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690MPa级热轧Nb--Ti贝氏体车轮钢组织性能控制
| 论文题名： | 690MPa级热轧Nb--Ti贝氏体车轮钢组织性能控制 |
| 关键词： | 车轮钢;组织性能;热轧工艺;析出行为;力学性能 |
| 摘要： | 随着节能减排、汽车轻量化研究的不断深入，高强钢在汽车工业中的应用越来越广。一直以来，国内外高强钢的生产多采用的方案是添加Mo、Cr、Ni、Cu、V等贵重合金元素，导致钢材成本增加，本文采用Nb-Ti微合金化结合TMCP技术开发690MPa级高强度热轧低碳贝氏体车轮钢，符合高性能低成本、节能降耗的发展主题。通过对不同TMCP工艺下的实验钢相变规律、第二相粒子析出行为和强韧化机制的研究，优化加工工艺，为工业化大生产提供必要的理论基础和工艺参考。论文的主要工作如下: (1)通过对实验钢静态CCT曲线的测定，研究不同冷却速率对显微组织的影响。结果表明，冷却速率在0.1～0.5℃/s范围内有铁素体、珠光体和粒状贝氏体组织生成，当冷却速率为3～5℃/s时，为粒状贝氏体组织，冷却速率增大到10℃/s时，出现少量马氏体组织，随着冷速的提高马氏体体积分数增大。 (2)通过工艺模拟实验研究变形后冷却速率、卷取温度、保温时间对显微组织的影响。结果表明，变形促进了先共析铁素体的形成，冷却速率为15～25℃/s且卷取温度为450～540℃时，可获得粒状贝氏体单相组织。随着冷却速率的提高、卷取温度的降低，晶粒显著细化，M/A岛由粗大的块状转变为弥散细小的粒状。实验钢珠光体转变孕育期很长，而贝氏体转变孕育期较短且相变速率较快。 (3)实验室热轧实验显微组织分析表明，当终轧温度为780℃时，有先共析铁素体生成，随着冷却速率的增大、卷取温度的降低，粒状贝氏体体积分数增加。 (4)扫描、透射、电子探针、纳米压痕仪等精细组织分析表明，随着冷却速率的提高、卷取温度的降低，M/A岛从粗大的条状、三角状变为细小的粒状，碳化物的碳富集程度降低、与基体的硬度差减小，且抑制了沿晶界连续渗碳体的析出，贝氏体板条变细，位错密度增大，但过高的冷却速率、过低的卷取温度抑制铌、钛碳氮化物的析出，使析出强化效果减弱。 (5)通过对综合力学性能分析表明，实验钢拉伸、冷弯、扩孔、冲击性能合格。组织强化、细晶强化、析出强化、位错强化、固溶强化为主要强化方式。 (6)根据TMCP参数对组织性能的影响规律，制定出两套工艺路线:均采用两阶段控轧，加热温度1200℃，粗轧开轧温度为1100～1150℃。 (a)高强度路线:精轧开轧温度为920～950℃，终轧温度为800～830℃，轧后冷却速率为30～35℃/s，卷取温度为450～500℃，从而获得贝氏体单相组织，用于制造轮辋用钢。 (b)高扩孔性能路线:精轧开轧温度为900～930℃，终轧温度为760～800℃，轧后冷却速率为25～30℃/s，卷取温度为550～600℃，从而获得铁素体及贝氏体的复相组织，用于制造轮辐用钢。 |
| 作者： | 胡军 |
| 专业： | 材料学 |
| 导师： | 王建军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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