化学成分及热处理条件对30CrMnSiNi2A钢机械性能的影响

摘要

国家某重点工程要求按俄罗斯技术条件进行30CrMnSiNi2A钢研制，研究在新的冶炼工艺下，保证钢的韧性，同时提高钢的强度，这对满足工程需要具有十分重要的意义。 本文通过对30CrMnSiNi2A钢化学成分及热处理工艺制度的研究，确定了冶炼工艺、最佳成分控制及最佳热处理制度。通过进行力学性能实验，并利用扫描电镜、透射电镜、电解萃取及X—射线衍射等分析方法，研究30CrMnSiNi2A钢不同化学成分及不同淬火、回火温度下力学性能与微观组织的关系及强韧化机制。 试验结果表明：在300℃以下低温回火时，随回火温度的升高，钢的屈服强度逐渐升高，抗拉强度降低，所得到的回火马氏体组织板条内有与基体高度共格的ε-碳化物析出，并有5％-8％左右的残余奥氏体在马氏体板条周围构成网状薄膜；在350-550℃温度区间回火时，该钢出现明显的回火脆性；600℃以上回火时马氏体边界的渗碳体开始聚集和球化，钢的韧性和塑性提高。随着钢中C含量的增加，钢的强度提高，塑性和韧性降低；钢中Si含量增加，钢的强度有所增加，塑性略有降低，韧性未降低；钢中Mn含量增加，钢的强度略有降低，而对韧性没有损害；加入一定量的Mo对钢的强度和塑性基本上影响不大，对钢的韧性是有利的。 生产中为了保证钢具有较高的强度，应将Si含量控制在上限1.1～1.2(mass％)，Mn含量控制在下限1.0～1.1(mass％)，C含量控制在中限0.30～0.31(mass％)即可；钢的最佳固溶处理温度为890-900℃，保温20-45min，油淬后在260-300℃回火保温2-3h，经该热处理制度处理的钢具有较好的强韧性配合。

目录

文摘

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第1章绪论

1.1超高强度钢综述

1.2低合金超高强度钢的合金设计

1.2.1设计准则

1.3钢的强韧性机理

1.3.1强化机理

1.3.2韧化途径

1.3.3 30CrMnSiNi2A钢的强韧化

1.4本文研究的目的、意义及内容

1.4.1研究背景

1.4.2研究的目的和意义

1.4.2主要研究内容

第2章30CrMnSiNi2A钢的试制工艺研究

2.1冶炼工艺

2.1.1电炉加炉外精炼冶炼精钢材工艺

2.1.2真空感应炉工艺

2.1.3真空白耗炉熔炼工艺

2.2加工工艺

2.2.1快锻锻造工艺

2.2.2钢坯轧制工艺：

2.3钢材综合性能

2.3.1化学成分分析结果

2.3.2低倍组织

2.3.3非金属夹杂物

2.3.4机械性能

2.4本章小结

第3章30CrMnSiNi2A钢化学成分对机械性能的影响

3.1实验材料与实验方案

3.1.1实验目的

3.1.2实验材料及方法

3.3实验结果

3.2.1力学性能实验结果

3.2.2显微组织观察结果

3.3分析与讨论

3.3.1合金元素对马氏体转变的影响

3.3.2合金元素对马氏体形态和亚结构的影响

3.3.3合金元素对淬火钢回火时转变的影响

3.4本章小结

第4章30CrMnSiNi2A钢热处理工艺的研究

4.1实验材料与实验方案

4.1.1实验目的

4.1.2实验材料

4.2实验结果

4.2.1淬火工艺研究

4.2.2回火工艺

4.3分析与讨论

4.3.1钢的强化机制

4.3.2钢的回火脆性

4.4本章小结

第5章结论

参考文献

致谢