回火工艺对W6Mo5Cr4V2高速钢扭转性能影响研究

摘要

W6Mo5Cr4V2高速钢因其优异的性能，主要作为工模具用钢和特殊结构件材料。该材料碳含量及合金元素含量较高，组织中碳化物和合金碳化物含量高，因此高速钢的使用性能都是根据零件使用条件，经过正确热处理，获得适当的机械性能。
　　 与合金结构钢(如42CrMo)相比，高速钢用作传动轴能够提高传递扭矩，减小传动轴尺寸，提高刚度和使用寿命。本文重点研究了扭转性能的微观影响机理，根据位错强化理论和碳化物夹杂，提出以金属碳化物为第二相粒子的强化机理，以高弹性模量的第二相粒子的均匀分布来提高材料的整体弹性模量，从而使材料的剪切模量较高。根据剪切应力的作用情况，缺陷的均匀分布能有效提高材料的剪切强度，因此碳化物的分布情况能有效提高材料的抗剪强度，同时细小而弥散的合金碳化物颗粒能使材料微观缺陷尺寸减小，从而提高材料的疲劳性能。这样从抗剪模量、抗剪强度、扭转疲劳性能三个方面进行研究，提出合理的热处理工艺来改善材料的扭转性能。
　　 根据微观机理的研究，并结合生产的实际情况，本文提出了三次回火工艺对材料进行热处理，将试样分别在500℃、550℃、600℃进行三次回火处理，在RNJ-500试验机进行扭转性能测试，HR-150A进行硬度检测和金相组织分析。
　　 根据测试结果进行分析，发现500℃三次回火，材料能获得较好的扭转性能，剪切模量、强度都有较大值；550℃三次回火材料能获得较大的表面硬度，材料强度较高，并且抗拉压性能较好；600℃三次回火材料的抗剪模量较大，但硬度不足，只适合纯扭转受力情况。将测试结果和金相组织结合起来，发现金属碳化物的组成、含量、分布等因素有效地影响着材料的扭转性能，并验证了最初微观假设的可行性。
　　 金相组织观察发现，W6Mo5Cr4V2钢中的碳化物为第二相粒子、有细小弥散、微观缺陷尺寸小的特点，能够提高材料剪切模量，提高抗剪强度和疲劳性能，综合力学性能优良。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪 论

1.1引言

1.2高速钢的发展状况

1.2.1高速钢的发展过程

1.2.2国内外开发现状

1.3高速钢的成分、组织和性能

1.3.1高速钢的化学成份

1.3.2化学成分对组织性能的影响

1.4本课题的研究内容和研究意义

1.4.1研究内容

1.4.2研究意义

第2章轴的扭转

2.1扭转性能的表征

2.1.1扭转刚度

2.1.2扭转疲劳

2.2影响扭转性能的因素

2.2.1温度对扭转性能的影响

2.2.2组织缺陷对扭转性能的影响

2.2.3组织对扭转性能的影响

第3章W6Mo5Cr4V2高速钢组织与性能

3.1高速钢的组织

3.1.1 W6Mo5Cr4V2的组织

3.1.2不同温度对组织的影响

3.2 W6Mo5Cr4V2的性能

3.2.1 W6Mo5Cr4V2的性能

3.2.2组织对性能的影响

3.2.3高速钢特殊性能的使用

3.3高速钢传动轴

3.3.1传动轴简述

3.3.2传动轴选材

第4章W6Mo5Cr4V2扭转性能试验

4.1实验内容

4.1.1实验方案的制定

4.1.2实验材料及试样制备

4.2试验方法

4.2.1扭转试验

4.2.2金相实验

第5章试验结果及分析

5.1实验结果

5.1.1硬度检测

5.1.2扭转性能变化

5.2实验差异分析

5.2.1硬度差异分析

5.2.2剪切模量差异分析

5.2.3组织差异分析

第6章总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致 谢

攻读硕士期间发表的论文