高铬衬板--胀断连杆用高硬度耐磨钢板的动态再结

2021-08-31 13:37| 发布者: | 查看: |

锻造用高硬度耐磨钢板为目前应用最为广泛的一类耐磨钢板,其锻造工序不仅基本确定了零件的形状,而且也基本决定了零件的工上海信铬钢耐磨复合艺性能和使用性能。37MnSiVS钢是近年来新开发的一种新型胀断连杆用中碳高硬度耐磨钢板,具有优异的综合力学性能和胀断性能,可采用胀断工艺制造高性能的汽车发动机连杆。

  与传统的中碳耐磨钢板如38MnVS钢相比,该钢中的微合金化元素钒的质量分数从通常的0.08%~0.15%提高到0.25%~0.35%。钒元素含量的显著提高,必然影响钢的热变形行为。

  试验选用高钒含量的37MnSiVS钢,放入实验室200kg真空感应炉中冶炼,浇注成110kg的钢锭,其化学成分(质量分数,%)为:C0.38%,Si0.双金属复合耐磨衬板77,Mn1.07,P0.032,S0.085,Cr0.18,V0.28,Al0.017。将钢锭随后两火锻造成直径50mm的圆棒,锻后空冷。从圆棒1/2半径处掏取直径8mm、高15mm的热模拟圆柱试样。

  在Gleeble 3800热模拟试验机进行单道次压缩热模拟试验。试样以10℃/s的速度加热到1200℃,保温2min,然后分别以10℃/s的速度冷却到1150、1100、1000和900℃的形变温度,保温10s(消除试样内温度梯度)后进行单道次压缩变形,变形速率分别是0.1、0.5、1、10s-1,变形量为60%(真应变量为0.92)。在热模拟机压头与试样两端接触处夹1层石墨片进行润滑,使试样尽可能均匀形变。变形后,试样立刻水冷却至室温以保留奥氏体晶粒形貌。

  淬火后将试样沿轴向用线切割切开,磨制抛光后用饱和苦味酸+洗涤灵溶液腐蚀,以显示原奥氏体晶粒。使用金相图像分析仪观察奥氏体晶粒并拍照,用截线法测量出奥氏体晶粒尺寸。为了确认变形前后是否有钒的碳氮化物析出,将冷却到900℃变形前及变形后的试样进行水淬。采用10%的高氯酸酒精溶液电解双喷法制备透射电镜(TEM)样品,在HITACHI H-800型透射电镜下观察微观组织。

  结果表明:试验料的热变形特征与传统的中碳高硬度耐磨钢板基本一致,较高的温度和较低的应变速率有利于发生动态再结晶。试验料在变形温度低于1000℃时开始发生再结晶的时间进一步延长。透射电镜观察结果表明,试验料中的钒主要以固溶态的形式存在于奥氏体中,从而影响奥氏体的动态再结晶行为。所获得的试验料的热变形激活能为364.9kJ/mol,并获得了其热变形方程及动态再结晶晶粒尺寸与Zener-Hollomon参数之间的关系式。此研究为钢种成分优化及合理的锻造工艺制定提供了理论和试验依据。


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