碳含量對(duì)熱成形用鋼組織和性能的影響初探
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- 本文在借鑒典型熱成形用鋼的成分組成前提下,按照增加碳含量來增強(qiáng)熱成形用鋼性能的思路,設(shè)計(jì)了四種不同強(qiáng)度等級(jí)的熱成形用鋼的新鋼種,并且按照設(shè)計(jì)的成分在馬鋼技術(shù)中心冶煉出四種實(shí)驗(yàn)鋼。測定了四種實(shí)驗(yàn)鋼的原始組織和性能、研究了實(shí)驗(yàn)鋼過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變規(guī)律和不同熱處理工藝后的力學(xué)性能,并分析了碳含量對(duì)熱成形用鋼組織和性能的影響。對(duì)碳含量高的實(shí)驗(yàn)鋼,利用復(fù)合組織來保證強(qiáng)度的同時(shí)提高塑性。最后將實(shí)驗(yàn)鋼的力學(xué)性能與典型熱成形用鋼22MnB5進(jìn)行對(duì)比,復(fù)合組織的力學(xué)性能基本達(dá)到了熱成形用鋼的力學(xué)性能要求。
首先,根據(jù)典型熱成形用鋼的成分組成,設(shè)計(jì)開發(fā)碳含量分別為0.16、0.18、0.27和0.35的四種不同強(qiáng)度等級(jí)的熱成形用鋼的新鋼種,并在馬鋼技術(shù)中心冶煉,鑄造后鍛造成實(shí)驗(yàn)鋼的坯料。
其次,測定了四種實(shí)驗(yàn)鋼的原始組織和性能,分析了碳含量對(duì)驗(yàn)鋼原始組織的影響,隨著碳含量的增加,實(shí)驗(yàn)鋼中原始組織中珠光體的含量增加,同時(shí)顯微硬度增大。采用膨脹法和熱分析法測定了四種實(shí)驗(yàn)鋼的過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線(CCT曲線),分析了碳含量對(duì)實(shí)驗(yàn)鋼過冷奧氏體轉(zhuǎn)變規(guī)律的影響:碳含量的增加使得熱沖壓成形用鋼的CCT曲線向右移動(dòng),提高了熱成形用鋼的淬透性確定臨界冷卻速度。
最后,測定了1#和2#實(shí)驗(yàn)鋼全馬氏體組織的力學(xué)性能。對(duì)于碳含量較高的3#和4#鋼,通過控制冷卻速度得到了不同的復(fù)合組織。3#鋼中將3#試樣在80°C水中淬火,得到9%+91%M的組織,經(jīng)拉伸后得到力學(xué)性能:屈服強(qiáng)度為1221MPa,抗拉強(qiáng)度為1444MPa,延伸率為5.2%。將4#實(shí)驗(yàn)鋼的拉伸試樣在淬火油中淬火,得到1%F+ 5%B+ 94%M的組織,拉伸后得到力學(xué)性能:屈服強(qiáng)度為1230MPa,抗拉強(qiáng)度為1544MPa,延伸率為5.1%。與典型熱成形用鋼22MnB5的力學(xué)性能進(jìn)行比較,由于1#和2#實(shí)驗(yàn)鋼的碳含量比22MnB5的小,在全馬氏體的組織下力學(xué)性能不達(dá)標(biāo);3#和4#實(shí)驗(yàn)鋼復(fù)合組織的力學(xué)性能基本達(dá)到熱成形用鋼的力學(xué)性能要求。
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