论文部分内容阅读
近年来,为了满足工业生产对材料强度、韧性等的要求,国内外专家不断探索和开发新型的高强钢。二十一世纪初,Bhadeshia教授在低温淬火试验中获得的贝氏体组织具有良好的强韧性配合,进而低温贝氏体钢的研究受到重视。本文设计合适的等温淬火工艺使高硅高碳钢能够进行低温贝氏体转变。所选用的试验用钢中Si的含量为0.75,这是利用Si元素能够强烈抑制渗碳体的析出。本研究对75Si2Mnl.5CrB铸钢进行不同工艺参数下的等温淬火,以期为优化热处理工艺提供理论依据。目前关于低温贝氏体的研究较少,特别是低温贝氏体的冲击韧性和耐磨性的认识。本课题的研究,旨在拓展贝氏体相变理论,丰富高硅高碳铸钢的强化途径,为贝氏体钢的实际生产应用提供一定的理论依据。本文对75Si2Mnl.5CrB冈经过不同淬火工艺后获得的微观组织进行观察及力学性能的研究。高碳高硅铸钢在较低温度下等温淬火可以发生贝氏体转变,获得亚纳米级贝氏体。组织中的板条状贝氏体铁素体、少量马氏体和残余奥氏体决定了试样具有超高强度及良好的韧性,然而很少关于低温贝氏体研究的报告。因此,本研究对75Si2Mnl.5CrB铸钢进行不同等温淬火工艺参数的热处理,以期为优化热处理工艺提供理论依据。实验过程中,首先对实验需要钢的合金成分进行设计,为了满足试验在较低温度下发生贝氏体转变,且等温淬火后材料的综合机械性能较优,设计出了ZG75Si2Mnl.5CrB钢。首先通过相变点测定,测量出试样的Ms温度约为170℃,设计的热处理工艺为试样在920℃奥氏体化30min后,在220℃、240℃、260℃和280℃分别保温2min、30min、2h及5 h。在金相显微镜下观察到针叶状的贝氏体铁素体和亮色的残余奥氏体,在280℃保温5h时贝氏体针严重粗化；在透射电镜下能够更为清晰的观察贝氏体铁素体板条,以此推论贝氏体转变的生长中发生了切变；XRD衍射试验中能够利用公式计算出组织中残余奥氏体含量。等温淬火后试样的显微组织是贝氏体铁素体、薄膜状残余奥氏体及马氏体,试样在920℃奥氏体化30 min,在220℃、240℃、260℃和280℃保温2h后的残余奥氏体量为3.23%～11.07%,呈现的规律为随着等温淬火温度的增加,试样发生贝氏体转变的速度加快。在力学性能的试验中,试样等温淬火后,整体试样的强度和硬度较高,在等温时间相同时,随着保温温度的增加,试样的强度和硬度均下降,等温温度为240℃时,随着保温时间的延长试样的抗拉强度不断下降,而其硬度整体表现为下降,但中间有小幅的上升。在干磨损实验中淬火工艺为等温温度为260℃,等温时间为30mmin,试样的的耐磨性相对较好,在摩擦磨损系数的测量中等温温度为260℃,等温时间为30min,载荷为20N时,试样的磨损系数最小为0.3542。