X7CrNiMoBNb16-16形变热处理对应力松弛的影响

论文摘要

形变热处理对高强度螺栓钢X7CrNiMoBNb16-16（简称X7钢，下同）机械性能影响很大。试验结果表明，随试验温度（20～650℃）提高，X7钢抗拉强度下降缓慢，在600～650℃瞬时抗拉强度达325MPa。850℃形变材料强度比1000℃形变的强度高25～30％．试验发现，X7钢延伸率600℃的值比常温值低20％左右。金相分析，X7钢属奥氏体型钢，形变和温度的影响与材料组织变化及Nb元素有密切关系。X7钢应力松弛是在一定的总应变下，发生部分弹性应变向塑性应变的转变。X7钢应力松弛具有其独特的变化规律，通过形变热处理方法对X7钢应力松弛研究表明，提高了材料弹性极限，能够提高弹性应变向塑性应变的转变难度，即，提高了材料的抗应力松弛性能。试验表明，X7钢应力松弛性能与形变温度和形变量有直接关系。形变温度愈低，松弛性能愈好。形变量为60％时，松弛性能优于40％和80％时的形变量。试验表明，X7钢应力松弛行为可以分为两个阶段：第一阶段，应力松弛速率比较快，第二阶段应力松弛速率缓慢，但长时间应力松弛后剩余应力趋近于一极限值；X7钢应力松弛行为可以用应力松弛极限和应力松弛速率两个参量进行表征；温度升高时，松弛速率加快，应力松弛极限降低；同一温度不同初应力作用的应力松弛，应力松弛极限相同。论文阐述了一般金属应力松弛现象和它的重要意义；本文对高合金耐热钢材料的应力松弛曲线及其特性指标进行分析；提出了改进抗应力松弛性能的稳定化处理的方法。本文中，采用时间硬化和过渡蠕变理论，对X7钢松弛试验数据进行拟合，得出该钢种在不同形变温度和形变量下的松弛数学表达式，为今后的研究分析建立了有利条件。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究的基本情况
• 1.2.1 国内研究的基本情况
• 1.2.2 国外研究的基本情况
• 1.3 课题研究的意义
• 1.3.1 工艺因素对X7CrNiMoBNb16-16应力松弛行为的影响
• 1.3.2 课题研究的主要内容
• 第二章 X7CrNiMoBNb16-16的形变热处理
• 2.1 形变热处理基本原理
• 2.2 稳定奥氏体的高温形变淬火
• 2.2.1 奥氏体组织结构
• 2.2.2 碳化物的析出
• 2.2.3 合金元素对高温形变淬火强化效果的影响
• 2.2.3.1 Cr、Ni、Mo的作用
• 2.2.3.2 C的作用
• 2.2.3.3 Nb的作用
• 2.2.4 奥氏体型耐热钢的固溶处理
• 2.2.5 工艺参数对高温形变淬火强度效果的影响
• 2.2.5.1 形变温度
• 2.2.5.2 形变量
• 2.2.5.3 形变速度
• 2.2.5.4 锻热淬火
• 2.2.5.5 回火
• 2.2.5.6 稳定化处理
• 第三章 试验方案的提出及仪器介绍
• 3.1 技术路线
• 3.1.1 后期处理
• 3.1.2 对比和指导生产实践
• 3.2 形变热处理试验研究方案
• 3.2.1 试样的物理指标
• 3.2.2 形变温度的确定
• 3.2.3 锻造方式的确定
• 3.2.4 锻后的淬火
• 3.2.5 最终的热处理——回火
• 3.2.6 形变热处理后的固溶处理
• 3.2.7 固溶后的稳定化处理
• 3.3 应力松弛试验
• 3.3.1 试验范围
• 3.3.2 试验原理
• 3.3.3 试样
• 3.3.4 试验设备
• 3.3.5 试验程序
• 第四章 实验分析
• 4.1 控制方式
• 4.1.1 形变量控制方式
• 4.1.2 形变温度控制方式
• 4.1.3 试验温度控制方式
• 4.1.4 试验的初始应力控制方式
• 4.2 不同控制路径的比较分析
• 4.2.1 不同形变量之间的比较分析
• 4.2.2 不同形变温度之间的比较分析
• 4.2.3 不同试验温度之间的比较分析
• 4.2.3.1 不同试验温度之间的比较分析
• 4.2.3.2 温度对合金应力松弛的影响
• 4.2.4 不同试验初始应力之间的比较分析
• 第五章 X7材料应力松弛曲线的确定
• 5.1 基于理论的残余应力
• 5.1.1 基于蠕变资料的分析
• 5.1.1.1 以稳态蠕变为对象的分析
• 5.1.1.2 以过渡蠕变为对象的分析
• 5.1.2 基于松弛特性的分析
• 5.1.2.1 忽略第一阶段松弛的情况
• 5.2 基于经验的残余应力分析
• 第六章 总结论
• 6.1 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附:攻读硕士学位期间发表的论文