合金元素对40MnBH钢组织性能的影响研究

论文摘要

本文综述了轴类用合金调质钢的使用及发展状况,并对影响40MnBH钢淬透性的因素进行了论述。针对淮钢转炉冶炼生产硼钢存在残余元素少,淬透性保证能力相对电炉差的问题,结合轴类用钢的质量要求,系统地研究了合金元素对淬透性及力学性能的影响,并对其热处理工艺进行了研究。在合金元素对性能影响方面,研究了硼、钛、铬对钢的淬透性、冲击韧性和力学性能的影响。为稳定淬透性能,Bsol含量为0.0020%为宜;钛加入钢中可以保证硼的淬透性作用,对40MnBH钢种而言,最佳钛含量在0.02%左右;铬含量在0.10%～0.20%范围可保证钢的淬透性。在硼含量对冲击韧性的影响方面,研究了硼化物的析出与αk值的关系。结果表明:在850℃淬火下,析出硼化物量随硼含量的增加而增加,从而引起αk值的下降。对硼含量超标且已经引起αk值下降的40MnBH钢,可以通过930℃预先正火再经调质处理,可使αk值提高从而挽救废品。根据研究结果,确定出了适合淮钢转炉生产的40MnBH钢的内控成分。在热处理工艺方面,研究了奥氏体化温度对钢淬透性、综合力学性能的影响,以及回火温度对产品综合力学性能的影响。确定出适合40MnBH钢的热处理工艺为850℃淬火+500℃回火。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 合金调质钢概述
• 1.1.1 合金调质钢的化学成分
• 1.1.2 合金调质钢的分类
• 1.2 轴用合金调质钢的性能要求
• 1.3 钢的淬透性及其影响因素
• 1.3.1 淬透性与组织及性能的关系
• 1.3.2 影响淬透性的因素
• 1.4 淬透性的测定与计算
• 1.4.1 淬透性的测定
• 1.4.2 淬透性的计算
• 1.5 影响钢力学性能的因素
• 1.5.1 晶粒尺寸对钢力学性能的影响
• 1.5.2 合金元素对力学性能的影响
• 1.6 本课题研究背景、意义及内容
• 1.6.1 研究背景及意义
• 1.6.2 主要研究内容
• 第二章 试验材料及方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 最佳化学成分的确定
• 2.3 热处理工艺研究
• 2.4 淬透性测试
• 2.5 微观组织观察
• 2.6 常规力学性能实验
• 2.6.1 硬度试验
• 2.6.2 冲击试验
• 2.6.3 拉伸试验
• 第三章 合金元素对40MNBH钢淬透性的影响
• 3.1 酸溶硼BSOL对40MNBH钢淬透性的影响
• 3.2 钛对40MNBH钢淬透性的影响
• 3.3 铬对40MNBH钢淬透性的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 40MNBH钢热处理工艺研究
• 4.1 奥氏体化温度对组织性能的影响
• 4.1.1 奥氏体化温度对组织的影响
• 4.1.2 奥氏体化温度对淬透性的影响
• 4.1.3 奥氏体化温度对力学性能的影响
• 4.2 回火温度对性能的影响
• 4.3 本章小结
• 第五章 改善40MNBH钢冲击韧性的途径
• k值的关系'>5.1 硼化物与A_k值的关系
• 5.2 改善40MNBH钢冲击韧性的途径
• 5.3 本章小结
• 5.4 工业试验
• 结论
• 致谢
• 参考文献