低碳低合金滲碳鋼的組織_性能與晶體學(xué)特征的研究
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- 摘要
為了研究汽車齒輪和滲碳件在再制造修復(fù)處理時受熱對其使用
性能和壽命的影響，對低溫回火的ZOMnCrs滲碳齒輪和20Cd姓nTI
滲碳件試樣分別在350℃保溫20min一次、三次和五次進(jìn)行熱處理，
以及分別在500℃保溫20min一次、三次和五次處理。使用光學(xué)顯微
鏡、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)和顯微硬度計對
各試樣組織和性能進(jìn)行表征與分析。使用電子背散射衍射技術(shù)(EBSD)
研究了20MnCrs和20CrNlnTi兩種低碳低合金鋼馬氏體以及它們經(jīng)過
保溫處理后的晶體學(xué)特征。得到了如下結(jié)果:
(l)20NInCrs齒輪和20C血如Ti低溫(180℃)回火滲碳件表層組織
為殘余奧氏體+片狀馬氏體。隨著與表面距離的增加，殘余奧氏體含
量逐漸減少，馬氏體過渡為片狀和板條狀的混合形態(tài)。在芯部，組織
主要為板條狀的馬氏體。齒輪表層0.3一0.4mm處有硬度最大值
(850HV)，有效硬化層厚度約為l.4nlln。20CrMnTi滲碳件表層
0.2一o.3nun處有硬度最大值(720HV)。有效硬化層厚度約為1.2mm。
(2)經(jīng)過350℃ /2Omin和500℃ /2omin的保溫處理后:表層殘余奧
氏體發(fā)生了分解，馬氏體中過飽和碳的脫溶，碳化物析出;表層和芯
部的硬度都有明顯的下降，并且表層下降的程度要大于芯部。
(3)透射電鏡對20MnCrs齒輪中碳化物的分析表明，原始齒輪中
有芳Fe5C:碳化物離散分布。350℃120min處理三次后，有針狀的碳化
物形成。500℃ /2Omin保溫三次后，析出了e一Fe3C，碳化物有著球化
的趨勢。
(4)建立了擬合馬氏體{011}。極圖的方法，通過對原始(低溫回火)
試樣{011}。極圖進(jìn)行擬合發(fā)現(xiàn)，20靦Crs和20CrN伍Ti鋼中馬氏體與
母相奧氏體之間的取向關(guān)系為K一S和N一W關(guān)系共存，主要為N一W關(guān)
系。實際取向差分布特征與理論情況的差異也證明了這一點，使用應(yīng)
變補償機理解釋了這一差異。TEM對20MnCrs鋼中馬氏體分析表明，
板條間有只形成與相鄰的K一S關(guān)系板條和N-w關(guān)系板條 (011)/54.70
板條界存在，這也證明了K一S和N一W關(guān)系的共存。
(5)20靦Crs齒輪試樣經(jīng)過 3sooC/Zomin和 s000C/2omin的保溫
處理后，使用 EBSD分析表明:質(zhì)量襯度圖灰度逐漸降低，因此缺陷
密度和畸變程度逐漸下降;相等面積區(qū)域中不同取向差的晶界長度逐中南大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要
漸減小，因此晶粒在保溫后發(fā)生了長大。對 20N[nCrs和20CrN壓Ti
各試樣選定區(qū)域中回火馬氏體與母相奧氏體的取向關(guān)系仍服從K一S
關(guān)系和N-W關(guān)系的共存的特征，但是變體數(shù)有所減少。更高溫度的
保溫處理使得回火馬氏體的晶粒發(fā)生偏轉(zhuǎn)，導(dǎo)致許多區(qū)域整體的取向
關(guān)系難以滿足K一S關(guān)系和N-W關(guān)系。
關(guān)鍵詞:20MnCrs鋼，20Cr儀伍Ti鋼，馬氏體，回火，EBSD，顯微
硬度，取向關(guān)系中南大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACT ...
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