10Ni5CrMoV钢晶粒超细化热处理工艺研究

摘要

10Ni5CrMoV钢是我国自行研制的屈服强度高于785MPa的低合金高强度钢，是我国强度级别最高的船用钢板之一。为了进一步发挥该钢的性能潜力，本文通过晶粒超细化处理来提高其综合力学性能。 对10Ni5CrMoV钢进行不同温度的奥氏体化处理，确定该钢的晶粒长大规律，并进行不同加热温度和保温时间的二次淬火处理，研究该钢的组织遗传性及再结晶规律。对该钢的循环淬火细化工艺进行探索，依据GB/T6394—2003《金属平均晶粒度测定方法》测量循环淬火后初生奥氏体晶粒大小，并评价各工艺参数对该钢晶粒细化程度的影响。通过拉伸、冲击试验了解晶粒细化对力学性能的影响。 研究结果表明：10Ni5CrMoV钢加热温度高于1200℃后奥氏体晶粒急剧长大；二次淬火加热温度在AC3～925℃之间，该钢具有明显组织遗传性，并随加热温度的升高和保温时间的延长，组织遗传性逐步消除，当二次淬火加热温度在940～960℃之间时晶粒完全再结晶，组织遗传性完全消除，晶粒细化，当加热温度高于970℃后，细化了的晶粒重新开始长大。 在对10Ni5CrMoV钢进行循环淬火晶粒细化工艺中，经反复工艺试验加热温度在930～990℃区间时，可以通过短时间(100秒左右)3次循环淬火，将晶粒度级别由8级细化到12级左右。故最佳循环加热淬火工艺为：950℃保温100秒的3次循环淬火，当循环淬火次数再增加，晶粒不再细化。10Ni5CrMoV钢经过循环淬火晶粒细化后强度明显提高，但是塑性和韧性有所降低。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 文献综述

1.1 引言

1.2超细晶钢的发展与展望

1.2.1各国超细晶钢的发展

1.2.2组织细化理论核心技术

1.2.3超细晶钢

1.3钢的晶粒超细化技术

1.3.1形变诱导相变细化

1.3.2形变热处理细化

1.3.3循环加热淬火细化

1.3.4磁场或电场处理细化

1.3.5合金化细化

1.3.6快速加热和奥氏体相变重结晶细化

1.4钢的细晶强化理论

1.4.1 Hall-Petch关系式

1.4.2微合金化理论

1.5 10Ni5CrMoV钢的现状与发展

1.5.1 10Ni5CrMoV钢的合金设计特点

1.5.2 10Ni5CrMoV钢的综合力学性能

1.6钢的组织遗传性

1.6.1钢的组织遗传性

1.6.2钢的断口遗传性

1.6.3影响组织遗传的因素

1.6.4抑制或消除组织遗传的方法

第2章试验方法及步骤

2.1试验材料及主要仪器、药品

2.2热处理工艺试验

2.3腐蚀方法

2.4测量晶粒度方法

2.5本章小节

第3章 10Ni5CrMoV钢组织遗传及消除工艺研究

3.1奥氏体化温度对晶粒长大的影响

3.1.1试验方法

3.1.2试验结果分析

3.2 10Ni5CrMoV钢组织遗传性规律

3.2.1不同温度二次淬火处理

3.2.2不同温度二次淬火结果分析

3.3 10Ni5CrMoV钢组织遗传性消除工艺摸索

3.3.1完全再结晶温度试验

3.3.2循环淬火消除组织遗传性试验

3.4本章小结

第4章 晶粒超细化循环淬火工艺探索

4.1 引言

4.2循环淬火工艺各参数的分析

4.2.1原始组织状态及成分

4.2.2加热和冷却速度

4.2.3其他循环淬火工艺条件

4.3循环淬火温度，时间的初步确定

4.4循环淬火加热时间

4.5循环淬火温度的确定

4.6循环淬火加热和冷却循环次数的影响

4.7循环淬火各个工艺参数的影响

4.8实际运用中要注意的问题

4.9本章小节

第5章 晶粒细化对力学性能的影响

5.1冲击、拉伸试样制备

5.1.1拉伸、冲击试样加工

5.1.2试样的热处理

5.2拉伸数据及断口分析

5.2.1拉伸试验数据

5.2.2拉伸断口分析

5.3冲击试验数据及断口分析

5.3.1冲击试验及数据

5.3.2冲击断口分析

5.4本章小节

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢