42CrMo鋼經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理（淬火+回火）可以獲得良好的強(qiáng)度和韌性,因此被作為制造大規(guī)格螺栓等零部件的常用材料。由于此類零部件應(yīng)用環(huán)境的影響,對(duì)于其制造材料不僅要求具備良好的強(qiáng)度、韌性、延展性等綜合性能,還要求高的低溫沖擊性能,特別是大規(guī)格的螺栓（42mm≤Φ≤64mm）,其截面尺寸的增加導(dǎo)致淬火后材料心部除馬氏體組織產(chǎn)生外,作為不完全淬火組織的貝氏體組織比例增加,難以實(shí)現(xiàn)截面性能的均勻性和保證心部的低溫沖擊性能。因此為保證大規(guī)格螺栓的服役性能,要求材料要具有良好的淬透性,即淬火后心部馬氏體組織達(dá)到90%以上。雖然通過(guò)控制生產(chǎn)工藝可以改善材料的淬透性,但是影響材料淬透性的根本原因是材料的化學(xué)成分。本文針對(duì)大規(guī)格螺栓鋼淬透性問(wèn)題,在42CrMo鋼基礎(chǔ)成分上配合添加元素Al、B、Ti,同時(shí)控制鋼的N含量,研究了Al添加對(duì)42CrMo鋼淬透性和淬火組織以及性能的影響,并與含B鋼進(jìn)行對(duì)比,揭示Al對(duì)不同尺寸42CrMo鋼淬透性的影響規(guī)律。具體研究?jī)?nèi)容如下:在42CrMo鋼基礎(chǔ)成分中配合添加Al-Ti和Al-B元素,通過(guò)末端淬火實(shí)驗(yàn)和截面硬度實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析設(shè)計(jì)鋼與42CrMo鋼淬透性的差異,并通過(guò)金相...

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線

所謂鋼的淬透性是指鋼在淬火時(shí)獲得馬氏體的能力,主要取決于其臨界冷卻速度的大小,而臨界冷卻速度則主要取決于過(guò)冷奧氏體的穩(wěn)定性[41–43]。鋼在臨界點(diǎn)Ac3以上(如圖1-1)加熱形成奧氏體[44],當(dāng)溫度冷卻到A1以下,此時(shí)奧氏體的自由能比鐵素體與滲碳體兩相混合物的自由能高,處于熱....

圖1-2奧氏體分解成不同的組織

圖1-1過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線其中碳的添加決定淬火后的最大硬度,而合金元素的添加幾乎不影響淬硬性,僅決定淬硬的深度[45],即淬透性是鋼合金硬化的深度。影響鋼的淬透性的主要因素是鋼的奧氏體晶粒尺寸及原始組織、鋼的化學(xué)成分、化學(xué)成分的微觀不均勻性、鋼的生產(chǎn)工藝[46]。

圖1-3不同碳含量奧氏體晶粒尺寸同淬透性的關(guān)系

碳在鋼中的主要作用是提高鋼的強(qiáng)度和硬度,鋼中碳的含量決定鋼淬火后的最大硬度,也就是說(shuō)鋼的淬硬性取決于碳的含量。因此本質(zhì)上來(lái)講,淬透性就是鋼在冷卻過(guò)程中抑制碳化物形成的一種特性。1942年格羅斯曼和1946年克萊瑪?shù)膶?shí)驗(yàn)證明,隨著含碳量的增加,不同晶粒度的鋼淬透性均有所提高,如圖1....

圖1-4鋁的淬透性系數(shù)

Mn對(duì)鋼淬透性提高的貢獻(xiàn)在于在含有V、Nb、Ti等強(qiáng)碳化物形成元素的鋼中[53]促進(jìn)難溶碳化物的分解,使得更多的碳和其他合金元素固溶于基體中,從而提高鋼的淬透性;Ni在鋼中添加可以同時(shí)改善鋼的塑性和韌性,可以明顯提高鋼過(guò)冷奧氏體的穩(wěn)定性,使整個(gè)C曲線向右移動(dòng)[54],明顯提高鋼的....

本文編號(hào)：4056360