高强韧性转向架用钢成分优化及CCT曲线研究

发布时间：2017-09-22 09:30

  本文关键词：高强韧性转向架用钢成分优化及CCT曲线研究

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【摘要】：随着我国国民经济的持续快速增长，对我国的运输业尤其是铁路运输业提出了更高的要求以及铁路货运提出的提速、重载的要求，对铁路货车转向架性能提出了更高的要求。 本文首先，在B+级铸钢成分的基础上，提高材料的强度的同时保证铸钢的碳当量和韧性为目标来开发新铸钢。在理论分析的基础上，为了减少试验总量，因而将铸钢中主要的强化元素Mn元素含量定为1.00wt.%，Si元素含量定为0.50wt.%， Cr元素含量为0.30wt.%，同时为保证铸钢良好的塑韧性，将Ni元素含量为0.50wt.%，Al元素含量为0.04wt.%，1#稀土（铈稀土）含量为0.03wt.%。C元素因其较好的强化效果及相对低廉的价格作为主要的强化元素，又由于碳当量的要求，通过添加Mo元素作为次要强化元素。试验结果表明：C元素含量由0.21wt.%上升到0.27wt.%时，铸钢基体中的珠光体含量明显增加，铸钢的抗拉强度由580.0MPa提升到685.9MPa，屈服强度由340.6MPa提升到445.8MPa，但是铸钢的塑性和韧性却显著下降，拉伸断口存在由韧性断裂向脆性断裂变化的趋势；当Mo元素含量由0.00wt.%上升到0.30wt.%时，铸钢的基体得到明显细化，铸钢的抗拉强度由616.4MPa提升到809.8MPa，屈服强度由390.8MPa提升到583.7MPa，但塑性和韧性直线下降，拉伸断口由韧性断裂转变为脆性断裂。 其次，，对优化出的新钢种，通过测量其CCT曲线来制定合理的热处理工艺，最终得到：正火热处理加热温度范围为895-925℃，最佳冷却速度为1-2℃/s。 最终试验确定，当铸钢中的C元素含量为0.25wt.%，Si元素含量为0.50wt.%，Mn元素含量为1.00wt.%，Cr元素含量为0.30wt.%，Ni元素含量为0.50wt.%，Mo元素含量为0.10wt.%，Al元素含量为0.04wt.%，1#稀土含量为0.03wt.%，采用正火热处理，加热温度范围为895-925℃，冷却速度1-2℃/s。此时铸钢的抗拉强度为663.9Mpa，屈服强度为418.7Mpa，断后伸长率为22.2%，在-18℃条件下V型夏比缺口冲击吸收功为31.9J，此时铸钢的碳当量为0.58，可以在保证铸钢碳当量同时保证铸钢达到C级钢性能要求。
【关键词】：转向架 力学性能 显微组织 CCT曲线
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.1
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 目录9-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 研究背景与意义11-12
• 1.2 铸钢转向架的研究现状12-14
• 1.2.1 我国转向架研究现状13
• 1.2.2 国外转向架发展现状13-14
• 1.3 铸钢的强韧化研究14-18
• 1.3.1 铸钢的强化途径14-17
• 1.3.2 影响铸钢韧性因素17-18
• 1.4 主要研究内容18-19
• 第2章 试验方法与试验方案19-29
• 2.1 试验流程图19
• 2.2 试验原材料19-20
• 2.3 造型、熔炼与浇注20-21
• 2.4 热处理工艺21-22
• 2.5 成分分析22
• 2.6 力学性能试验22-24
• 2.6.1 拉伸测试22-23
• 2.6.2 冲击吸收功测试23-24
• 2.6.3 硬度测试24
• 2.7 组织观察和断口形貌分析24-25
• 2.8 晶粒度测量25
• 2.9 铸钢的连续转变曲线的测量25-26
• 2.10 试验方案26-28
• 2.10.1 合金元素优化方案26-27
• 2.10.2 热处理方案27-28
• 2.11 本章小结28-29
• 第3章 高强韧转向架新钢种成分优化29-49
• 3.1 引言29-30
• 3.2 碳元素对铸钢组织和性能的影响30-38
• 3.2.1 成分分析30
• 3.2.2 显微组织分析30-32
• 3.2.3 力学性能分析32-35
• 3.2.4 断口形貌分析35-38
• 3.3 钼元素对铸钢组织和性能的影响38-47
• 3.3.1 成分分析38
• 3.3.2 显微组织分析38-40
• 3.3.3 力学性能分析40-44
• 3.3.4 断口形貌分析44-47
• 3.4 本章小结47-49
• 第4章 高强韧转向架新钢种连续冷却转变曲线研究49-61
• 4.1 引言49-50
• 4.2 试验准备和试验工艺50-52
• 4.3 试验结果52-54
• 4.4 显微组织及硬度检验54-57
• 4.4.1 金相显微组织检验54-56
• 4.4.2 硬度检验56-57
• 4.5 临界点的确定和转变类型的判别57-58
• 4.6 CCT 曲线的绘制58-59
• 4.7 本章小结59-61
• 结论61-62
• 参考文献62-66
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文66-67
• 致谢67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 赵宝纯;李桂艳;柳永浩;杨静;黄磊;;含Mo低碳微合金钢CCT曲线的测定与分析[J];热加工工艺;2008年22期

2 李芾,傅茂海;国外高速货车转向架发展和运用[J];铁道车辆;2001年06期

3 张进德;我国铁路货车技术发展趋势[J];铁道车辆;2003年04期

4 姜瑞金,王海荣;转K5型转向架[J];铁道车辆;2005年02期

5 杨爱国,邵文东;我国货车转向架的现状与发展趋势[J];铁道车辆;2005年06期

6 李立东,杨爱国;转K6型转向架的研制[J];铁道车辆;2005年10期

7 张四梅;;自重较轻车辆心盘悬空的原因及解决措施[J];铁道车辆;2008年05期

8 汤楚强;李加良;;铁路货车车体材料的发展与展望[J];铁道车辆;2010年05期

9 廉晓洁;成生伟;周杰;赵振铎;;20Cr1Mo1V钢CCT曲线的测定与分析[J];热加工工艺;2014年20期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 万荣春;耐火钢中Mo的强化机理及其替代研究[D];上海交通大学;2012年

2 郭宁;桥梁缆索用冷拔珠光体钢丝微观组织表征及力学性能研究[D];重庆大学;2012年

本文编号：900064