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新型贝氏体钢汽车板簧组织性能研究
| 论文题名： | 新型贝氏体钢汽车板簧组织性能研究 |
| 关键词： | 贝氏体钢;汽车板簧;锻造工艺;单相组织;力学性能 |
| 摘要： | 汽车板簧是汽车悬架系统的重要组成部分之一，在汽车行驶过程中起到降低振动和吸收振动的作用，极大地影响了汽车高速平稳行驶时的制动平稳性与安全性。随着国民经济的持续发展，交通日益繁忙，汽车市场蓬勃发展，汽车板簧的需求日益增加。目前弹簧钢中的碳含量水平约为0.45～0.65%，属于中高碳钢，在热处理过程中存在较为明显的脱碳问题，极大地影响汽车板簧的质量和使用的可靠性。近些年来环保意识逐渐觉醒，节能减排政策逐步推行，传统的60Si2Mn、55CrMnA等弹簧钢由于需要淬火以及回火等生产工艺，造成了极大地生产污染，因此开发设计出新型的节能绿色的汽车板簧钢成为了亟待解决的问题。为了获取高性能的汽车板簧，国内外的科研工作者做了大量的工作，取得了不错的研究成果，但主要研究方向仍是加入一些合金元素对现有钢种进行改良，仍然需要淬火工艺，未做出本质上的改变。贝氏体钢在一定的组织形态下可以获得较为良好的强韧性配比，具有较好的综合性能，因此开发设计汽车板簧用贝氏体钢成为了一个新的研究方向，具有重要的意义。 本文研究材料为西华大学自主开发设计的新型贝氏体汽车板簧钢。采用锻造的工艺将钢材锻造成厚度分别为30mm、40mm以及45mm的汽车板簧，研究其各自的组织性能。研究结果表明，在空冷的环境下，即可得到贝氏体组织，且其组织为无碳贝氏体；XRD和EDS试验结果说明三种厚度贝氏体钢板簧的物相组成均为单相组织，钢的纯净度较高，没有明显的杂质；三种厚度的贝氏体钢板簧均具有较为良好的力学性能，屈服强度基本可以达到1200MPa，抗拉强度都可以达到1400MPa，屈强比可以达到0.84，伸长率和断面收缩率均可以分别达到16%和40%以上，常温下冲击强度可以达到91.5J·cm-2以上，厚度为30mm的贝氏体钢板簧冲击强度更是高达104.8J·cm-2，强韧性配合优异。 对三种厚度的贝氏体钢板簧进行了不同时间长度的回火热处理，研究回火时间对其组织性能的影响。研究结果表明，经过回火热处理后三种厚度贝氏体钢板簧的组织未发生明显的转变，仍然为板条状贝氏体以及粒状贝氏体，说明组织稳定性较好；XRD衍射分析得出在回火过程中未发生碳化物析出，物相组成较为稳定，说明其具有良好的抗回火稳定性；回火4h时贝氏体钢板簧具有最高的冲击强度，回火处理提升了板簧的拉伸性能，屈服强度和抗拉强度均有小幅增强。 通过模拟沿海区域的环境条件，采用浸泡和极化曲线的方式测试了贝氏体钢板簧的耐腐蚀性能。沿海区域是我国重要的经济带，运输业发达，汽车板簧的耐蚀性具有重要的研究意义。研究结果表明，贝氏体钢板簧具有较好的耐蚀性。 |
| 作者： | 李缘 |
| 专业： | 材料工程 |
| 导师： | 栾道成;杨昌贵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西华大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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