快速热处理马氏体钢微观组织及其性能的研究

摘要

进入21世纪以来，汽车工业得到了巨大的发展，但能源消耗和环境污染的双重压力，促使着汽车产业向着安全、节能、低碳环保的方向发展，而汽车的轻量化是解决这一难题的重要途径。基于磁感应加热技术发展的快速连续退火工艺越来越受到关注，希望此方法能够优化已有钢种的性能，达到汽车减重、减排的目标。
　　本文以低碳马氏体高强钢B800NQ为研究对象，对试样进行高温箱式炉加热淬火处理，盐浴炉加热淬火处理。利用金相显微镜、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜，X射线衍射仪等对实验钢的微观组织以及第二相颗粒进行了分析，利用电子万能材料实验机，快速拉伸实验机对实验钢的力学性能就行测试。
　　实验结果表明:箱式炉加热淬火热处理，在加热温度900℃、930℃、960℃加热3min，马氏体团发生了明显粗化，力学性能表现得很差，其中960℃×3min工艺下的试样抗拉强度仅为1188MPa，延伸率为4.39％。盐浴炉加热淬火热处理，在916℃×20s，916℃×30s，930℃×15s，930℃×20s，获得良好的力学性能，抗拉强度均在1400MPa以上，延伸率在6％以上。其中930℃×20s工艺下，抗拉强度达到1468MPa，延伸率7.23％。
　　在盐浴炉加热，不同冷却方式淬火的试样，随着冷却速率的降低，其抗拉强度的总体规律是下降的，但在930℃、960℃温度加热的试样，其抗拉强度先是下降，而后又有点提升。而其延伸率总体规律先上升而后下降。随着冷却速率的下降，马氏体基体上会逐渐析出碳化物，数量也逐渐增多。
　　箱式炉处理960℃×3min工艺和盐浴炉处理930℃×15s、930℃×20s、930℃×30s四组工艺在高应变速率下力学性能都有所提高。随着应变速度的降低，其抗拉强度都会出现下降，而延伸率随着应变速率的下降，其变化的趋势不大。在103s-1速率下，盐浴加热930℃×15s工艺抗拉强度达到1868MPa，延伸率达到22％。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 序言

1．2 汽车用高强钢类别及其研究现状

1．2．1 传统高强钢(HSS)

1．2．2 先进高强钢(AHSS)

1．3 低碳马氏体(M)钢研究现状

1．3．1 马氏体钢组织形貌特征

1．3．2 马氏体相变特征

1．3．3 马氏体组织的性能特点

1．3．4 合金元素在马氏体钢中作用

1．3．5 马氏体高强钢研究现状及发展趋势

1．4 快速热处理技术

1．4．1 传统热处理及快速热处理

1．4．2 快速加热及冷却方式类型

1．5 本文研究内容、目的和意义

1．5．1 研究内容

1．5．2 本论文研究目的与意义

第2章 实验方法及实验流程

2．1 实验材料

2．2 实验方法及其过程

2．2．1 B800NQ热力学参数的测定

2．2．2 B800NQ淬火实验

2．2．3 力学性能测试

2．2．4 金相及其他测试分析

2．3 实验流程

第3章 不同热处理工艺下马氏体钢性能与微观组织

3．1 高温箱式炉淬火热处理

3．1．1 高温箱式炉处理实验

3．1．2 高温箱式炉加热淬火马氏体钢力学性能测试与分析

3．1．3 高温箱式炉加热淬火马氏体钢显微组织分析

3．1．4 高温箱式炉加热淬火马氏体钢第-tfl分析

3．1．5 高温箱式炉加热淬火马氏体钢EBSD分析

3．2 盐浴炉淬火热处理

3．2．1 盐浴炉热处理实验

3．2．2 盐浴炉升温速率测试

3．3．3 盐浴炉加热淬火马氏体钢力学性能测试与分析

3．2．4 盐浴炉加热淬火马氏体钢微观组织分析

3．2．5 盐浴加热淬火马氏体钢EBSD分析

3．2．6 盐浴加热淬火马氏体钢XRD分析

3．3 本章小结

第4章 冷却方式对微观组织和力学性能的影响

4．1 淬火热处理实验

4．2 力学性能测试及分析

4．3 微观组织的结果与分析

4．4 本章小结

第5章 快速拉伸下马氏体钢的力学性能分析

5．1 快速拉伸试样的准备

5．2 快速拉伸力学性能结果分析

5．3 本章小结

第6章 结论

参考文献

致谢