热轧与热处理工艺对51CrV4锯片用钢组织与性能的影响

摘要

随着经济和社会的不断发展，钢产量快速增长，为了节约资源、保护环境，发展高性能、低成本、绿色化的先进钢铁材料成为钢铁研究领域的重要课题。51CrV4钢是一种中碳低合金钢，也是国内外生产锯片用钢的主要材质之一。本文在实验室研究了全流程工艺控制中的轧制工艺与热处理工艺，分析了热轧卷取和卷后冷却过程中51CrV4钢显微组织及性能的变化规律，以便为热处理工艺选取匹配的热轧工艺、控制和理解热处理奥氏体晶粒度和马氏体相变组织提供依据，从而对高质量51CrV4锯片用钢的工业化生产奠定基础。
　　采用Gleeble1500D热模拟试验机模拟研究了热轧卷取温度对51CrV4钢组织和第二相粒子析出的影响及其对热轧带钢强度、硬度的影响；利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、电子背散射技术（EBSD）和物理化学相分析等手段分析了卷取后冷却速度对51CrV4热轧带钢组织与力学性能的影响；利用Formastor-F II全自动相变仪研究了51CrV4热轧带钢奥氏体化过程中组织演化规律，采用不同的奥氏体化工艺研究了51CrV4钢中第二相粒子析出与溶解、奥氏体晶粒度、淬火硬度的变化规律，为制定热处理工艺、考察硬度的均匀性提供了理论依据。
　　实验结果表明：(1)卷取温度和卷取后冷却速度通过影响珠光体片层间距、铁素体晶粒尺寸、纳米(V,Cr)C析出，从而影响51CrV4热轧带钢的强度与塑韧性；(2)奥氏体化过程中，合金渗碳体的溶解程度将影响热处理后C的固溶强化效果并影响硬度的均匀性，奥氏体化温度和第二相粒子的溶解将影响原始奥氏体晶粒度，从而影响相变后马氏体板条束和板条块的细晶强化效果，C的固溶强化和马氏体板条束的细晶强化的综合作用，造成了实验钢力学性能的差异；(3)回火温度对51CrV4钢的组织与性能影响很大，奥氏体化温度为850℃，回火温度超过500℃后，实验钢的力学性能已不能满足工业上的使用标准。

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1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外锯片用钢研究概况

1.3 过冷奥氏体的相变特征

1.4 加热过程中珠光体-奥氏体相变

1.5 本文主要的研究目的和内容

2 实验材料与研究方法

2.1 实验材料

2.2 研究方法

3 卷取温度和卷后冷速对51CrV4热轧带钢显微组织与力学性能的影响

3.1 引言

3.2 实验材料与方法

3.3 实验结果与分析

3.4 本章小结

4 奥氏体化温度对51CrV4钢显微组织与力学性能的影响

4.1 引言

4.2 实验材料与方法

4.3 实验结果与讨论

4.4 本章小结

5 回火温度对51CrV4钢显微组织与力学性能的影响

5.1 引言

5.2 实验材料与方法

5.3 实验结果与讨论

5.4 本章小结

6 全文结论

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间发表的论文