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紧固件用低碳钢组织演变的研究

杨堃  
【摘要】:紧固件包括螺栓、螺钉、螺母等,广泛用于汽车、电子及建筑等领域。热轧盘条是生产紧固件的原材料。近年来紧固件工业的发展对高性能热轧盘条的需求日益迫切,而国产盘条存在诸如混晶等一些问题,对材料的强度、塑性、冲击韧性和表面尺寸精度都有较坏影响。因此分析混晶产生原因对提高热轧盘条的综合性能有重要意义。 本文以国内某钢铁企业生产的20钢和10B21钢热轧盘条为研究对象,通过检验不同热处理后的奥氏体晶粒度研究两种试验钢晶粒长大的趋势,采用Gleeble-2000热模拟试验机研究两种钢不同条件下的热变形行为,确定其发生动态再结晶的变形条件。所得主要结果如下: 1.宝钢提供的10B21和20钢的热轧盘条均存在严重的混晶,盘条边缘混晶比心部严重,10B21钢的混晶程度要大于20钢。 2.两种钢的晶粒尺寸都随着加热温度的升高而增大,20钢的晶粒长大速率随温度的升高逐渐降低,10B21钢的晶粒长大速率先增大后减小。在相同奥氏体化条件下,20钢的平均晶粒尺寸比10B21钢大。 3.奥氏体晶粒长大趋势修正实验中,10B21钢在900℃-1200℃都存在不同程度的混晶问题,其中950℃和1000℃混晶比较严重,且随着温度的升高混晶程度有所减轻。20钢仅在900℃和950℃出现混晶,混晶程度小于10B21钢。 4.利用单道次压缩实验研究了10B21钢和20钢以0.01s-1-10s-1的应变速率在800℃-1050℃温度范围的热变形行为,结果表明:应变速率为0.01s-1时,10B21钢从875℃开始发生动态再结晶;应变速率为0.1s-1。时,从950℃开始发生动态再结晶;应变速率为1s-1时,从1000℃开始发生动态再结晶;应变速率为10s-1时,从1050℃开始发生动态再结晶。应变速率为0.01s-1时,20钢从825℃开始发生动态再结晶;应变速率为0.1s-1时,从900℃开始发生动态再结晶;应变速率为1s-1时,从1000℃开始发生动态再结晶;应变速率为10s-1时,从1050℃发生动态再结晶。在本文所采用的变形温度和应变速率条件下,10B21钢的热变形激活能Q=186kJ/mol,其热变形方程可以表示为:20钢的热变形激活能Q=187kJ/mol,其热变形方程可以表示为:


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