42CrMo螺栓钢简化球化退火工艺的研究

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学位论文
作 者： 张怀宇  
学科专业： 材料学  
授予学位： 硕士  
学位授予单位： 钢铁研究总院  
导师姓名： 董瀚 惠卫军
在高强度螺栓的制造过程中,为了满足冷镦性能要求,往往要对螺栓钢进行耗时、耗能的球化退火处理,其周期大约为12~24h.鉴于此,该文采用单向压缩热模拟和球化退火实验,对42CrMo螺栓钢在形变和球化退火处理过程中的组织演变和力学性能变化进行了研究,以期探讨简化合金钢球化退火工艺的可行性.热模拟实验结果表明,实验钢的奥氏体相当稳定,不易发生分解.应力-应变曲线和组织分析表明,在750℃以下变形要发生形变诱导铁素体相变,但应变达1.2时,其组织含量仍远低于铁素体的平衡含量.实验钢的变形奥氏体在A<,1>点以下等温过程中,发生铁素体和珠光体相变,其中相变珠光体多发生退化;延长等温时间和增加变形量均有助于铁素体和珠光体相变,且珠光体的退化程度提高;在650℃和600℃发生应变1.2变形后经短时等温即可获得铁素体+颗粒状碳化物的球化组织.不同变形状态的热模拟试样在700℃球化退火2h的组织结果表明,增加应变量和应变速率均能加速碳化物的球化进程,其中650~750℃变形试样的碳化物分布更加均匀.采用双相区和亚温球化退火工艺研究了实验钢热轧材的碳化物球化行为和力学性能变化.结果表明,在等温初期,即可获得具有较高球化率的球化体;随着等温时间的延长,钢的强度和硬度降低,塑性提高,同时碳化物聚集长大.亚温球化退火后的碳化物较双相区球化退火后的碳化物更为细小弥散,同时强度和硬度略高,塑性略低.上述结果表明,实验钢经变形温度为650~750℃,应变量≥0.69变形后在700℃退火2h后可获得良好的球化体,球化率达90﹪以上,完全达到了热轧材经双相区/亚临界温度长时间(≥16h)球化退火处理后的组织,且硬度较低(HV≤210).因此,通过合适的控制控冷可明显简化42CrMo钢的球化退火处理工艺,较大幅度地缩短球化退火时间.