高合金超高強度鋼的微觀組織及強韌化機制的研究.pdf

1、東北人學 2 0 0 1 屆碩 ! : 論文摘 要卜 、本 文 對 新 型 高 合 金 選 翼 魚 旦 雖 度A e r M e t 1 0 0 的 試 制 進 行 了 綜 合 闡 述 · 通 過 進 行全面 的 左 全絲 能尖沁 建 立了 回 火曲 線， 并 利 用 透 射電 子 顯 微 術(shù) ( T E M ) 、 原 子探 針 場 離 子 顯 微 術(shù) ( A P - F l 峋和能 譜 ( E D S ) 等 試 驗 手

2、段 研究 和 分 析了A e r M e t 1 0 0 鋼的 力 學 性 能 與 4 魚 迥 望 V 的 關(guān) 系 及 A 趣 封 必l 。 本 文 還 為 三 型 三 R 魚 ( { } I i j ! 提 供 了 確切的 試驗證 據(jù)， 充實了 二次 硬化理論; 并 且 進一步 研究了M , C碳化 物的 析出 機制和粗化行為以 及初涉奧氏 體逆轉(zhuǎn)變的過程。分 驗 結(jié) 果 表 明 ， 通 ” 電 弧 爐 十 V H D 爐 外 精 煉

3、 可 以 生 產(chǎn) 出 超 純 精 鋼 “ : 采 用 雙 真空即真空感應爐十 真空自 耗爐冶煉可以 生產(chǎn)出當 代國際最先進的二次 硬化型鋼材. 1 司 } 時 通過仔細的實驗室研究工作表明 A e r M e t 1 0 0鋼的淬火態(tài)組織為高密度位錯的板條馬氏體，孿晶馬氏 體很少. 2 0 0 0 C 回火組織中析出 大量。 一 碳化物， 鋼的拉伸強度和屈服強度較高，韌性和塑性很好. 3 0 0 ℃回火后， 馬氏 體板條界和板條內(nèi)

4、有魏氏 分 布的滲碳體， 造成韌性降 低. 隨回 火溫度升高， 強 度升高 ， 韌性下降，在 4 3 0 ℃附近斷裂韌性和沖擊韌 性達到最小 值; 高于 4 3 0 ℃回火 ， 鋼中 析出 逆轉(zhuǎn)奧氏 體， 隨溫度升高 韌性上升， 5 1 0 1 C 斷裂韌性達到峰值; 4 5 5 ℃回火時， 馬氏體 板條析出 細小彌散的 針 狀 M , C碳化物， 與 基體高 度共格， 鋼的 拉伸強 度達到 最高 值; 4 8 2℃ 回火6 小時 ，

5、馬氏 體 板條 中 析出 細小 彌散 的M , C 碳 化物， 板 條界 面 形 成薄 膜狀的 逆轉(zhuǎn)奧氏 體 ， A e r M e t 1 0 0 鋼具 有極 佳的 綜合 性能. 隨回 火 溫度升高 ， 馬氏 體板條中的位錯密度減少以 及M , C 碳化物粗化失去與基體的共格性， 鋼的強 度下降。二次硬化是由于在馬氏體板條內(nèi) 位錯上沿 a 方向析出并與基體高度共 格的 細小 彌散 狀” , C 碳 化 物 和馬氏 體 板條內(nèi) 高 密

6、 度位 錯 的 共同 作 用引 起的。 M , C碳化物長大粗化及馬氏 體板條中亞結(jié)構(gòu)的回復導致鋼的強度下降。東北大學 2 0 0 1 屆碩士論文ABS T RACT. M e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f a n e w t y p e h i g h a l l o y u l t r a h i g h s t r e n g t hs t e e l , A e r M e t

7、 1 0 0 , h a v e b e e n i n v e s t i g a t e d a n d i t s t e m p e r i n g c u r v e w a s e s t a b l i s h e d a t t h ep r e s e n t p a p e r . A r e l a t i o n s h i p b e t w e e n t h e m e c h

8、 a n i c a l p r o p e r t i e s a n d m i c r o s t r u t u r e s ,t h e m e c h a n i s m s o f t h e s t r e n g h t e n i n g a n d t o u g h e n i n g o f t h e s t e e l , s u c h a s t h es e c o n

9、d a r y h a r d e n i n g m e c h a n i s m , t h e p r e c i p i t a t i o n a n d c o a r s e n i n g b e h a v i o r o f M 2 Cc a r b i d e , h a v e b e e n s t u d i e d b y m e a n s o f t r a n s m

10、 i s s i o n e l e c t r o n m i c r o s c o p y ( T E M ) ,a t o m p r o b e a n d f i e l d - i o n m i c r o s c o p y ( A P F I M ) a n d e n e r g y d i s p e r s i v e X - r a ys p e c t r o s c o p y ( E

11、 D S ) .T h e r e s u l t s s h o w t h a t , t h e m i c r o s t r u c t u r e o f a s - q u e n c h e d A e r M e t 1 0 0 s t e e lc o n s i s t s o f a m i x t u r e o f l a t h m a r t e n s i t e w

12、i t h h i g h d e n s i t y d i s l o c a t i o n s a n d a b o u t 1 0 %t w i n w a r t e n s i t e , a n d l i t l e v o l u m e f r a c t i o n o f r e t a i n e d a u s t e n i t e . A f t e r t e m p

13、 e r i n g a t2 0 0 ' C , a l o t o f￡ - c a r b i d e s p r e c i p i t a t e , i n t h i s c a s e ， t h e t e n s i l e a n d y i e l d s t r e n g t h s o fs t e e l a r e s t i l l l o w e r , b

14、 u t i t s t o u g h n e s s a n d p l a s t i c i t y a r e g o o d . T e m p e r e d a t 3 0 0 ' C , t h ef o r m a t i o n o f r e l a t i v e l y c o a r s e W i d m a n s t a t e n c e m e n t i t e

15、 i n t h e m a r t e n s i t e l a t h s a n de l o n g a t e d c a r b i d e s a t t h e l a t h b o u n d a r i e s a p p e a r e d , w h i c h r e s u l t e d i n t h e d r o p o ft o u g h n e s s w

16、i t h t h e i n c r e a s e o f t e m p e r i n g t e m p e r a t u r e , t h e s t e e l s t 沁 n g hi n c r e a s e s , w h e r e a s t h e t o u g h n e s s d e c r e a s e s . F r a c t u r e t o u g h n e s s a

17、 n d i m p a c t t o u g h n e s so f s t e e l t e m p e r e d a t 4 3 0 ℃ h a v e t h e m i n i m u m v a l u e s . A f t e r t e m p e r i n g a tt e m p e r a t u r e s a b o v e 4 3 0 ' C , t h e

18、 p r e c i p i t a t i o n o f t h e r e v e r t e d a u s t e n i t e r e s u l t s i n a ne n h a n c e n m e n t o f t o u g h n e s s , a n d t h e f r a c t u r e t o u g h n e s s r e a c h e s t h