双真空熔炼9315钢的相变、组织与性能研究

发布时间：2017-09-01 20:27

  本文关键词：双真空熔炼9315钢的相变、组织与性能研究

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【摘要】：本文根据国外渗碳钢的研究状况,选用美国的一种性能优良的合金渗碳钢SAE9315钢,以其作为参考炼制了24炉不同合金成分的试验钢。经熔炼铸锭、锻轧工艺处理后,再对其进行拉伸试验、冲击试验和端淬实验。根据实验结果确定了碳含量为0.15%。其他合金元素对9315钢的综合性能都起着非常重要的作用,含量分别确定为Ni3.2%、Cr1.3%、Mo0.13%、Mn0.60%、Si0.30%。利用Thermo Calc软件和相关数据库(TCFE3)计算了钢的平衡相图垂直截面图。采用双真空(VIM+VAR)冶炼工艺炼制了9315试验钢。利用高精度膨胀仪测出不同冷速的膨胀曲线,通过膨胀曲线结果可知,9315钢Ac1、Ac3、Ms、Mf点分别为700℃、800℃、400℃、200℃。再利用金相显微镜观察了在不同冷却速度下的试样的显微组织形态,确定其组织转变类型(高温区为铁素体转变、中温区为贝氏体转变、低温区为马氏体转变)从而得出各种组织类型转变的相变临界点,然后结合显微组织和线膨胀曲线绘制出SAE9315钢的CCT曲线。最后测定出不同冷速下试样的显微硬度印证了所做CCT曲线的可靠性。将试验钢冲击、拉伸试样毛坯在920℃正火1h后,经过不同淬火温度、不同淬火保温时间、不同回火温度、不同回火时间的热处理,然后进行拉伸试验和冲击试验。结果表明780℃淬火时强度硬度比较低;在805℃和815℃淬火下,9315试验钢的强度以及韧性明显最强;825℃和850℃淬火时钢的机械性能变差;随着回火温度升高,材料强度上升,当回火温度超过200℃后,抗拉强度开始下降,淬火时间和回火时间对机械性能影响较微弱,根据综合实验结果,确定9315试验钢热处理淬火、回火制度为:(820℃)×1h+OC、(150℃~200℃)×3h+AC。为结合实际分析渗碳处理后,渗碳层中各不同碳量水平部位的组织演变情况及性能,在9315钢的化学成分基础上冶炼了三炉不同碳含量(0.5%、0.79%、0.93%)的试验钢,分别对应于9315钢渗碳后的三个不同碳浓度处的渗碳层,以此模拟研究9315钢渗碳层的组织转变规律。绘制出9315钢各渗碳层模拟钢的CCT曲线。测定出不同冷速下试样的显微硬度。综合上述各项基础研究的结果,为制定工业条件下优化的热处理工艺方案提供重要参考依据,对实现9315钢的工业化应用具有重大意义。
【关键词】：9315钢 连续冷却转变(CCT)曲线 渗碳层模拟钢 热处理工艺
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG142.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 前言10
• 1.2 渗碳钢的发展10-13
• 1.2.1 渗碳钢的性能要求10-11
• 1.2.2 渗碳钢合金化的发展11-12
• 1.2.3 合金渗碳钢各化学成分的作用12-13
• 1.3 钢的淬透性的研究方法13
• 1.4 钢的连续冷却转变曲线（CCT图）的测定方法13-16
• 1.5 本文研究背景16
• 1.6 主要研究内容16-18
• 第二章 9315钢成分设计18-29
• 2.1 合金渗碳钢成分设计18-19
• 2.2 9315 钢成分优化实验19-27
• 2.2.1 热加工工艺流程20-21
• 2.2.2 端淬实验21-23
• 2.2.3 力学性能测试23-27
• 2.3 本章小结27-29
• 第三章 9315钢的平衡组织和连续冷却转变曲线29-41
• 3.1 9315 钢的平衡组织转变29
• 3.2 9315 钢的连续冷却组织转变29-40
• 3.2.1 实验方案30
• 3.2.2 冷速对相变产物的影响30-33
• 3.2.3 相变临界温度的测定33-37
• 3.2.4 过冷奥氏体连续冷却转变曲线（CCT图）37-39
• 3.2.5 不同冷却速度下相变产物的显微硬度39-40
• 3.3 本章小结40-41
• 第四章 9315钢全套热处理工艺及强化实验研究41-52
• 4.1 热处理工艺实验41-47
• 4.1.1 淬火温度的确定41-42
• 4.1.2 淬火保温时间的确定42-43
• 4.1.3 回火温度的确定43-45
• 4.1.4 回火时间的确定45-47
• 4.2 9315 钢的微观组织及强韧化机理47-51
• 4.3 本章小结51-52
• 第五章 9315钢渗碳层模拟钢的连续冷却组织转变52-65
• 5.1 含碳量 0.5％渗碳层模拟钢的CCT曲线52-56
• 5.1.1 实验方法52-53
• 5.1.2 实验结果与分析53-56
• 5.2 含碳量 0.79％渗碳层模拟钢的CCT曲线56-59
• 5.2.1 实验方法56-57
• 5.2.2 实验结果与分析57-59
• 5.3 含碳量 0.93％渗碳层模拟钢的CCT曲线59-63
• 5.3.1 实验方法59-60
• 5.3.2 实验结果与分析60-63
• 5.4 本章小结63-65
• 第六章 全文总结65-66
• 参考文献66-69
• 发表论文和科研情况说明69-70
• 致谢70-71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈德顺;彭晓东;易鸿宇;张清雨;;汽车前桥锥齿轮渗碳淬火工艺分析与研究[J];热加工工艺;2014年20期

2 张瑞丰;;对中国钢铁行业下一步整合的思考[J];科技展望;2014年09期

3 周阔;;浅谈中国钢铁行业现状及应对措施[J];经营管理者;2013年30期

4 冯梅;陈鹏;;中国钢铁产业产能过剩程度的量化分析与预警[J];中国软科学;2013年05期

5 Ming Chang;Hao Yu;;Kinetics of bainite-to-austenite transformation during continuous reheating in low carbon microalloyed steel[J];International Journal of Minerals Metallurgy and Materials;2013年05期

6 高洪成;娄成武;;“十二五”期间中国钢铁工业发展的战略思考与路径选择[J];中国软科学;2012年06期

7 赵国防;杨卯生;刘东雨;吉传波;俞峰;赵晓丽;;高性能渗碳轴承钢的组织与性能[J];钢铁研究学报;2011年11期

8 王香彬;韦弦;孙斌;宋仁伯;;含Mo低碳贝氏体钢形变奥氏体连续冷却相变规律研究[J];河南冶金;2011年02期

9 吴小娟;;钢铁企业的产业政策浅析[J];改革与开放;2009年11期

10 ;Effect of continuous annealing parameters on the mechanical properties and microstructures of a cold rolled dual phase steel[J];International Journal of Minerals Metallurgy and Materials;2009年02期

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 汤亨强;Cr/Mn系及微合金化热成形钢的初步研究[D];安徽工业大学;2013年

2 赵金华;高韧性TBM刀圈用钢高温变形行为及热处理工艺研究[D];太原科技大学;2013年

3 李红;Cr对M-B双相耐磨钢组织及腐蚀磨损性能的影响[D];东北大学;2010年

4 李安庆;冷却路径对热轧多相钢板组织及力学性能的影响[D];东北大学;2010年

5 高建;轧制与冷却路径对Q460特厚板组织性能的影响[D];东北大学;2009年

6 潘小强;合金元素Mo、V对耐火钢组织及性能的影响[D];重庆大学;2007年

7 靳芳芳;新型轴系锻件用钢的组织和力学性能[D];昆明理工大学;2007年

8 高海勇;智能化热膨胀检测应用系统研制[D];南京理工大学;2003年

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本文编号：774249