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新型无机淬火介质G35物理化学性质及适应性研究

作　者: 李晓宇
导　师: 马勤
学　校: 兰州理工大学
专　业: 材料学
关键词: G35淬火介质热处理变形开裂冷却速度显微组织力学性能断口形貌
分类号: TG154.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 32次
引　用: 1次
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内容摘要

本文针对郑州某公司研制、生产的G35型淬火介质进行了物理化学性能的测试；对G35水溶性淬火介质的工艺性能进行了试验研究：试样钢GCr15分别在820℃、840℃、860℃下淬火,淬火介质为水、油、G35型无机水溶性淬火剂,介质温度使用温度为25℃、40℃、55℃,淬火后绘制出淬硬层分布曲线,比较在不同介质中试样的淬硬层深度,分析淬火后各种情况下试样的变形开裂倾向性。对试样进行力学性能测试(冲击韧性)。用电子显微镜、扫描电镜对不同热处理后的钢进行断口形貌、微观组织结构获得针对试样钢GCr15使用G35淬火液的淬火工艺。得到如下几点基本结论：(1)G35型水溶性淬火介质随着介质使用温度从30℃-60℃的增加,其最大冷却速度从162.7℃/S-107.4℃/S逐渐减小。(2)根据毒性试验,试样淬后不产生HCN、H2S、SO2等有害气体。(3)通过淬透性试验分析,G35型水溶性淬火介质在不同淬火温度(820℃、840℃、860℃),介质使用温度分别为25℃、40℃、55℃。由于在淬火温度840℃,介质温度为40℃硬度分布特征不存在HRC陡降的现象,并且硬度HRC为59-65,较其它处理状态下淬硬层深。(4)通过变形开裂倾向试验分析,试样分别加热到820℃、840℃、860℃,保温30 min后,再分别淬入G35型水溶液、水和32#机油里,介质温度为25℃,在淬火温度为840℃,介质温度为25℃时使用G35介质效果最好,既保证了淬后硬度HRC最好(60-65),又没有开裂情况,也是最小为0.01mm。(5)针对于GCr15试样钢,通过淬透性试验、变形开裂倾向试验分析,综合考虑使用G35淬火介质的最佳淬火工艺是在淬火温度为840℃时保温30分钟,淬入40℃的G35淬火介质中,此时淬后硬度HRC为60-64,试样未发生开裂,变形量为0.005mm。(6)经三种淬火介质淬火后的金相显微组织为回火马氏体、粒状碳化物以及残余奥氏体。840℃淬火为隐针马氏体。淬火后的显微组织由黑、白相间的两种马氏体区域所组成,白区呈现网状围绕黑区,在G35中淬火比在水和油中淬火后的组织黑白区域分布的更均匀一些。经三种淬火介质淬火后的断口形貌看出断裂属于准解理断裂,并伴有少量的韧窝, G35淬火的试样韧性介于水和油之间,综合比较淬火温度为840℃时的效果最好。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-10
第1章文献综述  10-24
  1.1 选题背景和意义  10-12
  1.2 淬火介质的发展及应用  12-16
    1.2.1 水  12
    1.2.2 油  12-13
    1.2.3 熔盐、熔碱  13
    1.2.4 有机聚合物淬火剂  13-15
    1.2.5 流态床  15
    1.2.6 无机物水溶液淬火剂  15-16
  1.3 淬火介质的冷却机理  16-18
  1.4 影响淬火介质冷却能力的因素  18-19
    1.4.1 介质本身物理性质对冷却能力的影响  18
    1.4.2 外界条件对介质冷却能力的影响  18-19
  1.5 淬火介质冷却能力测定  19-22
    1.5.1 平均法  19-20
    1.5.2 冷却硬化能力混合法  20-21
    1.5.3 冷却曲线测试法  21-22
  1.6 对淬火介质的要求  22
  1.7 本文研究的主要研究内容  22-24
第2章试验过程及试验方法  24-27
  2.1 试验器材和材料  24-25
  2.2 试验方案  25-26
    2.2.1 物理化学性能  25
    2.2.2 淬火介质冷却性能测试  25
    2.2.3 淬火工艺性试验  25-26
  2.3 试验方法  26-27
    2.3.1 组织与断口分析  26
    2.3.2 冲击试验  26-27
第3章淬火介质的物理化学性能和冷却特性  27-37
  3.1 物理化学性能  27-32
    3.1.1 G35浓缩液  27-32
    3.1.2 G35水溶性淬火介质  32
  3.2 冷却特性  32-36
    3.2.1 装置及用具  32-33
    3.2.2 冷却特性测试  33-36
  3.3 本章小结  36-37
第4章淬火介质的淬火工艺性试验  37-48
  4.1 淬透性试验  37-39
  4.2 变形开裂倾向试验  39-44
  4.3 冲击试验  44-47
    4.3.1 试样的热处理  44-45
    4.3.2 冲击韧性试验  45-47
  4.4 本章小结  47-48
第5章试验材料热处理后的组织及性能  48-60
  5.1 金相组织  48-52
    5.1.1 试样原始金相组织  48
    5.1.2 试样热处理后金相组织  48-52
  5.2 试样冲击断口形貌分析  52-59
    5.2.1 试样820℃淬后断口形貌  52-54
    5.2.2 试样820℃淬后能谱图  54-55
    5.2.3 试样840℃淬后断口形貌  55-56
    5.2.4 试样840℃淬后能谱图  56-57
    5.2.5 试样860℃淬后断口形貌  57-58
    5.2.6 试样860℃淬后能谱图  58-59
  5.3 本章小结  59-60
结论  60-61
参考文献  61-64
致谢  64-65
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文  65

新型无机淬火介质G35物理化学性质及适应性研究

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