非调质钢TL1438锻造过程中微观组织演变的研究

摘要

为节约能源、降低消耗，在汽车工业领域，锻造用非调质钢的比例逐渐上升，尤其是在曲轴、连杆等形状较为复杂的零部件上用途广泛。这些零部件在工作过程中要不断的承受冲击载荷和惯性力，要求所用材料经过成形后要具有较高的强度、硬度和耐磨性，而且要有良好的韧性。而良好的力学性能取决于锻过程中及随后的冷却中微观组织演变的结果，传统的生产中只能依靠以往的经验制定工艺，使得人力物力的消耗增加，生产成本提高，因此预测微观组织演变，减少实际生产中的试验次数，优化工艺参数制定，对提高非调质钢零件的综合力学性能，提高企业生产效益具有重要的现实意义。
　　本文选取非调质钢TL1438为研究对象，通过物理实验与微观组织演变研究的方法相结合方式，重点研究了不同变形工艺对非调质钢TL1438在热锻过程中发生的动态再结晶、亚动态再结晶、静态再结晶的影响以及随后的冷却条件对TL1438钢晶内铁素体析出等微观组织演变规律，得出变形温度、应变速率以及道次间隔时间对TL1438钢热锻过程中的再结晶行为影响较大，变形量对动态再结晶和静态再结晶影响较大，而对亚动态再结晶的影响较小；在此基础上分别考虑变形温度、应变速率、道次间隔时间、变形量、冷却速率等外部因素，定量分析它们与非调质钢TL1438的微观组织演变关系，建立了非调质钢TL1438的高温流动应力本构方程、微观组织演变中再结晶的热动力学模型和再结晶晶粒尺寸模型，并且通过制定不同变形条件的试验方案，建立了TL1438钢的晶粒长大模型，同时通过物理试验得出了TL1438钢在以0.5℃/s-5℃/s的冷速冷却至600℃~700℃时晶内铁素体含量较多，此冷却工艺可以达到细化晶粒，提高锻件强度、韧性的目的。
　　本文通过理论与试验相结合的方法，得到了微观组织演变中再结晶的数学模型，以期能够对今后TL1438钢微观组织演变的数值模拟，以及实际生产中的工艺参数加以优化和预测TL1438钢零部件在生产过程中的微观组织演变状况提供有效的理论指导。

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第一章 绪 论

1.1课题背景

1.2微观组织演变的国内外研究状况

1.3课题来源、研究意义及方法

1.4 课题研究的内容

第二章 TL1438钢高温流动应力及动态再结晶模型的建立

2.1 引 言

2.2 试验材料及方法

2.3 单道次试验结果及分析

2.4 TL1438钢高温流动应力本构方程的建立

2.5 动态再结晶模型

2.5 本章小结

第三章 TL1438钢锻造过程中亚动态再结晶模型

3.1 引言

3.2 亚动态再结晶试验及方案

3.3 试验结果分析

3.4 亚动态再结晶模型

3.5 本章小结

第四章 TL1438钢锻造过程中静态再结晶模型

4.1 引言

4.2 静态再结晶试验

4.3 静态再结晶试验结果分析

4.4静态再结晶模型

4.5 本章小结

第五章 TL1438钢锻造后晶粒长大模型的建立

5.1 引言

5.2 晶粒长大试验

5.3 晶粒长大模型的建立

5.4 本章小结

第六章 冷却条件对TL1438钢微观组织演变的影响

6.1 引言

6.2 试验方案

6.3 试验结果及分析

6.4 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 总结

7.2 创新点

7.3 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果

致谢