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几种不同含碳量碳钢的组织对温变形行为的影响

作　者: 王书强
导　师: 荆天辅；高聿为
学　校: 燕山大学
专　业: 材料学
关键词: 马氏体 温变形 碳钢 流变应力 碳化物 自扩散激活能 应变速率敏感性指数 能量消耗效率
分类号: TG113.12
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


本文利用Gleeble 3500热力模拟试验机,对Q235、45、T8和T12钢的马氏体(M)组织、完全退火组织和球化退火组织的温变形进行了模拟实验研究。实验结果表明,在600～700℃,应变速率1.0～0.001s-1范围内,Q235、45、T8和T12钢正常淬火M组织的流变应力,在相同条件下,随着碳含量的增加先增大后减小,其中,45钢的流变应力最大。Q235钢的流变应力比45钢平均低约13 MPa～69 MPa;45钢的流变应力比T12钢平均高约9 MPa～35 MPa。低碳钢M组织流变应力低于高、中碳钢,是由于低碳钢温变形过程析出的碳化物数量极少且分布不均匀;中碳钢M组织流变应力高于高碳钢,是由于材料的自扩散激活能随着碳含量的增加而减小,碳含量越高,回复再结晶速度越快,流变应力越低。在650℃应变速率为1.0～0.001s-1和600℃、700℃应变速率0.01s-1时,Q235、45钢F+P组织和T8、T12钢F+粒状Fe3C组织的流变应力随着碳含量的增加先增大后减小,其中,Q235钢比45钢平均低约23 MPa～51 MPa,45钢比T12钢平均高约19 MPa～26 MPa;同时存在临界应变,使T8钢M组织的流变应力低于F+粒状Fe3C组织。此外,利用透射电子显微镜(TEM)和光学显微镜(OM)对模拟温变形组织进行微观分析。结果表明,45钢M组织温变形析出的碳化物颗粒细小,平均直径约为60 nm,并且碳化物分布均匀,平均间距约为200 nm。T12钢隐晶M中含有大量未溶的碳化物,导致析出的碳化物尺寸粗大,颗粒直径平均约为1.5μm,而且分布不均匀,平均间距约为2.5μm。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第1章 绪论  9-25
  1.1 课题背景  9-10
  1.2 金属流变应力模型  10-18
    1.2.1 影响金属流变应力的因素  11-14
    1.2.2 温变形金属流变应力模型  14-15
    1.2.3 温变形流变应力的双曲正弦本构方程模型  15-18
  1.3 金属材料温变形的研究现状  18-20
    1.3.1 温变形制备超细晶粒材料  18-20
    1.3.2 温变形对碳化物形态的影响  20
  1.4 热模拟实验技术在温变形冶金物理学研究中的应用  20-23
    1.4.1 金属的塑性变形及压力加工物理模拟的基本参数  20-21
    1.4.2 物理模拟在金属塑性变形抗力研究中的应用  21-22
    1.4.3 Gleeble 上影响流变曲线测试的因素  22-23
  1.5 本文主要研究内容  23-25
第2章 实验材料和方法  25-33
  2.1 实验材料  25
  2.2 温压缩实验  25-31
    2.2.1 实验材料的热处理  25-28
    2.2.2 温压缩实验  28-31
  2.3 温压缩后试样的分析方法  31-32
    2.3.1 金相组织观察  31-32
    2.3.2 TEM 组织观察  32
    2.3.3 显微硬度实验  32
  2.4 本章小结  32-33
第3章 实验结果与分析  33-75
  3.1 45、T8 钢M 组织和T12 钢隐晶M 组织不同T 和ε压缩的流变曲线  33-52
    3.1.1 温压缩流变曲线  33-39
    3.1.2 温变形方程及Z 参数方程  39-44
    3.1.3 温变形应变速率敏感性指数  44-46
    3.1.4 温变形能量消耗效率  46-48
    3.1.5 碳含量、压缩温度和应变速率对流变应力的影响  48-51
    3.1.6 温压缩试样微观组织观察  51-52
  3.2 Q235、45 钢M 组织和T12 钢粗片状M 组织不同T 和ε压缩的流变  曲线  52-61
    3.2.1 温压缩流变曲线的比较  52-56
    3.2.2 碳含量、压缩温度和应变速率对流变应力的影响  56-60
    3.2.3 温压缩试样的微观组织观察  60-61
  3.3 Q2354、5 钢F＋P 组织和T8、T12 钢F＋粒状FE3C 组织不同T 和ε压缩的流变曲线  61-69
    3.3.1 温压缩流变曲线  61-65
    3.3.2 碳含量、压缩温度和应变速率对流变应力的影响  65-69
  3.4 T8 钢M 和F＋粒状FE3C 组织不同T 和ε压缩的流变曲线  69-71
  3.5 四种钢M 组织温压缩后的室温显微硬度  71-74
    3.5.1 变形温度对四种钢M 组织显微硬度的影响  71-73
    3.5.2 应变速率对四种钢M 组织显微硬度的影响  73-74
  3.6 本章小结  74-75
结论  75-76
参考文献  76-82
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果  82-83
致谢  83-84
个人简介  84

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 金属学（物理冶金） > 金相学（金属的组织与性能） > 金属的组织 > 合金的组织与相结构
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