Nb微合金化对准贝氏体铲齿钢组织和性能的影响

发布时间：2023-04-06 22:30

　　铲齿是挖掘机上的主要磨损零件,随着中国工业的高速发展,使得生产建设中挖掘机铲齿服役的工作环境变得越来越严酷,磨损消耗极快,经济损失严重;同时由于我国采矿业等的景气,挖掘机铲齿的需求加剧增长。目前常用的铲齿在高磨料磨损条件下损耗情况仍较为严重,表现出材料的耐磨性不足,而准贝氏体钢铲齿表出现较好的耐磨效果,但其成本昂贵、工艺复杂,仍需创新与积极探究。因此,本论文研究以准贝氏体为挖掘机铲齿的基体组织,应用Nb微合金化进行细晶强化与析出强化,提高铲齿钢强韧性及其配合,获得具有高耐磨性能的铲齿材料,对挖掘机铲齿的生产应用具有极其重要的经济价值。实验研究表明:实验钢的组织为准贝氏体,且钢中加入Nb后促进了组织的生长。实验钢在奥氏体转变区间内有(V,Nb)C、NbC和γ-Fe,通过晶界固溶拖曳和钉扎,细化晶粒;在贝氏体相变区间等温时,析出以(V,Nb)C的为主,通过析出强化作用,强化钢的基体。随着Nb含量的增加,对实验钢的Ac3、Ac1和Ms几乎没有影响,Bs相转变点呈现出逐渐降低的趋势,使得贝氏体的相转变温度区间缩小,有助于细化准贝氏体组织。原奥氏体晶粒随Nb含量的增加逐渐减小,在0.062%Nb...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
引言
1 文献综述
    1.1 挖掘机铲齿用钢的发展
        1.1.1 高锰钢挖掘机铲齿
        1.1.2 马氏体钢挖掘机铲齿
        1.1.3 准贝氏体钢挖掘机铲齿
    1.2 准贝氏体钢中的主要元素
        1.2.1 [C]的作用
        1.2.2 [Si]或[Al]的作用
        1.2.3 [Nb]的作用
        1.2.4 其它元素的作用
    1.3 准贝氏体钢的热处理工艺
        1.3.1 空冷处理
        1.3.2 控轧控冷
        1.3.3 等温处理
    1.4 准贝氏体钢的组织和性能
        1.4.1 贝氏体铁素体
        1.4.2 残余奥氏体
    1.5 微合金化技术
        1.5.1 微合金化的概念
        1.5.2 微合金化的强化机理
    1.6 选题背景及意义
    1.7 主要研究内容
2 实验材料与方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 实验钢的设计思路
        2.1.2 实验钢的成分设计
        2.1.3 实验钢原材料
    2.2 热处理工艺的设计
    2.3 实验方法
        2.3.1 实验钢的冶炼
        2.3.2 实验钢成分测定
        2.3.3 相转变温度曲线的测定
        2.3.4 金相组织观察
        2.3.5 原始奥氏体晶粒度的测定
        2.3.6 X射线衍射分析
        2.3.7 Factsage计算分析
        2.3.8 扫描电镜及能谱分析
        2.3.9 硬度测试
        2.3.10 冲击韧性测试与冲击断口图像分析
        2.3.11 拉伸性能测试
        2.3.12 磨损性能测试
3 实验钢热处理工艺的制定
    3.1 实验钢成分结果分析
    3.2 实验钢的TTT曲线
    3.3 实验钢的热处理工艺
    3.4 本章小结
4 Nb对实验钢微观结构的影响
    4.1 实验钢的显微组织分析
    4.2 Nb对残余奥氏体体量的影响
    4.3 Nb对实验钢析出相的影响
    4.4 Nb对实验钢相转变温度点的影响
    4.5 Nb对原始奥氏体晶粒的影响
    4.6 钢中主要夹杂物的类型统计及变化规律分析
    4.7 本章小结
5 Nb对实验钢力学性能的影响
    5.1 Nb对实验钢硬度的影响
    5.2 Nb对实验钢冲击韧性的影响
    5.3 Nb对实验钢拉伸性能的影响
    5.4 Nb对实验钢耐磨性能的影响
    5.5 本章小结
结论
参考文献
在学研究成果
致谢



本文编号：3784536