稀土Gd对5Cr5MoSiV1钢组织及性能的影响

发布时间：2017-09-21 22:02

  本文关键词：稀土Gd对5Cr5MoSiV1钢组织及性能的影响

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【摘要】：5Cr5Mo SiV1钢是一种新型的热作模具钢,常被用作于盾构刀具材料。但是5Cr5Mo SiV1钢是一种过共析钢,其凝固组织晶粒粗大且存在严重的偏析现象,很容易引起材料的脆断而大大降低材料的力学性能,减短了盾构刀具的使用寿命,从而降低了施工效率,减缓了工程进度并提高了施工成本。同时,这些缺陷很难通过常规的热处理的形式来消除,为了解决这一难题,我们把目光投向了我国丰富的稀土资源,向钢中添加稀土元素能够深度净化钢液,细化钢的微观组织并消除钢中的夹杂物偏析现象,从而提高钢的综合性能。因此,为了能够使5Cr5Mo SiV1钢刀具适应强挤压、大扭矩、强冲击、高磨损的恶劣工作环境,本文研究了如何通过向5Cr5Mo SiV1钢中添加稀土元素的方法来改善其综合性能。本文的主要研究内容如下:1、以5Cr5Mo SiV1钢为研究对象,从稀土元素的选择、添加形式、添加方法以及添加量几个方面研究了稀土钢坯料的制备方法,确定出一种最佳的稀土钢制备工艺路线为:真空氩气保护的条件下,采用预制块的形式将稀土Gd加入到5Cr5Mo SiV1钢中;2、研究不同的稀土含量对铸态稀土钢微观组织(包括晶粒尺寸和夹杂物的形貌、分布等)及力学性能(包括硬度、抗拉强度及延伸率)的影响,并确定出5Cr5Mo SiV1钢的一种最佳稀土含量为0.131wt.%。3、研究不同的稀土含量对各个热处理态(包括球化退火、淬火和回火)5Cr5Mo SiV1钢的微观组织及力学性能的影响,并确认5Cr5Mo SiV1钢的最佳稀土含量为0.131wt.%。
【关键词】：5Cr5MoSiV1钢 热作模具钢 稀土 显微组织 力学性能
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.1
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第1章 绪论7-24
• 1.1 引言7-8
• 1.2 热作模具钢8-9
• 1.3 稀土元素概况9-14
• 1.3.1 稀土元素的分类10
• 1.3.2 稀土元素的性质10-14
• 1.4 稀土元素在钢中的作用14-17
• 1.5 稀土元素在钢中应用17-22
• 1.5.1 国外稀土元素在钢中应用的发展17-18
• 1.5.2 国内稀土元素在钢中应用的发展18-22
• 1.6 本研究的目的、意义及研究内容22-24
• 1.6.1 本研究的目的和意义22
• 1.6.2 本研究的研究内容22-24
• 第2章 实验材料与方法24-29
• 2.1 实验材料24
• 2.2 实验方案24-26
• 2.3 实验设备及实验方法26-29
• 2.3.1 试样的制备26-27
• 2.3.2 金相观察27
• 2.3.3 扫描电镜和能谱分析27
• 2.3.4 力学性能测试27-29
• 第3章 5Cr5Mo SiV1钢坯料的制备29-45
• 3.1 稀土元素的选择29
• 3.2 稀土元素添加形式的选择29-31
• 3.3 稀土元素添加方法的选择31-32
• 3.4 稀土元素添加量的选择32-34
• 3.5 稀土钢坯料的制备34-36
• 3.5.1 预制块的制备35
• 3.5.2 砂型铸造模具的制备35
• 3.5.3 稀土钢的熔炼35-36
• 3.6 最佳稀土含量的确定36-44
• 3.6.1 稀土Gd对 5Cr5Mo SiV1钢铸态微观组织的影响37-42
• 3.6.2 稀土Gd对 5Cr5Mo SiV1钢铸态性能的影响42-44
• 3.7 本章小结44-45
• 第4章 稀土Gd对 5Cr5Mo SiV1钢热处理微观组织及性能的影响45-73
• 4.1 引言45-46
• 4.2 稀土Gd对 5Cr5Mo SiV1钢退火组织及性能的影响46-52
• 4.2.1 稀土Gd对 5Cr5Mo SiV1钢球化退火组织的影响47-50
• 4.2.2 稀土Gd对 5Cr5Mo SiV1钢球化退火硬度的影响50-51
• 4.2.3 小结51-52
• 4.3 稀土Gd对 5Cr5Mo SiV1钢淬火组织及性能的影响52-59
• 4.3.1 稀土Gd对 5Cr5Mo SiV1钢淬火组织的影响53-58
• 4.3.2 稀土Gd对 5Cr5Mo SiV1钢淬火硬度的影响58-59
• 4.3.3 小结59
• 4.4 稀土Gd对 5Cr5Mo SiV1钢回火组织及性能的影响59-71
• 4.4.1 稀土Gd对 5Cr5Mo SiV1钢回火组织的影响60-67
• 4.4.2 稀土Gd对 5Cr5Mo SiV1钢回火硬度的影响67-68
• 4.4.3 稀土Gd对 5Cr5Mo SiV1钢回火拉伸性能的影响68-69
• 4.4.4 稀土Gd对 5Cr5Mo SiV1钢断.形貌的影响69-70
• 4.4.5 小结70-71
• 4.5 本章小结71-73
• 第5章 结论与展望73-76
• 5.1 结论73-75
• 5.2 展望75-76
• 致谢76-77
• 参考文献77-82
• 攻读学位期间的研究成果82

【参考文献】

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本文编号：897094