达713.2和366.3MPa,比未加稀土但经过喷丸处理的钢的最大值分别提高了14.4%和13.54%,比未加稀土且未喷丸的钢的最大值分别提高了45.7%和20.02%。 

【文章来源】：上海金属. 2020年04期 北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

未喷丸和喷丸的不含Ce试样的XRD图谱(a)和晶格常数的外推曲线(b)

图7为不含Ce和含Ce试样以0.66 MPa压力喷丸30 s后沿深度的残余应力分布。试样喷丸前基本无残余压应力层。喷丸后，随着与表面距离的增加，试样的残余压应力先增大后减小，其中3号试样在距表层20μm处达到最大值452.7MPa，残余压应力层深约140μm。喷丸后，材料内层变形的弹性区域由于要恢复变形而产生残余拉应力，而表层及次表层形成的加工硬化区要阻止其变形而产生残余压应力[12]。残余压应力可以在较大程度上减小外加交变载荷产生的拉应力，继而阻碍裂纹源的萌生，同时可以有效减小裂纹尖端的拉应力，延缓疲劳裂纹的扩展[14]。添加稀土元素Ce后，由于Ce的固溶强化及弥散强化作用，试样近表层的残余压应力增大。2.4 抗弯强度和抗拉强度

图3为未喷丸和喷丸的不含Ce试样的表层SEM形貌。可见，试样组织由片层状的珠光体和铁素体组成。喷丸处理后，试样表层发生了严重的塑性变形，晶界不再明显，这是由于不同取向的相邻片层状珠光体在喷丸后相互挤压、滑移导致片层消失且不再连续，从而导致珠光体的晶界完全消失。此外，片层状的珠光体晶粒被挤压得长，铁素体晶粒出现了密集的垂直于冲击方向的塑性变形痕，两相在喷丸过程中受强烈冲击作用发生严重变形而融合在一起，整体呈河流状形貌。图2 不同Ce含量试样以0.4 MPa压力喷丸60 s后的显微组织

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：2921074