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Cu、Nb及预变形对ULCB钢中ε-Cu析出的影响

作　者: 张胤彦
导　师: 袁泽喜
学　校: 武汉科技大学
专　业: 材料学
关键词: 含铜超低碳贝氏体钢时效硬化 ε-Cu 预变形
分类号: TG115.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

本文研究了一系列含铜超低碳贝氏体钢的等温时效硬化过程。通过硬度测量,金相组织观察,电子显微镜检验分别研究了钢中铜含量、合金元素、预变形、时效温度和时效时间对超低碳贝氏体钢的等温时效动力学过程的影响。即对时效过程的ε-Cu沉淀析出动力学行为,各种析出物的分布、变化规律以及相应的组织变化过程进行了分析,试验结果表明如下: 1、不同铜含量超低碳贝氏体钢的时效过程中存在有三种类型沉淀,ε-Cu,Nb,Ti(C,N)以及含Fe, Mo的碳化物,它们在不同时效温度的析出行为和综合作用导致了时效动力学变化曲线的多样性。在时效前期,对应含Cu量低的样品(0.98%),只出现一个硬度峰,当Cu含量增加到1.52%时,出现双峰,它们分别对应ε-Cu的时效硬化峰与Nb,Ti(C,N)时效硬化峰。铜含量高的超低碳贝氏体钢在高温时效时,时效动力学曲线后期出现的时效硬化峰是由于含Fe, Mo的碳化物析出强化造成的。2、不同铜含量钢的等温时效动力学强烈依赖于时效温度与含铜量,时效温度升高,时效动力学过程加速,但时效峰值硬度降低。钢中的铜含量增加时,时效硬化效应增加,同时时效过程被加快,ε-Cu的形核与长大均被加速。3、钢中的铜含量升高将促进贝氏体时效过程中的Nb,Ti(C,N)析出,当铜含量为0.98%时,对钢中的Nb,Ti(C,N)析出几乎没有影响,而当钢中的铜含量为1.52%时,它明显地促进了钢中的Nb,Ti(C,N)析出,在时效动力学曲线上出现硬化峰。4、时效过程中在贝氏体板条界上析出的ε-Cu可以阻碍贝氏体板条的回复过程,超低碳贝氏体组织更加稳定,从而推迟基体组织的软化。5、经过预变形处理的钢,峰值出现的时间大幅度提前,峰值的高度也有明显的提高,在低温450℃时效时,预变形的这一作用更加明显。变形时效后,试验钢中的ε-Cu析出大量增加且更加均匀。

全文目录

第1章文献综述  7-22
  前言  7-9
  1.1 含 Cu 超低碳贝氏体钢的组织与性能  9-11
    1.1.1 Cu-Nb-B 系列低碳贝氏体钢的发展与特性  9
    1.1.2 含Cu 超低碳贝氏体钢的组织  9-10
    1.1.3 含Cu 超低碳贝氏体钢的性能  10-11
  1.2 合金设计  11-16
    1.2.1 微量Nb 在钢中的作用  13-14
    1.2.2 Cu 在钢中的作用  14-16
  1.3 Cu 沉淀析出的时效行为研究  16-20
  1.4 其他沉淀析出的时效行为研究  20
  1.5 预变形对时效曲线的影响  20-22
第2章实验材料与实验方法  22-25
  2.1 试验材料制备  22
  2.2 试验用钢成分  22
  2.3 试验方法及所用仪器设备  22-25
第3章 Cu 超低碳钢的时效硬化行为的分析  25-31
  3.1 未变形含Cu 超低碳贝氏体钢的时效动力学曲线  25-27
  3.2 时效动力学的讨论  27-30
  3.3 本章结论  30-31
第4章预变形含Cu 超低碳钢的时效硬化行为  31-38
  4.1 预变形对时效析出行为的影响  31-33
  4.2 有无预变形的时效动力学曲线的比较  33-36
  4.3 本章结论  36-38
第5章实验钢的时效过程的组织变化及析出  38-49
  5.1 各种钢的组织形态  38
  5.2 不同铜含量预变形钢的组织形态  38-41
  5.3 有无预变形对钢的组织形态的影响  41-42
  5.4 时效过程析出行为的透射电镜观察  42-47
    5.4.1 不同Cu 含量的时效过程析出行为  42-45
    5.4.2 有无预变形的时效过程析出行为  45-47
  5.5 本章结论  47-49
第6章结论  49-51
参考文献  51-55
致谢  55

Cu、Nb及预变形对ULCB钢中ε-Cu析出的影响

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