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FV520（B）钢显微组织和低温力学性能的研究

作　者: 王世清
导　师: 卢正欣
学　校: 西安理工大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: FV520(B)钢组织力学性能韧脆转变温度
分类号: TG142.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

沉淀硬化不锈钢由于具有更高的强度,更好的可焊性、韧性、冷加工成形性和耐蚀性等因而受到材料研究工作者的关注,而FV520(B)钢是英国Firth-Vickers材料研究室研究开发的又一种沉淀硬化不锈钢,国内外关于FV520(B)钢的时效处理对其组织和室温拉伸力学性能研究的报道较多,但有关低温拉伸及韧脆转变温度很少有一详细系统的分析。本文以FV520(B)钢为研究对象,主要针对热处理制度对钢材组织和力学性能的影响进行了实验研究,结合热模拟实验、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等手段,对FV520(B)钢的相变温度、连续冷却转变曲线、组织、相成分、室温以及低温力学性能、断口形貌以及韧脆转变温度等进行了系统研究,研究结果表明：该钢在连续冷却过程中只发生马氏体转变,表明FV520(B)钢具有良好的淬透性,冷却速度对马氏体组织状态影响不大；经过组织分析发现,在520-630℃温度范围内时效时,显微组织有着较为明显的差别,组织随温度升高逐渐变细。对时效析出相进行电子衍射分析,其主要相为NbC、Mo2C和Cr7C3等；对不同热处理工艺的金相样品进行X射线衍射分析发现,残余奥氏体含量随着时效温度的提高而增加。残余奥氏体量的变化会导致强度下降,塑、韧性升高；不同时效温度下拉伸试样的断口均为韧窝形貌,但韧窝细节各不相同,而在-60℃拉伸时,钢的低温强度显著提高,与室温相比提高接近10%,而塑、韧性却没有降低；通过系列温度冲击实验,根据50%脆性断面率及冲击值确定FV520(B)钢的韧脆转变温度为-65℃～-300℃。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 文献综述  7-19
  1.1 引言  7-8
    1.1.1 研究背景  7
    1.1.2 研究进展  7-8
  1.2 韧-脆转变温度  8-10
    1.2.1 韧-脆转变温度评定准则  8-9
    1.2.2 韧脆转变温度数据处理方法  9-10
  1.3 不锈钢简介  10-16
  1.4 沉淀硬化不锈钢的强化机理  16-18
  1.5 沉淀硬化不锈钢的韧化机理  18
  1.6 研究内容  18-19
2 实验方案与研究方法  19-27
  2.1 实验材料  19
  2.2 实验设备  19
  2.3 相变温度及连续冷却转变曲线的测定  19-22
    2.3.1 热膨胀法测定相变临界温度  19-20
    2.3.2 差示扫描量热分析测定相变临界温度  20
    2.3.3 热模拟实验机测定钢的相变温度  20-21
    2.3.4 连续冷却转变曲线的测定  21-22
  2.4 热处理工艺的确定  22-23
  2.5 性能测定方法  23-25
    2.5.1 拉伸实验  23-24
    2.5.2 冲击实验  24-25
    2.5.3 硬度实验  25
  2.6 组织分析  25
    2.6.1 金相分析(OLYMPUS)  25
    2.6.2 X射线衍射分析(XRD)  25
    2.6.3 扫描电镜分析(SEM)  25
    2.6.4 透射电镜分析(TEM)  25
  2.7 实验方案  25-27
3 连续冷却转变曲线的测定结果  27-37
  3.1 相变温度测定结果与分析  27-29
  3.2 连续冷却转变曲线测定结果分析  29-31
    3.2.1 连续冷却转变曲线  29-30
    3.2.2 合金元素对CCT曲线的影响  30-31
  3.3 组织分析  31-35
    3.3.1 冷却速度对组织的影响  31-34
    3.3.2 碳化物分析  34-35
  3.4 冷却速度对硬度的影响  35
  3.5 小结  35-37
4 热处理工艺对材料组织的影响  37-47
  4.1 金相组织分析  37-40
    4.1.1 FV520(B)钢固溶处理的组织  37
    4.1.2 FV520(B)中间调整处理组织  37-38
    4.1.3 FV520(B)固溶处理+调整处理+时效处理组织  38-40
  4.2 透射电镜组织分析  40-42
  4.3 X射线衍射分析  42-44
  4.4 合金元素对回火转变过程的影响  44-45
  4.5 小结  45-47
5 力学性能实验结果与分析  47-63
  5.1 拉伸实验结果  47-56
    5.1.1 室温数据处理  47-51
    5.1.2 室温断口分析  51-53
    5.1.3 低温拉伸及断口分析  53-56
    5.1.4 断裂机理分析  56
  5.2 韧脆转变温度的确定及断口形貌分析  56-60
    5.2.1 冲击试样断口形貌及断裂过程分析  56-57
    5.2.2 韧脆转变温度的模拟及确定  57-59
    5.2.3 影响冲击韧性和韧脆转变温度的因素  59-60
  5.3 时效温度对硬度的影响  60-61
  5.4 FV520(B)钢组织对力学性能的影响  61-62
  5.5 小结  62-63
6 结论  63-64
致谢  64-65
参考文献  65-67

FV520（B）钢显微组织和低温力学性能的研究

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