《船轴用34MNV钢的热处理及性能研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《船轴用34MNV钢的热处理及性能研究（58页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、南京理T大学硕士论文船轴用3 4 M n V俐的热处理及性能 研究Ab s t r a c tT h e c r i t ic al p o i n t s a n d C C T c u rv e s o f 3 4 Mn V s t e e l u s e d f o r c r a n k s h a f ts w e r e t e s t e d b yF o r m a s to r - F f u l l - a u t o m a t i c t r a n s f o r m a t i o n t e s t i n g i n s t r u m e n t . T h
2、e C C T c u r v e s a n d t h em ic r o s t ru c t u r e s a t d i f f e r e n t c o o l i n g r a t e s s h o w e d t h a t t h e t r a n s f o r m a t i o n p r o d u c t s o f3 4 Mn V w e r e f e r r i t e a n d p e a r l i t e w h e n i t s c o o l i n g r a t e w a s l o w e r t h a n 0 . 1 C /
3、 s , w h i l e b a i n i t ea p p e a r e d w h e n t h e r a t e w a s h i g h e r t h a n 0 .2 C / s . A n d t h e m i c r o s t r u c t u r e o f 3 4 M n V w a sa l m o s t m a rt e n s it e a t t h e c o o l i n g r a t e o f 2 0 C / s .T h e m i c r o s t r u c t u r e s a n d t h e m e c h a n
4、 i c al p r o p e rt i e s o f 3 4 Mn V s t e e l a f t e r d i f f e r e n t h e a tt r e a t m e n t s w e r e s t u d i e d b y O l y m p u s - B X 6 0 M o p t i c a l m i c r o s c o p y , Z O 5 0 a u t o m a t i o n t e n s i l et e s t e r a n d J B - 3 0 B i m p a c t t e s t e r . T h e e x
5、p e r im e n t a l e v i d e n c e s r e v e a l e d t h a t t h e s t r e n g t h a n di m p a c t t o u g h n e s s o f 3 4 M n V s t e e l h e l d a t 9 0 0 1C f o r 1 h o u r a n d f u r n a c e - c o o l i n g o r h e l d a t9 0 0 C f o r 1 h o u r a n d a i r - c o o l i n g w e r e e n h a n
6、c e d o b v i o u s l y , h o w e v e r , f u m a c e - c o o l i n g p u te m p h a s i s o n i m p r o v in g t o u g h n e s s o f m a t e r i a l s , a n d a ir - c o o l i n g e m p h a s i z e d t h ee n h a n c e m e n t o f s t re n g t h . A f te r a u s t e n i t i z i n g f o r t w o o r
7、t h r e e t im e s , t h e s t r e n g t h o f 3 4 M n Vw a s i n c re as e d , m e a n w h i l e , i t s i m p a c t t o u g h n e s s w a s i m p r o v e d f u r t h e r a n d i t s g r a i n s iz ewas s ma l l e r .T h e c r a n k a u s t e n i t i z e d a t 9 0 0 0 w a s c o o l e d b y w a t e
8、r m i s t a n d t h e t h r e e d im e n s i o n al t e m p e r a t u r e fi e l d s o f t h e c o o l i n g p r o c e s s w e re s i m u l a t e d b y m e a n s o f A B A Q U S s o f t w a r e .T h e s i mu l a t e d r e s u l t s i n d i c a t e d t h a t t h e i n n e r o f t h e c r a n k w as t
9、 r a n s f o r me d i n t o f e r r i t e a n dp e a r l i t e , h a v i n g b e t t e r t o u g h n e s s . F u r th e r m o re , t h e r e e x i s t e d b a i n it e o n t h e s u r f a c e l a y e r o f t h e c r a n k , w h o s e s t r e n g t h w as h i g h e r . T h e re f o r e t h i s b e a
10、t t r e a tm e n t p r o c e s s c a n p r o v i d e t h ec r a n k w i t h t h e e x c e l l e n t m e c h a n i c al p r o p e rt i e s o f s t r e n g t h e n e d s u r f a c e a n d t o u g h e n e d i n n e r ,w h i c h m e e t s w o r k i n g c o n d i t i o n o f m a t e r i a l s w e l l .K
11、e y w o r d s : 3 4 M n V s t e e l ; c r a n k s h a ft s ; C C T c u r v e s ; h e a t t r e a t m e n t ; s t r e n g th ; i m p a c tt o u g h n e s s ; s i m u l a t i o n o f t e m p e r a t u r e f i le d .声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果， 尽我所知， 在本学位论文中， 除了加以标注和致谢的部分外， 不包含其他人己经发表或公布过的研究成果， 也不包含我为获得任何教
12、育机构的学位或学历而使用过的材料。 与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均己在论文中作了明确的说明。研究生签名: A0 娇07 年 了 “ 了 日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档， 可以借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内 容， 可以向有关部门或机构送交并授权其保存、 借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容。 对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。研究生签名:可 年 T A 了 日南京理丁大学硕十 论文般轴用3 4 M n V俐的热处理及性能研究1 绪论1 . 1国内外船舶发动机曲轴发展状况曲轴是大型船舶的心脏一发动机的重要组件， 它是直接用于柴油
13、发动机与螺旋桨 联结从而传递推进力的工具， 对船舶的安全 起着至关重要的作用. 大型船舶的柴油发动机曲 轴质量大、 加工精度要求高、 制造技术难度大， 是否具备曲 轴制造能力， 在某 种程度上代表了一个国家的造船工业水平。我国 船舶的 制造量占 世界第 三位川 。 柴油 机是大型船舶的 核 心部分，占 船 价的 1 0 %以上， 我国国产柴油机均为通过许可证引进技术生产， 其中许多零部件大部分需 要进口， 特别是柴油机的重要部件之一一曲 轴， 几乎完全依靠进口。 进口曲轴不仅供 应周期长、 价格高， 而且完全受制于人， 不能保证柴油机正常的生产周期， 使国产主机在与国外产品的竞争中处于劣势。
14、例如， 1 9 9 9 年8 月国内某厂进口的一根B 还有由于需要焊接地方减少和焊接速度可以提高，从而减低总的成本。( 4 )有利于环境保护产品的重量减轻， 有效载荷提高， 运输费用减少， 燃料消耗降低等等都会使地球上的 资 源 得到合 理的 利用， 减少 污染 1 3 - 1 6 。近年以来， 国内外都致力于开发新型的微合金高强度结构钢， 这些钢不仅只有高 的强度， 并且具有良 好的塑性、 韧性、 可焊性和低的韧脆转变温度， 冷成型能力也十 分优异。 这种钢的成分具有微合金钢的典型特点，即低的含碳量、 较高的锰含量、 低的硫含量和微量的微合金化元素， 其组织为极细小的多边形铁素体和珠光体，
15、在强度 特别高的钢中还有少量的贝氏体。 钢的强度主要是由于极细小的细晶显微组织提供，即细晶强化: 同时钢中碳、 氮化物的沉淀强化作用也是钢具有极高强度的另一个重要因素，即沉淀强化。1 . 5 .2微合金元素的作用在微合命钢中， 常加的微合金元素有 N b , V , T i 等， 它们在钢材中都起着十分重要的作用。 为了获得高强度的微合金钢， 必须考虑各微合金元素的综合作用， 通过选择合适的化学成分以及加以适当的工艺控制， 从而得到所需性能。 下面为各微合金元素所起的作用:( 1 ) N b 的 作 用 1 7 - 2 0 1N b 在钢中的固溶度取决于碳、氮的浓度， 碳、氮含量越低妮的固溶度
16、越大，反之亦然。 根据形成碳化物、 氮化物的自山能的变化，在奥氏体区9 0 0 - 1 0 0 0 获得这些南京理T大学硕士论文船轴用3 4 Mn V钢的热处理及性能 研究化合物的可能性N b 最大， 而T i 次 之， 碳化钒和氮化钒在高温奥氏体区处于溶解态， 氮 化钦处于沉淀态，只有N b 的氮化物处于析出 和溶解的动态中，升温时溶解，降温时 析出， 因此N b 是可利用于控轧、 控冷的最佳元素。 N b 在铁水中与氧的亲和力相当小，在常用元素中仅次于铁，只有在其它元素氧化完了的情况下才氧化N b 。钢水中的碳 还有还原氧化N b 的作用， 钢水中收得率几乎为1 0 0 %. N b 的碳氮化物在轧钢时可以钉扎晶界， 钉扎力大于该温度下的再结晶驱动力， 因而阻止晶粒长大。 N b 的碳氮化物 钉 扎作用可达”0 0 C ，在热变形时晶界 “ 弓出”而分割晶界。固溶态N b 由于N b 的原子 半径比 F e 大的多， 在晶界富集浓度可达到1 . 0 %以上( 原子比 ) . 而晶内 浓度较低， 所以 N b 具有强烈的“ 拖拽”晶界移动的能力。 N b 的双重作用
