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热处理对60Si2MnA弹簧钢脱碳行为及组织性能的影响

作　者: 陈广
导　师: 李红英
学　校: 中南大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 弹簧钢 60Si2MnA 力学性能夹杂物脱碳热处理
分类号: TG156
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

摘要：以60Si2MnA合金弹簧钢为研究对象,研究如何有效利用热处理工艺改善实验钢的组织性能,并最大限度的改善和挖掘弹簧钢的潜在性能,系统分析了热轧态60Si2MnA合金弹簧钢的组织与性能,探索了铁素体全脱碳层的形成机理,确定了合适的热处理工艺,以改善弹簧钢的显微组织和力学性能。得出以下主要结论：1.测得热轧态实验钢屈服强度Rp0.2=888MPa,抗拉强度Rm=1024MPa,伸长率A=9.37%,其组织主要由片状珠光体和铁素体组成,C、Mn、P元素促使了某些区域产生偏析,形成了铁素体带。实验钢的非金属夹杂物级数评定为7级,纯净度较高,主要组成为球形的CaO (MgO)-Al2O3-SiO2三元复合夹杂物、无规则分布的球状CaO-MgO二元氧化夹杂物、条状硫化物。2.在725℃-925℃温度区间内,实验钢可能出现铁素体全脱碳组织,当保温温度为850℃时,脱碳层厚度达到最大,铁素体全脱碳层厚度与保温时间呈抛物线关系,其关系方程式为df=2.34×10-6t1/2。当冷却速度为0.05℃/s时,可以观察到较厚的脱碳组织,冷却速度等于或者超过0.2℃/s时,基本不会发生脱碳。3.综合考虑强韧性最佳匹配及经济效益,得到优化的热处理工艺：在600℃下保温20min,快速升温至950℃保温25min,油淬,460℃回火50min后,实验钢的力学性能得到显著的提高,屈服强度Rp0.2为1578Mpa、抗拉强度Rm为1736Mpa,伸长率为10.7%,实验钢的强塑性匹配达到最佳。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章文献综述  9-17
  1.1 弹簧钢  9-11
  1.2 脱碳  11-14
    1.2.1 脱碳及其影响因素  11-12
    1.2.2 脱碳层的测定  12-14
  1.3 淬火  14-15
  1.4 回火  15-16
  1.5 研究的意义和内容  16-17
第二章实验方法  17-21
  2.1 实验材料  17
  2.2 脱碳实验  17-18
  2.3 热处理实验  18
  2.4 性能检测  18-19
    2.4.1 拉伸性能  18-19
    2.4.2 疲劳性能  19
    2.4.3 硬度  19
  2.5 微观分析  19-21
    2.5.2 组织分析  19-20
    2.5.3 断口分析  20-21
第三章热轧态弹簧钢组织性能分析  21-37
  3.1 组织及非金属夹杂物  21-31
    3.1.1 组织  21-26
    3.1.2 夹杂物  26-31
  3.2 力学性能  31-35
    3.2.1 硬度  31-32
    3.2.2 拉伸性能  32-33
    3.2.3 疲劳性能  33-35
  3.3 小结  35-37
第四章脱碳研究  37-50
  4.1 脱碳影响因素  37-47
    4.1.1 加热温度  37-42
    4.1.2 保温时间  42-45
    4.1.3 冷却速率  45-47
  4.2 脱碳对力学性能的影响  47-49
    4.2.1 硬度  47
    4.2.2 疲劳性能  47-49
  4.3 小结  49-50
第五章热处理工艺研究  50-66
  5.1 常规热处理  50-51
  5.2 热处理工艺优化  51-65
    5.2.1 淬火温度  51-55
    5.2.2 奥氏体化时间  55-57
    5.2.3 回火温度  57-62
    5.2.4 回火时间  62-65
  5.3 小结  65-66
第六章结论  66-67
参考文献  67-71
致谢  71-72
攻读硕士学位期间主要的研究成果  72

热处理对60Si2MnA弹簧钢脱碳行为及组织性能的影响

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