非调质钢的研究材料工程袁峰

《非调质钢的研究材料工程袁峰》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、非调质钢的研究摘要：针对目前变形量对非调质钢的强化效应存在一定影响的现象，本项目以非调质钢为研究对象，对具控锻控冷后进行形变处理，进行不同变形量的锻造工艺试验和显微组织观察及力学测试，探讨形变量对非调钢温锻组织及力学性能的影响规律及形变强化机理，旨在丰富非调质钢强化技术手段，也为各行各业使用非调质高强度钢提供一些理论与实践依据。关键词：非调质；强化机理；力学性能目录前言31、非调制钢的研究现状31.1＞非调质钢的发展历程31.2、非调质钢的力学性能41.3、非调制钢强韧化机理和技术51.4.影响非调制刚性能的因素72、非调质钢的研究方向与应用72.1、非调质钢的研究

2、方向72.2、非调质钢的生产与应用83、总结8参考文献10刖吞从20世纪70年初，由于出现石油危机，对汽车工业用材和工艺产生了强烈的影响，为了降低成本、节约能源，对能否不经过调制处理却可以得同样的性能产生了极大的兴趣，从而促进了不用调质处理的非调质钢的研制与开发。目前,国外许多汽车制造都在使用非调制钢；国内的汽车制造也在自主开发和应用非调质钢技术，来制备汽车连杆、曲轴、前轴等零件。釆用优良组织、精炼工艺、微合金化技术，使非调质钢的应用范围更加广泛，涉及到建筑、高压输送管道、重型机械等领域⑴。1非调制钢的研究现状非调制钢是在中碳钢中添加微量合金元素(Nb,Ti,V),

3、通过控温锻造和冷却，在珠光体和铁素体屮弥散析出氮(碳)化合物强化相，使Z在锻后不经过调质处理就能得到相似的力学性能的钢种⑶。微合金非调质钢经热锻后其力学性能可以达到中碳调质钢的水平，从而可以省去了调制工序，简化了生产工艺⑷，它不仅节省能源，缩短生产周期，还可以避免淬火变形及开裂，提高产品质量，具有重要的技术和经济意义⑸。通过在成分中加入微合金化合金元素形成弥散强化效果，在工艺方而通过严格控制锻造的终锻温度及锻后的冷却速度，得到品粒细化的铁素体及珠光体组织或铁素体与珠光体和贝氏体组织，从而得到与调质钢热处理后相一致的力学性能，取缔了常规调质钢锻后热处理工序，提高了锻件

4、生产效率，材料利用率，产品合格率⑹。非调质钢的发展历程非调质钢的发展有三个主要丿力程：在1972年西德开发的以49MnVS3为代表笫一代沉淀硕化的铁素体■珠光体钢，由于韧性不足的原因，导致其前景受到了限制。在80年代初，研发了第二代，主要是贝氏体型和铁素体■珠光体这两大类,前用量最大的非调质钢就是此类，为提高铁素体■珠光体型非调质钢的韧性，研发了许多新技术：晶粒细化法、促进晶内铁素休形成技术、氧化物冶金技术。第三代非调质钢特点是碳含量低，它的组织是冋火马氏体，具有比较高的强度和优异的韧性，其被称为低碳马氏体型〔役1.2非调质钢的力学性能非调制钢锻后在Acl至1050

5、°C范围内进行二次加热，通过沉淀相形貌和分布的改变，在空冷状态卜•可获得较原锻造条件下更为细小的铁素体晶粒和较高的先共析铁索体比例，从而很好地提高了冲击韧性，并改善了钢的强韧性⑺。随着磨损时间的延2,非调质钢由于其铁素休中弥散分布的微合金碳化物，使得次表层的位错分布均匀。一方而可以不易产生非调质钢铁素体屮的微孔洞，剥层很难发生；另一方面可以使非调质钢的表面加工硬化不像调质钢那样严重，可以有良好的塑性⑼。在钢的化学成分上采取合理的降碳加镒、硅和微量饥。在钢中加入微量的飢，使其在热加工后的冷却过程屮，在铁素体屮析出V化物，因而得到沉淀强化，使之在降碳的情况下取得与调质钢

6、強度相当的水平。在钢中加入适量的硅和猛，从而捉高钢的韧性。在钢屮加入硫改善钢的切削性能卩叭1.3非调制钢强韧化机理和技术1.3.1形变强化随須性变形的进行，位错密度不断增加，因此位错在运动吋的相互交割加剧,结果即产生固定的割阶、位错缠结等障碍，使位错运动的阻力增大，引起变形抗力增加，给继续塑性变形造成困难，从而捉高金屈的强度。1.3.2相变强化通过微合金化技术，并控制轧后冷却速度，可以获得不同的相变组织，提高螺栓钢的强度，目前非调质螺栓用钢的组织包括多边形铁素休,珠光体，贝氏体，多边形铁素体。1・3・3细晶强化细晶强化是靠添加V,N,Ti等元索微合金化来实现的，V与

7、C,N冇很强的亲和力，多以C,N化合物的形式存在于钢基体屮，一方面呈弥散析出起到弥散强化作用，另一方面通过阻止晶界迁移，能够有效抑制奥氏体晶粒长大，从而获得细小的铁素体和珠光体，并阻止铁素体的再结品长大，起到细晶强化作用⑻。因此品粒细化既可以提高强度又可以改善韧性，而其它强化方式都将导致韧性F降对非调质螺栓钢。通过适当控制加热温度和冷却速度，在奥氏体晶内提供大量铁素体形核位置，则在相变吋，铁素体不仅可以在晶界上形核，便能得到细小H分布均匀的铁素休，从而显著提高非调质螺栓钢的韧性⑺。13.4时效强化时效处理是非调质高强度螺栓生产工艺的最后一道工艺，螺栓钢冷变形后，