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无铝超高碳钢的贝氏体相变研究

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摘要

前言

第一章 绪论

1.1 超高碳钢的成分特点

1.1.1 碳

1.1.2 合金元素

1.2 超高碳钢的加工工艺

1.2.1 热处理工艺

1.2.2 喷射成型

1.2.3 粉末冶金

1.2.4 变质处理

1.3 贝氏体的研究现状

1.3.1 贝氏体形态

1.3.2 贝氏体转变机制

1.4 本课题的研究目的与研究内容

第二章 实验用钢的制备及方法

2.1 实验用钢的化学成分设计

2.1.1 碳含量

2.1.2 合金元素含量

2.2 实验用钢的制备

2.3 实验用钢的相变点测定和差热分析

2.3.1 相变点测定

2.3.2 差热分析

2.4 实验用钢的热处理工艺

2.4.1 组织细化处理工艺

2.4.2 中温等温处理工艺

2.5 组织结构分析

2.5.1 相图模拟

2.5.2 XRD分析

2.5.3 金相组织观察

2.6 力学性能测试

2.6.1 显微硬度测试

2.6.2 拉伸性能测试

2.6.3 冲击性能测试

第三章 组织细化工艺

3.1 铸态试样

3.1.1 物相分析

3.1.2 显微组织结构

3.2 组织细化工艺参数确定

3.2.1 奥氏体化温度的确定

3.2.2 冷却速度的确定

3.2.3 等温时间的确定

3.3 本章小结

第四章 中温等温处理工艺

4.1 不同加热温度条件下的相组成变化

4.2 中温转变C曲线

4.3 加热温度对实验用钢组织结构影响

4.3.1 物相分析

4.3.2 显微组织结构

4.4 中温转变温度对实验用钢组织结构影响

4.4.1 物相分析

4.4.2 显微组织结构

4.5 中温等温时间对实验用钢组织结构影响

4.5.1 物相分析

4.5.2 显微组织结构

4.6 力学性能分析

4.6.1 加热温度对实验用钢力学性能的影响

4.6.2 中温转变温度对实验用钢力学性能的影响

4.6.3 中温等温时间对实验用钢力学性能的影响

4.7 本章小结

结论

参考文献

发表论文和科研情况

致谢

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摘要

采用X射线衍射分析、金相显微组织观察、显微硬度测试、拉伸测试和冲击测试等方法研究了Fe-1.52C-1.35Cr-0.42Mn-0.25Si-0.17Mo无铝超高碳钢的铸态显微组织结构及其组织细化工艺,探究了加热温度、中温转变温度与等温时间对实验用钢中温转变产物的显微组织结构和力学性能的影响,为开拓超高碳钢的工程应用领域提供实验依据。
  实验结果表明,相对于含铝超高碳钢,实验用钢凝固过程中网状碳化物以及大块状碳化物的析出倾向较弱,经过本文设计的奥氏体化温度、冷却速度和共析等温时间三参数组合的组织细化工艺处理后可以获得碳化物与珠光体基体均细化的组织。
  针对本文实验用钢,中温转变“C”曲线随加热温度的升高向低温、孕育期长的方向移动,且当加热温度接近于Acm的高温区再经中温等温处理后可以形成由铁素体板条加残余奥氏体组成的束状贝氏体组织;在中温转变温度接近贝氏体转变“C”曲线的鼻温时,最易于形成束状贝氏体组织。力学性能测试结果表明,束状贝氏体组织对实验用钢的力学性能具有重要影响。在950℃加热并在250℃等温30min,可使实验用钢获得良好的综合力学性能。

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