中碳冷镦钢在线软化的研究

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1、出归理L九学倾l：学位论文摘壁摘要在采用中碳冷镦钢制造高强度螺栓的过程中，为了满足冷镦性的要求，需要对热轧材进行耗时、耗能的离线球化退火处理。本文采用单向热压缩实验比较系统地研究了中碳钢35K在不同形变和冷却工艺条件下的组织演变规律，并对球化退火行为进行了研究，以期探讨实现中碳钢在线软化处理的可行性。根据实验钢35K在不同形变温度(650～950。C)和形变速率(0．01～30s。)下的真应力一真应变曲线计算出其形变激活能Q约为409kJ／mol，并获得了奥氏体的形变储能与温度补偿形变速率因子z的关系式为：A岛一295．4—16．21nZ+O．22(1n2刀。这表明形变储

2、能随着z的增加(即形变温度的降低和形变速率的升高)而增加。形变使得奥氏体向铁素体的平衡转变温度提高，在中碳钢中同样也能够发生形变诱导铁素体相变现象(DIFT)。随着形变温度的增加，形变诱导铁素体(DIF)含量呈反“S”形减少，即当形变温度在800℃以上时，DIF量随形变温度降低而缓慢增加：在800～750℃范围内，DIF量随形变温度降低而显著增加；在750。C以下，DIF超量析出，其含量随形变温度降低而增加的趋势变缓。在700。C形变时，随形变量的增加，DIF量呈“s”形增加，即在形变量较小时，DIF量随形变量增加而缓慢增加；在中等形变量下，DJF量随形变量增加而显著增加

3、；当D】F超量析出后，增加又趋缓。该曲线符合Arrami方程。形变后在低于爿，温度的等温或控冷过程中，依据形变温度和形变量的不同过冷奥氏体将发生不同类型的转变：1)当形变温度高于爿。，点时，形变奥氏体直接转变为铁素体+片层状珠光体。2)当形变温度低于／f。，点但高于彳，，点时，形变奥氏体转变为铁素体+珠光体+晶界渗碳体，且上述各相的形态和含量受奥氏体的形变储能、富碳程度、尺寸等的影响，在DIF晶界和形变奥氏体界面处的富碳区，直接析出球状或短棒状渗碳体；对于尺寸较大的扁长状或小岛状形变奥氏体，则转变为退化或片层状珠光体。3)当形变温度在爿，。点附近时，将直接获得铁素体+细小

4、弥散渗碳体的球化体组织。对于经过控轧控冷、具有细珠光体或退化珠光体组织的冷镦钢线材，采用哑温球化退火工艺优于等温球化退火工艺，可明显缩短软化时间。形变改变了过冷奥氏体的转变方式，有利于渗碳体的球化，故有可能实现qJ碳冷镦钢的在线软化。关键词：中碳冷镦钢，组织演变，在线软化，形变诱导铁素体1垦婴型三尘堂竺!．兰篁堡苎塑兰ABSTRACTTypicalmanufacturingprocessingforhighstrengthboltsincludesspheroidizingannealingtreatmenttoprovideenoughductilityfortheco

5、ldheading．However，thespheroidizationtreatmentisbyfarthemosttimeandenergyconsumingstageintheprocessingofbolts．HotcompressiontestsusingGleeblesimulatorwithdifferentdeformationparametersandsubsequentcontrolledcoolingwerecarriedouttostudythemicrostructureevolutionandeementitesDheroidizationbe

6、haviorofmediumcarbonsteel35Kforcoldheading．Thepurposeofthisinvestigationistoexplorethepossibilityofon—liningsofteningofmediumcarbonsteel．Theactivationenergyforhotdeformationobtainedfromthetruestress--truestraincurvesofthesteeldeformedatdifferenttemperaturesof650～950℃andstrainratesof0．01～3

7、0s～isabout409kJ／m01．TherelationshipofdeformationstoredenergyAGowithZener—HollomonparameterZis：AGD=295．4—16．21nZ+0．22(1n2a．ItisobviousthatdeformationstoredenergyincreaseswiththeincreaseofZorthedecreaseofdeformationtemperatureandtheincreaseofstrainrate．Resultsshowthat