V/Ti微合金化对中碳钢组织结构及机械性能影响机制研究

摘要

目前有关中碳钢微合金化在生产应用方面的发展得到了更多的重视，而涉及微合金元素对显微组织结构以及机械性能的影响机制有关的理论方面的深入研究尚待加强。
　　针对上述问题，本文采用二次正火结合一次回火工艺生产的中碳车轴钢作为试验样品，研究了添加微合金元素后对试验钢组织结构的影响以及微合金化元素 V、Ti的存在形式、结构及分布特征，并定量地研究了析出相的成分、含量和粒度分布，测试了添加微合金元素前后试验钢力学性能的变化。本文主要试验内容和研究结果如下：
　　利用光谱分析法对试验钢进行了成分分析，通过金相显微镜和扫描电子显微镜，对试验钢的金相组织进行了观察和测定，得到了晶粒度等相关数据；TEM分析发现微合金化后在珠光体碎化的渗碳体片层周围铁素体上有弥散的析出相分布；采用物理化学相分析的方法对试验钢中的析出相成分、结构、含量进行了定量研究；X-射线衍射分析表明试验钢中的析出相主要为微合金化元素V、Ti的碳氮化物；析出相的粒度分布测定则表明加入不同含量的V进行微合金化，得到的析出相尺寸分布有所差异，而加入V、Ti进行复合微合金化得到的析出相尺寸更加细小。
　　微合金化后试验钢的力学性能有不同程度改善；采用系列温度下的示波冲击试验，研究了试验钢的动态断裂过程，发现其倾向于脆性断裂，通过微合金化能够使试验钢的裂纹萌生能得到显著提高，从而使总冲击能增加。
　　综合上述研究分析表明，中碳微合金化钢的强韧化机制主要归结为细晶强化和弥散强化两个方面，晶粒细化能够在提高强度的同时改善韧性，是最主要的强韧化机制方式。

目录

V/Ti微合金化对中碳钢组织结构及机械性能影响机制研究

RESEARCH ON THE INFLUENCE MECHANISMS OF V/TI MICRO-ALLOYING TO THE MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF MEDIUM CARBON STEEL

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究目的和意义

1.2 国内外研究现状及分析

1.2.1 国外研究进展

1.2.2 国内研究进展

1.2.3 研究现状分析

1.3 本文主要研究内容和方案

1.3.1 研究内容

1.3.2 研究方案

第2章 材料及试验方法

2.1 生产工艺简介

2.2 成分选择及试样制取

2.2.1 成分选择

2.2.2 试样制取

2.3 组织及性能试验方法

2.3.1 成分分析

2.3.2 金相分析

2.3.3 扫描电镜分析

2.3.4 透射电镜分析

2.3.5 X射线衍射分析

2.3.6 化学相分析

2.3.7 拉伸性能测试

2.3.8 示波冲击测试

2.4 本章小结

第3章 微合金化对显微组织的影响研究

3.1 金相组织观察

3.1.1 显微金相对比

3.1.2 扫描电镜分析

3.2 析出相形貌及分布

3.3 析出相成分及含量

3.3.1 析出相分离

3.3.2 定性定量研究

3.4 析出相粒度分布

3.4.1 MC相粒度测定

3.4.2 结果分析

3.5 本章小结

第4章 微合金化对机械性能的影响研究

4.1 常规力学性能对比

4.2 示波冲击性能分析

4.3 本章小结

第5章 微合金化影响作用机理分析探讨

5.1 性能改善原因分析

5.2 影响作用机理探讨

5.2.1 细晶强化作用

5.2.2 沉淀强化作用

5.3 本章小结

结 论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

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致 谢