新型二次硬化钢相变组织与强韧性内在关系研究--《昆明理工大学》2016年硕士论文
新型二次硬化钢相变组织与强韧性内在关系研究
【摘要】：高合金二次硬化超高强度钢是一种具有优异的强韧性匹配度、较高耐腐蚀性及较低成本的超高强度钢。近些年来,二次硬化型超高强度钢良好的综合力学性能获得人们广泛地关注与研究,作为承重结构部件的首选材料被广泛应用于航空航天、军工国防等重要科技领域。然而由于其合金含量较高,析出相及组织演变较为复杂,热加工工艺等突出问题,进而制约了该类材料进一步发展和应用。因此,研究新型二次硬化超高强度钢的相变组织与强韧性的内在关系,具有重要的理论意义和实际应用价值。本文采用扫描电子显微镜、光学显微镜、物理化学相分析等实验方法观察和分析了不同制度下钢的微观组织及形貌。研究奥氏体化过程中(Mo,W)6C碳化物、(Nb,W)(C,N)碳氮化物对钢的强韧性影响表明：较低温度奥氏体化试样未溶的(Mo,W)6C碳化物除损害冲击韧性外,会促使马氏体基体内较低的C、Mo和W降低了回火过程中的M2C碳化物和析出量,从而削弱了二次强化效应;相反地,较高奥氏体化温度减少未溶(Mo,W)6C碳化物以及(Nb,W)(C,N)碳氮化物细化晶粒两者作用提高了二次强化效应,经1100℃奥氏体化处理组织明显粗化,钢的力学性能下降。在变形温度为850-1200℃、真应变为0.9、应变速率为0.01-10S-1的条件下,测得了钢的高温流变曲线,并通过观察变形后的微观组织可知：M54的高温流变应力和峰值应变随着变形温度的降低和应变速率的提高而增大,且随着变形速率的提高,其发生完全动态再结晶的温度也随之提高。通过计算可知M54的热变形激活能为489.712 KJ/mol,并建立了M54的热变形方程。研究了以应变速率为0.1S-1及变形温度900-1200℃范围内钢的热塑性行为及观察分析变形后的微观组织和形貌表明：该钢具有优异的热塑性,在变形温度900-1200℃范围内断面收缩率均达到70%以上。不同的变形温度下,峰值应力随着温度的升高而降低。热拉伸过程中,在较低变形温度下M6C碳化物对动态再结晶有促进作用。经过1075℃×90minAC,1060℃×75minOQ,-73℃×2hAC,520℃×5hAC(峰时效)处理后,钢的抗拉强度≥2000MPa、屈服强度≥1700MPa、冲击韧性值≥60J及断裂韧度值≥110MPa(?),具备优异的强韧性匹配度。在欠时效状态下,钢的析出相较少二次强化效应较弱;在过时效状态下,经560℃×5hAC时效处理后出现了高温回火脆性,降低了钢的综合力学性能,之后随时效温度的提高析出相粗化损害了钢的综合力学性能。
【关键词】：
【学位授予单位】：昆明理工大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2016【分类号】：TG142.1【目录】：
摘要5-6Abstract6-11第一章 绪论11-27 1.1 选题背景11 1.2 超高强度钢的发展状况11-13 1.3 二次硬化超高强度钢发展及研究现状13-17 1.4 二次硬化超高强度钢热变形行为研究17-21
1.4.1 金属材料热变形软化机制的研究18-20
1.4.2 金属材料热变形方程的建立20-21 1.5 二次硬化钢强韧化机理21-23 1.6 超高强度钢的高温力学性能23-24 1.7 论文目的及意义24 1.8 论文主要研究内容及方案24-27
1.8.1 论文研究内容24
1.8.2 论文研究方案24-27第二章 实验材料和方法27-33 2.1 实验材料27 2.2 实验方法27-32
2.2.1 热处理方案27
2.2.2 力学性能实验27-29
2.2.3 显微组织观察29-30
2.2.4 物理化学相分析方法30-31
2.2.5 热模拟试验31-32 2.3 实验设备32 2.4 本章小结32-33第三章 奥氏体化温度对二次硬化超高强度钢强韧性的影响33-41 3.1 实验材料和热处理工艺33-34 3.2 实验结果34-40
3.2.1 奥氏体化温度对力学性能的影响34-35
3.2.2 冲击试样断口形貌及能谱分析35-37
3.2.3 固溶处理温度对微观组织的影响37
3.2.4 物理化学相分析37-39
3.2.5 奥氏体晶粒形态与尺寸变化39-40 3.3 本章小结40-41第四章 二次硬化超高强度钢热变形的研究41-55 4.1 实验材料和工艺41-42 4.2 实验结果与讨论42-54
4.2.1 试验钢的高温流变应力曲线42-43
4.2.2 试验钢的高温显微组织分析43-49
4.2.3 热变形方程的建立49-51
4.2.4 热加工图51-54 4.3 本章小结54-55第五章 二次硬化超高强度钢热塑性行为的研究55-65 5.1 试验材料与方法55-56 5.2 实验结果与讨论56-62
5.2.1 高温力学性能特征曲线56
5.2.2 不同拉伸断口的形貌56-58
5.2.3 900℃变形条件下的组织变化58-59
5.2.4 断口形貌分析59-60
5.2.5 断口组织形貌及分析60-62 5.3 实验结果分析62-63
5.3.1 不同拉伸条件下的断口形貌分析62
5.3.2 不同拉伸条件下的断口组织分析62-63 5.4 本章小结63-65第六章 时效对二次硬化超高强度钢力学及微观组织的影响65-77 6.1 实验材料和热处理工艺65-66 6.2 实验结果与分析66-72
6.2.1 时效温度对力学性能的影响66-68
6.2.2 时效温度对微观组织的影响68-69
6.2.3 时效温度对冲击断口形貌的影响69-71
6.2.4 时效温度对力学性能结果的分析71
6.2.5 时效温度对微观组织变化的分析71-72 6.3 钢的强化与韧化机制72-75
6.3.1 钢的强化机制72-73
6.3.2 钢的韧化机制73-75 6.4 本章小结75-77第七章 结论与展望77-79 7.1 全文结论77 7.2 展望77-79致谢79-81参考文献81-87附录 攻读硕士期间研究成果目录87
欢迎：、、)
支持CAJ、PDF文件格式
&快捷付款方式
&订购知网充值卡
400-819-9993
《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司
同方知网数字出版技术股份有限公司
地址：北京清华大学 84-48信箱 大众知识服务
出版物经营许可证 新出发京批字第直0595号
订购***：400-819-82499
服务***：010--
在线咨询：
传真：010-
京公网安备75号