高强度非调质钢的研究

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1、河北工业大学硕士学位论文高强度非调质钢的研究摘要非调质钢具有节能、简化生产工艺、减少淬火变形和开裂等优点，在工业上的应用范围不断扩大。但目前工业上常用的珠光体型和贝氏体型非调质钢，难以满足高强度和高韧性的工作环境。为此，制备高强韧的低碳马氏体型非调质钢是我们的主要目的。本研究在低碳含量（0.10～0.25wt%）的基础上，采用工业上常用且较为廉价的Mn（2.0～3.5wt％）、Si（1.0～2.0wt％）为主要合金元素，并添加0.5wt％的合金元素Cr，通过锻后空冷正火工艺，在钢中获得板条马氏体和板条间少量稳定的残余奥氏体组织，从而使钢具有优异的力学性能。当钢中含有

2、0.16～0.25wt％C、2.0～3.5wt％Mn、1.5～2.0wt％Si、0.5wt％Cr时，锻后空冷就可得到马氏体组织，且化学成分为0.2C－3.5Mn－1.6Si－0.5Cr钢锻后空冷的力学性能达到σb＝1550～1650MPa、δ5＝8.8～12.6％。对钢中残余奥氏体的研究结果表明，马氏体型非调质钢中的残余奥氏体含量较低（＜9％），且随碳含量的增加，残余奥氏体量增多。由于残余奥氏体在周围板条马氏体和高含量Si的共同作用下，具有很高的稳定性，故低碳马氏体型非调质钢可以同时具有高的强度和良好的塑性。关键词：非调质钢，马氏体，高强钢，正火i高强度非调质钢的研

3、究STUDYONTHENON-QUENCHEDANDTEMPEREDSTEELSWITHHIGHSTRENGTHABSTRACTNon-quenchedandtemperedsteelshavebeenwidelyusedinindustrybecauseoftheiradvantagesofsavingenergy,simplifyingprocesses,decreasingdistortionandcracksduringquenchingandsoon.However,theconventionalpearliticandbainiticnon-quench

4、ed-temperedsteelsaredifficulttomeettheneedsforbothhighstrengthandgoodtoughness.Therefore,low-carbonmartensiticnon-quenchedandtemperedsteelswereinvestigatedforthispurpose.Inthispapersomenon-quenchedandtemperedmartensiticsteelswerepreparedbyusingMn,SiandCrasmainalloyingelementsunderlowca

5、rbonof0.10～0.25wt%,andtheircontentwas2.0～3.5wt%Mn,1.0～2.0wt%Siand0.5wt%Cr.Thelathmartensite,betweenwhichthereexistsomestableretainedaustenitefilms,wasobtainedthroughaircoolingafterforging.Thesteelscontaining0.16～0.25wt％C,2.0～3.5wt％Mn,1.5～2.0wt％Siand0.5wt％Crobtainedmartensitemicrostruct

6、urethroughaircoolingafterforging.Moreover,thesteelwith0.2C－3.5Mn－1.6Si－0.5Crsteelshowedhighstrengthofσb＝1550～1650MPaandgoodplasticityofδ5＝8.8～12.6％afterforging.Moreover,measurementsonretainedausteniteshowedthatthenon-quenchedandtemperedmartensiticsteelscontainedtheretainedausteniteless

7、than9%.Thecontentofretainedaustenitewereincreasedwithanincreaseofthecarboncontentinthesteel.Therefore,thelow-carbonmartensiteofnon-quenchedandtemperedsteelscouldhavebothhighstrengthandgoodplasticitybecausetheretainedaustenitehadhighstabilityduetolathmartensitesaroundandhighSicontent.