M50為一種高碳高合金鋼,具有優(yōu)異的高溫硬度及耐磨性,因此被廣泛用于制造刀具、軸承及模具等。然而,隨著先進制造業(yè)及航空航天工業(yè)的發(fā)展,韌性不足成為限制其使用的主要問題。淬火-碳分配-回火（Q-P-T）作為一種較新的熱處理思想,其主要原理是基于碳原子對殘余奧氏體的穩(wěn)定化作用,于材料中引入部分奧氏體以提高韌性;回火過程則強調(diào)了彌散碳化物對材料的析出強化作用,從而得到優(yōu)異的強韌性組合。論文利用Q-P-T工藝,通過改變淬火、碳分配以及回火過程參數(shù),實現(xiàn)對M50鋼微觀組織的調(diào)控,在保證材料硬度及強度的前提下,提高其韌性。同時基于M50鋼成分特點,為Q-P-T工藝在高碳低Si含量合金鋼中的應(yīng)用提供實驗及理論依據(jù)。首先研究了奧氏體化過程對M50鋼微觀組織的影響。退火態(tài)M50鋼中含有大量的碳化物,主要類型為M₂₃C₆、M₆C、M₂C和MC。其在奧氏體化過程中的溶解情況會影響后續(xù)碳分配過程的初始碳濃度,同時奧氏體化過程還會影響M50鋼中的殘余奧氏體含量。利用不同奧氏體化溫度對M50鋼進行熱處理后發(fā)現(xiàn),fcc-M

【文章頁數(shù)】：159 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及目的意義
    1.2 合金鋼的主要增韌工藝
    1.3 淬火-碳分配(Q-P)鋼的熱處理過程、組織及性能
        1.3.1 2Q-P熱處理過程原理
        1.3.2 2Q-P鋼中殘余奧氏體平衡碳濃度計算
        1.3.3 2Q-P熱處理過程動力學(xué)特征
        1.3.4 2Q-P鋼的微觀組織特征
        1.3.5 化學(xué)成分對Q-P鋼力學(xué)性能的影響
    1.4 淬火-碳分配-回火(Q-P-T)鋼的熱處理過程、組織及性能
        1.4.1 2Q-P-T熱處理過程原理
        1.4.2 2Q-P-T鋼的微觀組織特征
        1.4.3 化學(xué)成分對Q-P-T鋼力學(xué)性能的影響
    1.5 本文主要研究內(nèi)容
第2章 試驗材料及方法
    2.1 試驗材料
    2.2 2Q-P-T熱處理過程設(shè)計
    2.3 熱處理設(shè)備
    2.4 殘余奧氏體平衡碳濃度計算
    2.5 微觀組織分析
        2.5.1 金相組織(OM)觀察
        2.5.2 掃描電子顯微鏡(SEM)觀察
        2.5.3 X射線衍射分析(XRD)
        2.5.4 透射電子顯微鏡觀察(TEM)
        2.5.5 同步輻射X射線分析
        2.5.6 熱膨脹分析
        2.5.7 磁性法測定殘余奧氏體含量
    2.6 力學(xué)性能測試
        2.6.1 室溫硬度測試
        2.6.2 室溫拉伸測試
        2.6.3 室溫沖擊韌性測試
第3章 奧氏體化過程對M50鋼微觀組織的影響
    3.1 引言
    3.2 M50鋼晶粒長大動力學(xué)
    3.3 奧氏體化溫度對M50鋼微觀組織轉(zhuǎn)變的影響
        3.3.1 淬火態(tài)M50鋼微觀組織特征
        3.3.2 奧氏體化溫度對M50鋼中殘余奧氏體含量的影響
        3.3.3 奧氏體化溫度對M50鋼中碳化物的影響
    3.4 奧氏體化時間對M50鋼微觀組織轉(zhuǎn)變的影響
        3.4.1 奧氏體化時間對M50鋼中殘余奧氏體含量的影響
        3.4.2 奧氏體化時間對M50鋼中碳化物的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 碳分配及后續(xù)回火過程對M50鋼微觀組織影響
    4.1 引言
    4.2 碳分配過程對M50鋼平衡碳濃度的影響
        4.2.1 基于CCE模型的平衡碳濃度計算
        4.2.2 基于合金元素影響的新型CCEA模型構(gòu)建
        4.2.3 CCEA模型下M50鋼的平衡碳濃度
        4.2.4 奧氏體化過程對M50鋼平衡碳濃度的影響
    4.3 碳分配過程對M50鋼微觀組織轉(zhuǎn)變的影響
        4.3.1 碳分配過程對殘余奧氏體碳含量的影響
        4.3.2 碳分配過程對M50鋼中殘余奧氏體含量的影響
        4.3.3 碳分配過程中M50鋼碳化物析出行為
        4.3.4 M50鋼碳分配過程中α/γ界面移動原位分析
        4.3.5 碳分配過程中位錯演化規(guī)律
    4.4 碳分配后回火過程對M50鋼組織轉(zhuǎn)變的影響
        4.4.1 回火溫度對M50鋼微觀組織的影響
        4.4.2 回火時間對M50鋼微觀組織的影響
        4.4.3 回火次數(shù)對M50鋼微觀組織的影響
    4.5 本章小結(jié)
第5章 Q-P-T處理對M50鋼力學(xué)性能的影響
    5.1 引言
    5.2 2Q-P-T處理下微觀組織變化對M50鋼沖擊韌性的影響
        5.2.1 碳分配過程對M50鋼韌性的影響
        5.2.2 2Q-P-T及 Q-T斷裂試樣表層微孔分布特征
        5.2.3 碳分配后回火過程對M50鋼沖擊韌性的影響
    5.3 2Q-P-T處理下微觀組織變化對M50鋼硬度的影響
        5.3.1 奧氏體化過程對M50鋼硬度的影響
        5.3.2 碳分配過程對M50鋼硬度的影響
        5.3.3 碳分配后回火過程對M50鋼硬度的影響
    5.4 2Q-P-T處理下微觀組織變化對M50鋼強度的影響
        5.4.1 碳分配過程對M50鋼強度的影響
        5.4.2 碳分配后回火過程對M50鋼強度的影響
    5.5 2Q-P-T處理下M50鋼的強韌化機制分析
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷



本文編號：4042274