300M钢的组织遗传性及其消除工艺研究

摘要

300M钢是一种低合金超高强度钢，广泛用于制造飞机起落架等关键结构件。在300M钢锻件生产过程中经常遇到低倍粗晶问题，且锻件粗晶经标准热处理后不能细化，表现出较强的组织遗传性，这严重限制了300M钢的力学性能和使用范围。为解决300M钢锻件粗晶及其组织遗传问题，本文系统考察了300M钢过热非平衡组织的产生条件，研究过热非平衡组织的组织遗传性，并探索影响组织遗传性的因素。在此基础上进一步提出了消除300M钢组织遗传性的方法，并优化出最佳消除工艺。研究结果可有效解决300M钢锻件中的粗晶问题，对提高300M钢锻件的力学性能和可靠性具有重要的工程应用价值。
　　本文研究了加热规范对原始300M钢奥氏体晶粒长大的影响，发现奥氏体晶粒随加热温度的升高呈指数关系长大，在加热到1200℃保温1h时发生了明显过热。通过研究过热300M钢在不同加热条件下的组织遗传性和奥氏体再结晶规律，发现当过热300M钢加热到810～840℃时，由于针状奥氏体的形成以及长大合并，使得原粗大奥氏体晶粒恢复，导致组织遗传发生；当加热到840～1000℃时，因发生较明显的奥氏体再结晶，奥氏体晶粒逐渐细化，使得组织遗传基本上未发生；当加热到1000～1025℃时，因发生完全的奥氏体再结晶，奥氏体晶粒显著细化，使得组织遗传未发生；当加热到1025～1100℃时，也因发生完全的奥氏体再结晶，使得组织遗传未发生，但此时已再结晶的奥氏体晶粒发生了明显长大。
　　根据过热300M钢组织遗传性的特点，本文探索了正火法消除该钢组织遗传性的可行性及效果，结果表明，过热300M钢在925～1010×2.5h/℃空冷的一次正火和960～1060×2.5h/℃空冷+925×2.5h/℃空冷的二次正火时均发生了奥体再结晶，使得原粗大奥氏体晶粒得到显著细化。正火后的过热300M钢经组织遗传性检验工艺检验，证实过热300M钢的组织遗传得到了消除，其最佳一次正火和二次正火工艺分别为1010×2.5h/℃空冷和960×2.5h/℃空冷+925×2.5h/℃空冷。另外，通过研究等温退火法对过热300M钢组织遗传性消除的可行性及效果可知，过热300M钢经875×2.5h℃-650×10h/℃空冷的等温退火后得到了完全的平衡组织，等温退火后的过热300M钢经组织遗传性检验工艺检验，证实过热300M钢的组织遗传得到了消除。最后，综合比较三种工艺对组织遗传消除和晶粒细化的效果可知，等温退火工艺优于二次正火工艺，而二次正火工艺优于一次正火工艺。

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第1章 绪论

1.1 超高强度钢概述

1.2 300M钢及其研究现状

1.3 钢的组织遗传性及其研究现状

1.4 研究目的及意义

1.5 主要研究内容

第2章 试验方法

2.1 试验材料

2.2 试验流程

2.3 金相制备方法

2.4 金相分析方法

第3章 300M钢加热时的奥氏体晶粒长大及其过热组织的组织遗传性检验

3.1 引言

3.2 试验方案

3.3 加热规范对奥氏体晶粒长大的影响

3.4 过热组织的组织遗传性检验

3.5 分析与讨论

3.6 本章小结

第4章 消除300M钢组织遗传的正火工艺研究

4.1 引言

4.2 一次正火工艺对组织遗传消除的效果

4.3 二次正火工艺对组织遗传消除的效果

4.4 分析与讨论

4.5 本章小结

第5章 消除300M钢组织遗传的等温退火工艺研究

5.1 引言

5.2 等温退火工艺对平衡组织转变的影响

5.3 等温退火工艺对组织遗传消除的效果检验

5.4 分析与讨论

5.5 本章小结

第6章 结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致 谢

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