紧固件用低碳钢组织演变的研究

论文摘要

紧固件包括螺栓、螺钉、螺母等,广泛用于汽车、电子及建筑等领域。热轧盘条是生产紧固件的原材料。近年来紧固件工业的发展对高性能热轧盘条的需求日益迫切,而国产盘条存在诸如混晶等一些问题,对材料的强度、塑性、冲击韧性和表面尺寸精度都有较坏影响。因此分析混晶产生原因对提高热轧盘条的综合性能有重要意义。本文以国内某钢铁企业生产的20钢和10B21钢热轧盘条为研究对象,通过检验不同热处理后的奥氏体晶粒度研究两种试验钢晶粒长大的趋势,采用Gleeble-2000热模拟试验机研究两种钢不同条件下的热变形行为,确定其发生动态再结晶的变形条件。所得主要结果如下：1.宝钢提供的10B21和20钢的热轧盘条均存在严重的混晶,盘条边缘混晶比心部严重,10B21钢的混晶程度要大于20钢。2.两种钢的晶粒尺寸都随着加热温度的升高而增大,20钢的晶粒长大速率随温度的升高逐渐降低,10B21钢的晶粒长大速率先增大后减小。在相同奥氏体化条件下,20钢的平均晶粒尺寸比10B21钢大。3.奥氏体晶粒长大趋势修正实验中,10B21钢在900℃-1200℃都存在不同程度的混晶问题,其中950℃和1000℃混晶比较严重,且随着温度的升高混晶程度有所减轻。20钢仅在900℃和950℃出现混晶,混晶程度小于10B21钢。4.利用单道次压缩实验研究了10B21钢和20钢以0.01s-1-10s-1的应变速率在800℃-1050℃温度范围的热变形行为,结果表明：应变速率为0.01s-1时,10B21钢从875℃开始发生动态再结晶；应变速率为0.1s-1。时,从950℃开始发生动态再结晶；应变速率为1s-1时,从1000℃开始发生动态再结晶；应变速率为10s-1时,从1050℃开始发生动态再结晶。应变速率为0.01s-1时,20钢从825℃开始发生动态再结晶；应变速率为0.1s-1时,从900℃开始发生动态再结晶；应变速率为1s-1时,从1000℃开始发生动态再结晶；应变速率为10s-1时,从1050℃发生动态再结晶。在本文所采用的变形温度和应变速率条件下,10B21钢的热变形激活能Q=186kJ/mol,其热变形方程可以表示为：20钢的热变形激活能Q=187kJ/mol,其热变形方程可以表示为：

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 紧固件产品概述
• 1.1.1 国外紧固件现状
• 1.1.2 国内紧固件现状
• 1.1.3 紧固件用钢发展趋势
• 1.1.4 国内外紧固件差别分析
• 1.2 控制轧制
• 1.2.1 控制轧制的概念
• 1.2.2 控制轧制的分类
• 1.2.3 控制轧制特点
• 1.2.4 盘条生产线简介
• 1.3 金属的再结晶行为
• 1.3.1 静态再结晶
• 1.3.2 动态再结晶
• 1.3.3 晶粒异常长大与混晶
• 1.4 部分再结晶区轧制产生的奥氏体混晶概述
• 1.4.1 奥氏体混晶产生原因
• 1.4.2 再结晶型控制轧制混晶形成原因推测
• 1.5 本研究的目的、意义及主要研究内容
• 1.5.1 本研究的目的、意义
• 1.5.2 主要研究内容
• 第2章 实验材料与实验方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 组织观察
• 2.2.2 热轧盘条试样混晶程度及分布的确定
• 2.2.3 试验钢的奥氏体晶粒长大趋势分析
• 2.2.4 试验钢的热模拟试验
• 2.2.5 奥氏体晶粒尺寸的计算方法
• 第3章 奥氏体晶粒长大趋势的研究
• 3.1 混晶在热轧盘条中的分布规律
• 3.1.1 采用直接腐蚀法显示奥氏体晶界的研究
• 3.1.2 热轧试验钢的金相组织
• 3.1.3 试验钢的奥氏体混晶研究
• 3.2 试验钢奥氏体晶粒的长大倾向
• 3.2.1 加热温度对奥氏体晶粒长大的影响
• 3.2.2 保温时间对奥氏体晶粒长大的影响
• 3.2.3 20钢与10B21钢晶粒长大倾向对比
• 3.2.4 晶粒长大趋势的修正实验
• 第4章 试验钢热变形行为的研究
• 4.1 热变形试验
• 4.2 试验钢的真应力-真应变曲线分析
• 4.2.1 形变温度对10B21钢真应力—真应变曲线的影响
• 4.2.2 应变速率对10B21钢真应力—真应变曲线的影响
• 4.2.3 形变温度对20钢真应力—真应变曲线的影响
• 4.2.4 应变速率对20钢真应力—真应变曲线的影响
• 4.3 试验钢的RTT曲线分析
• 4.4 试验钢的热变形方程
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢