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高速列车转向架用钢组织性能控制参数研究
作 者: 李玲玲
导 师: 吴迪
学 校: 东北大学
专 业: 材料加工工程
关键词: 转向架用钢 微合金 控轧控冷 静态再结晶 连续冷却转变
分类号: TG335
类 型: 硕士论文
年 份: 2008年
下 载: 77次
引 用: 1次
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内容摘要
随着我国铁路的第六次大提速,中国已经迈进了高速铁路时代。转向架是机车车辆最重要的承载结构之一,也面临着严峻的考验。高速列车转向架用钢不仅具有一定的强度和较高的韧性,同时具有良好的焊接性能、抗疲劳性能和耐腐蚀性能。目前所用的转向架用钢如Q345系列钢种性能与国外先进国家的同类钢种相比存在较大差距。因此将微合金化和控制轧制与控冷技术相结合,开发新型高速列车转向架用钢具有十分现实的意义。因此本文以新研发的高速铁路转向架用钢为研究对象,研究其在热加工过程中的组织变化,并研究工艺参数及微合金元素对组织性能的影响。论文的内容主要包括以下几个部分:(1)以含0.025%Nb、0.02%Ti的No.1钢为研究对象,采用单道次压缩实验,研究了变形温度、变形程度和变形速率对实验钢变形抗力的影响规律,建立了No.1钢的变形抗力数学模型;(2)以含0.025%Nb、0.02%Ti的No.1钢和含0.032%Ti的No.2钢为研究对象,采用双道次压缩实验,研究了实验钢奥氏体区热变形后等温保持时间里的静态再结晶行为。研究发现No.1钢静态再结晶激活能为250.61kJ/mol,而No.2钢静态再结晶激活能为203.41 kJ/mol。并建立了No.1钢的静态再结晶模型。(3)采用热膨胀法测定了不同奥氏体化温度条件下和变形条件下的No.1钢连续冷却转变曲线,结合金相观察结果,给出了奥氏体化温度、变形以及冷却速度对No.1钢组织的影响和微合金析出规律。结果表明:奥氏体化温度的降低和变形均使CCT曲线向左上移动,扩大了铁素体区和珠光体区,缩小了贝氏体区,促进奥氏体向铁素体的转变。而变形则促进微合金元素Nb、Ti碳氮化物的析出。(4)采用实验室热轧实验,研究了不同终轧温度、终冷温度、冷却速度及微合金元素等对组织和性能的影响,制定了合理的控制轧制和控制冷却工艺参数。实验结果表明:随着终轧温度和卷取温度的降低,No.1钢的强度先提高后降低;随着冷速的提高,No.1钢的强度提高。而添加Nb、Ti可以提高强韧性。
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全文目录
摘要 5-6 Abstract 6-11 第1章 绪论 11-25 1.1 高速列车转向架 11-16 1.1.1 高速列车转向架对材料的要求 12-14 1.1.2 高速列车转向架用钢的现状 14-15 1.1.3 转向架用钢的合金化分析 15-16 1.2 微合金钢的强韧化机制 16-18 1.2.1 晶粒细化 16-17 1.2.2 析出强化 17-18 1.2.3 相变强化 18 1.3 控制轧制和控制冷却技术 18-23 1.3.1 控制轧制 18-19 1.3.2 控制冷却 19-20 1.3.3 控制轧制与控制冷却技术对相变的影响 20-22 1.3.4 微合金碳氮化物在控轧控冷中的作用 22-23 1.4 本文的研究背景和内容 23-25 1.4.1 本文的研究背景 23 1.4.2 本文的研究内容 23-25 第2章 热变形 25-43 2.1 实验方案 25-28 2.1.1 实验材料 25 2.1.2 单道次压缩实验 25-26 2.1.3 淬火实验 26-27 2.1.4 双道次压缩实验 27-28 2.2 单道次压缩试验结果与分析 28-34 2.2.1 不同钢种的应力应变曲线 28-29 2.2.2 变形温度对变形抗力的影响 29-30 2.2.3 变形速率对变形抗力的影响 30-32 2.2.4 变形程度对变形抗力的影响 32 2.2.5 变形抗力数学模型 32-34 2.3 淬火试验结果及分析 34-36 2.3.1 加热温度对奥氏体晶粒的影响 34-35 2.3.2 微合金元素对奥氏体晶粒的影响 35-36 2.4 双道次压缩试验结果及分析 36-42 2.4.1 软化率曲线分析 36-37 2.4.2 静态再结晶的影响因素 37-39 2.4.3 静态再结晶激活能 39-40 2.4.4 静态再结晶动力学模型 40-42 2.5 本章小结 42-43 第3章 连续冷却转变的研究 43-59 3.1 实验方案 43-45 3.1.1 实验材料 43 3.1.2 热模拟实验 43-45 3.2 No.1钢实验结果及分析 45-54 3.2.1 CCT曲线分析 45-47 3.2.2 过冷奥氏体相变组织 47-51 3.2.3 加热温度对过冷奥氏体相变的影响 51-52 3.2.4 变形对过冷奥氏体相变的影响 52-53 3.2.5 冷却速度对过冷奥氏体相变的影响 53-54 3.3 连续冷却过程中微合金元素的析出 54-56 3.4 本章小结 56-59 第4章 热轧试验 59-73 4.1 实验方法 59-62 4.1.1 实验材料 59 4.1.2 实验方法 59-62 4.2 实验结果与分析 62-72 4.2.1 显微组织 62-65 4.2.2 终轧温度对组织性能的影响 65-67 4.2.3 终冷温度对组织性能的影响 67-69 4.2.4 冷却速度对组织性能的影响 69-70 4.2.5 微合金元素对组织性能的影响 70-72 4.3 本章小结 72-73 第5章 结论 73-75 参考文献 75-81 致谢 81
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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属压力加工 > 轧制 > 轧制工艺
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