TiO2弥散强化20钢的组织与力学性能

摘要

本文以20号低碳钢为研究对象，用中频感应熔炼炉通过预制块冲入法将TiO2粒子与铁粉混合物加入到20号低碳钢熔液中，制备了0.48Vol％TiO2粒子弥散强化20号低碳钢。用光学显微镜分析了未经强化的20钢与弥散强化20钢的铸态、正火态和淬火态的组织演变；用维氏硬度计测试了材料在不同热处理状态下的维氏硬度，用Instron5900型万能材料试验机测试了材料的力学性能。
　　在850℃、900℃和950℃，变形量分别为20%、25%和30%的条件下对TiO2粒子弥散强化钢进行了轧制试验，分别在570℃、600℃和630℃的温度进行了去应力退火。用光学显微镜分析了轧制后正火态、淬火态和轧制态时，弥散强化钢的组织特征，并与未强化的20钢进行了比较。结果显示：经过910℃、保温15min正火处理以及在925℃、保温15min经盐浴淬火处理后，弥散强化钢的晶粒尺寸与20号低碳钢相比均有不同程度的细化，其中经淬火处理后，弥散强化钢的晶粒尺寸要更加细小，分布更加均匀；对比20钢与弥散强化钢在未经过热处理、正火态以及淬火态的硬度，均有显著提高。
　　对轧制前后不同状态下的材料进行了室温拉伸力学性能的测试，结果显示：轧制前，弥散强化钢的力学性能在不同热处理条件下均高于原20钢；以不同温度和变形量轧制再经过不同退火温度的处理后，弥散强化钢与20钢相比力学性能也得到提高，屈服强度提高幅度最高达33%，并保持了良好的塑性变形能力。试验结果证明，20钢经TiO2弥散强化后获得了良好的力学性能。

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第1章 绪论

1.1 弥散强化法的概念

1.2 弥散强化合金的制造方法

1.3 弥散强化法的特征

1.4 影响弥散强化法的各种因素

1.5 弥散强化氧化物的特征

1.6 弥散强化法的应用

1.7 本文研究内容

第2章 实验方法

2.1 预制块制备过程

2.2 熔炼工艺

2.3 试样制备及处理工艺

2.4 微观结构分析及性能测试

第3章 20钢与弥散强化钢的组织与性能

3.1 亚共析钢组织转变特点与分析

3.2 20钢与弥散强化钢的组织变化

3.3 20钢与弥散强化钢的硬度分析

3.4 20钢与弥散强化钢的力学性能

3.5 本章小结

第4章 20钢与弥散强化钢轧制后的组织与性能

4.1 热加工的变形特点

4.2 弥散强化钢的组织与性能

4.3 弥散强化钢热轧制后的组织

4.4 20钢与弥散强化钢轧制退火前后的组织

4.5 20钢与弥散强化钢轧制后的力学性能

4.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢

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