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冷焊态高碳合金钢型熔敷金属无孪晶强化及增韧

专 业: 材料加工工程
关键词: 高碳合金钢 熔敷金属 冷焊 增韧 强化
分类号: TG401  TG457.11
形 态: 共 121 页 约 79,255 个字 约 3.791 M内容
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内容摘要


高碳合金钢母材的焊接主要是满足工具恢复尺寸、修复再生、预制强化层等工程要求。

目前,最普遍采用的是C-Cr-W-Mo系高碳合金钢型熔敷金属。

为了保证抗裂性,采用350~500℃高温预热焊或焊后热处理等工艺措施作为补救方法。

美国MG公司的MG700和国产D317A堆焊焊条的成分及其对热焊的附加工艺要求基本代表了国内外当前的这一现状。

在理论或学术研究领域,作为高碳C-Cr-W-Mo系熔敷金属基本强化相的孪晶马氏体成为国内外研究的主题内容,在韧性研究方面,则把残余奥氏体Ar视为韧化相。

孪晶马氏体的固溶强化使熔敷金属的硬度高、脆性大,Ar的增韧作用有很大局限性。

由于对高碳合金钢焊接的一系列研究多处于不定论、不成熟阶段,致使目前教科书、工具书上相关内容仍为空白。

经大量试验及筛选,该文选定高碳的C-Nb-Ti-V为该文研究的基本合金系,这一新合金系在熔敷金属的强化方式、碳的分配与控制、显微组织的可控性等诸方面均有利于创新性试验和分析。

以药皮焊条为载体过渡合金元素,以便能够便捷地调配大量的试验方案。

以电弧冷焊为基本手段制备试样。

采用SEM、TEM、EPMA、X射线衍射等分析方法对C-Ti、C-Nb、C-V、C-Ti-V、C-Nb-Ti-V系的熔敷金属进行了研究。

主要研究内容如下:1碳化物形成热力学计算 2第二相强化及基体贫碳理论 3基体组织无孪晶化增韧 4基体与第二相的界面关系 5力学性能验证 综上所述,碳及合金元素满足定比碳规则时,C-Nb-Ti-V系熔敷金属可实现弥散第二相强化,能有效控制碳的分配,实现基体贫碳、无孪晶化,并且第二相与基体界面结合良好。

利用强韧基体+高硬度弥散第二相对冷焊态熔敷金属进行强韧化,缓解了传统的硬脆孪晶马氏体+集聚态碳化物+残余奥氏体型熔敷金属所无法克服的高硬度与高韧性的矛盾,这是该文高碳合金钢冷焊理论的重要内容……

全文目录


文摘
英文文摘
本文主要创新点
符号说明
第1章 绪论
1.1选题背景及意义
1.2高碳合金钢型熔敷金属研究现状
1.2.1高碳合金钢母材及其对熔敷金属的要求
1.2.2熔敷金属强化机制研究
1.2.3熔敷金属韧性改善研究
1.3对熔敷金属强韧化现状的基本认识
1.4本文研究方向及内容
第2章 碳化物形成热力学
2.1引言
2.2热力学基础
2.3碳化物形成热力学计算模型
2.3.1标准生成自由能
2.3.2熔体中生成自由能
2.3.3活度的相互作用系数
2.3.4原始数据选择
2.4热力学计算程序设计
2.4.1程序功能
2.4.2程序界面及结构
2.4.3计算结果及分析
2.5本章小结
第3章 试验材料及方法
3.1熔敷金属设计
3.2熔敷金属试样制备条件
3.3熔敷金属成分及相组成分析
3.3.1熔敷金属成分及合金元素分布
3.3.2熔敷金属物相鉴定
3.4第二相分析
3.4.1熔敷金属中第二相分布形态
3.4.2熔敷金属中第二相TEM精细结构分析
3.4.3第二相的电解萃取
3.4.4熔渣分析
3.4.5熔滴成分及结构分析
3.5熔敷金属基体组织及C/S界面分析
3.6熔敷金属力学性能验证
3.6.1无缺口冲击韧性及断口分析
3.6.2耐磨性试验及磨损面分析
第4章 第二相强化及基体贫碳理论
4.1引言
4.2熔敷金属的成分及其对硬度的影响
4.2.1合金元素的过渡
4.2.2合金元素对硬度的影响
4.3熔敷金属的相组成
4.4熔敷金属中第二相形态及分布
4.4.1光学金相
4.4.2 SEM形貌
4.4.3分析讨论
4.5熔敷金属中合金元素的分配规律
4.5.1合金元素分布的EDS分析
4.5.2基体贫碳理论分析
4.6第二相的TEM形貌及精细结构
4.6.1 TEM分析结果
4.6.2第二相形态结构特点
4.7第二相形成机制
4.7.1碳化物的电弧原位生成
4.7.2熔滴中合金元素的传质及反应
4.7.3熔滴的TEM精细结构
4.7.4第二相形成机制探讨
4.8第二相强化理论
4.9本章小结
第5章 熔敷金属基体组织及C/S界面
5.1引言
5.2熔敷金属的基体组织
5.2.1组织形貌
5.2.2基体组织TEM精细结构
5.2.3基体组织的控制
5.3 C-S界面结构
5.3.1界面研究
5.3.2界面形成机制分析
5.4本章小结
第6章 熔敷金属力学性能验证
6.1引言
6.2冲击韧性及断口分析
6.2.1冲击韧性
6.2.2断口分析
6.2.3焊态增韧机制分析
6.3熔敷金属的耐磨性
6.3.1耐磨性试验结果
6.3.2磨损面形貌分析
6.3.3磨损机制探讨
6.4本章小结
第7章 结论
附录
参考文献

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中图分类: > TG401 > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 焊接、金属切割及金属粘接 > 焊接一般性问题 > 焊接冶金问题
其他分类: > TG457.11 > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 焊接、金属切割及金属粘接 > 各种金属材料和构件的焊接

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