高强度硼钢22MnB5气雾淬火工艺性能研究

发布时间：2017-09-03 22:40

  本文关键词：高强度硼钢22MnB5气雾淬火工艺性能研究

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【摘要】：热处理对钢材的性能影响很大，而淬火作为热处理工艺中重要的一项，对最终材料的质量、性能等起着非常大的作用，因此一直是研究的热点。气雾是一种新型的淬火介质，具有很多优点。其冷却范围比较广，在空冷和水冷之间，既保证了钢板的冷却速度大于临界淬火冷却速度，又不会过于剧烈，淬火后的工件变形小。而且气雾是由水和气体组成的，不但能耗低而且无污染。另外，气雾喷射区域呈面状，淬火冷却比较均匀。而硼钢22MnB5是一种使用比较普遍的低碳钢，化学成分虽然简单，但淬火性能非常优良，值得进一步推广使用。因此对气雾淬火硼钢22MnB5的研究具有重要的意义。 本文以气雾作为淬火介质对硼钢22MnB5进行淬火实验研究。首先对气雾淬火硼钢22MnB5的基础性能进行了研究。结果表明：气雾淬火后硼钢22MnB5的硬度有很大提高，且金相组织为板条状马氏体；气雾淬火硼钢22MnB5的淬透性好，淬透性曲线有明显的三个阶段；与其他淬火介质的对比分析发现，气雾的冷却能力比空气、风都好，相对于水，气雾的冷却能力差一些，，但是经两者淬火后的钢件的力学性能差别不大，且气雾淬火后钢件变形小，因此气雾淬火后的钢件具有比较好的综合性能。在此基础上，以硼钢22MnB5的硬度为指标对热处理工艺参数进行了优化。正交实验优化的结果是，当加热温度为900℃，保温时间为5min，气雾开始淬火温度为700℃时，硼钢22MnB5的硬度达到最大值539.7HV；响应曲面实验表明，气雾淬火后，在一定工艺参数范围内，硼钢22MnB5的硬度最高值是532.02HV，对应的加热温度是896.10℃，保温时间是6.55min，开始淬火温度是720.91℃。最后，研究了气雾喷射高度、气雾喷射角度两个气雾喷射工艺参数对淬火后硼钢22MnB5力学性能分布的影响规律。实验表明，随着喷雾高度的增大，淬火钢板有效硬化区域面积先基本不变，然后开始下降，达到局部极小值后开始增大，达到局部极大值后又开始降低，至没有影响范围；在气雾喷射角度变化时，随着喷射角度的增大，钢板硬度分布尺寸不均匀性先增大，达到最大值后，开始减小。而硬度分布不均匀性随着喷射角度的增大而一直增大。另外，随着喷雾角度的增大，钢板的有效硬化区域面积先增大，在喷射角度为20o时达到最大值，然后开始变小。
【关键词】：硼钢22MnB5 气雾淬火 基础性能 热处理工艺参数 气雾喷射工艺参数
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG161
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-21
• 1.1 本文研究背景9-10
• 1.2 淬火介质的分类及特点10-13
• 1.2.1 水11-12
• 1.2.2 淬火油12
• 1.2.3 无机物水溶液12
• 1.2.4 熔盐、熔碱12-13
• 1.2.5 有机聚合物淬火剂13
• 1.2.6 流态床13
• 1.3 硼钢 22MnB5 气雾淬火冷却过程分析13-15
• 1.3.1 硼钢 22MnB5 的本质13-14
• 1.3.2 硼钢 22MnB5 气雾淬火冷却理论14-15
• 1.4 国内外研究现状15-17
• 1.5 本文研究意义及内容17-21
• 1.5.1 本文研究意义17-18
• 1.5.2 本文研究内容18-21
• 第2章 气雾淬火硼钢 22MnB5 基础性能研究21-35
• 2.1 硼钢 22MnB5 气雾淬火性能研究21-25
• 2.1.1 实验内容21-24
• 2.1.2 实验结果分析24-25
• 2.2 气雾淬火硼钢 22MnB5 淬透性研究25-29
• 2.2.1 实验内容25-27
• 2.2.2 实验结果分析27-29
• 2.3 气雾淬火与其它淬火方式的对比分析29-32
• 2.3.1 实验内容29-30
• 2.3.2 实验结果分析30-32
• 2.4 本章小结32-35
• 第3章 热处理工艺参数对硼钢 22MnB5 气雾淬火后性能的影响35-59
• 3.1 加热温度对气雾淬火后硼钢 22MnB5 性能的影响35-39
• 3.1.1 实验内容35
• 3.1.2 实验结果分析35-39
• 3.2 保温时间对气雾淬火后硼钢 22MnB5 性能的影响39-42
• 3.2.1 实验内容39
• 3.2.2 实验结果分析39-42
• 3.3 开始淬火温度对气雾淬火后硼钢 22MnB5 性能的影响42-47
• 3.3.1 实验内容42-43
• 3.3.2 实验结果分析43-47
• 3.4 气雾淬火硼钢 22MnB5 热处理工艺参数正交试验优化47-51
• 3.4.1 实验内容48-50
• 3.4.2 实验结果分析50-51
• 3.5 气雾淬火硼钢 22MnB5 热处理工艺参数响应曲面法优化51-57
• 3.5.1 实验内容52-54
• 3.5.2 实验结果分析54-57
• 3.6 本章小结57-59
• 第4章 气雾喷射工艺参数对淬火后硼钢 22MnB5 性能的影响59-77
• 4.1 气雾喷射高度对淬火后硼钢 22MnB5 性能的影响59-67
• 4.1.1 实验内容60-61
• 4.1.2 实验结果分析61-67
• 4.2 气雾喷射角度对淬火后硼钢 22MnB5 性能的影响67-75
• 4.2.1 实验内容67-69
• 4.2.2 实验结果分析69-75
• 4.4 本章小结75-77
• 第5章 结论77-79
• 参考文献79-83
• 致谢83

【参考文献】

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1 丁冬芳;邵宝东;程赫明;李建云;李自良;侯立军;侯杰;王丽凤;田

本文编号：787800