用含硼生铁制备硼钢及硼钢性能基础的分析研究.pdf

AThesis inFerrous Metallurgy Basic Research on Preparation and Properties ofBoron steelwith Iron Bearing Boron By Zhou Zhenzhou Supervisor:Professor Xue Xiangxin Northeastern University June 2010 独创性声明本人声明,所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外,不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果,也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢二t 学位论文作者签名: 日期: 1~,卿剐]。l 学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定:即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论:丈的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后: 半年口一年口一年半口两年口学位论文作者签名:)司黝I 签字日期:劢?I、./ ’n J、 J 纱∥l 导师签名: 签字日期: 东北大学硕士学位论文摘要用含硼生铁制备硼钢与硼钢性能基础研究摘要微量硼可以明显改善钢的淬透性,在不损害塑性的前提下,大幅度提高钢的强度。但是长期以来,由于冶炼工艺的不完善和热处理性能的不稳定,影响了硼钢的使用。近年来,随着人们对硼在钢中作用机理的不断深入,促进了硼钢的发展和应用.,硼钢广泛地用于拖拉机、机床及矿产用的各种机械部件的制备,应用硼钢可代替或节:笤镍、钼等稀缺资源;此外由于硼具有俘获中子的能力,在核工业也得到了广泛的应用。传统的硼钢冶炼工艺是用硼铁合金作为添加剂,硼铁合金中硼的利用率低,生产成本高。基于资源的综合利用,本文用含硼生铁作为添加剂,在真空感应炉中冶炼,采用低碳设计,并添入少量铬,锰和微量的稀土等元素制备硼钢。对比不同硼含量和不同的奥氏体化温度,试验钢性能的变化,并选择综合性能好的试验钢试样进行冲击磨料磨损试验,借助扫描电镜,分析其冲击断口断裂机制和磨损机制。实验研究表明: (1)对试验钢热轧处理,冷却方式采用喷水冷却,试验钢具有优良的综合性能, 其中,%时,试验钢的抗拉强度为1180MPa,屈服强度为810MPa,,%,%,与GB/T —1999 中合金结构钢20CrNiMo的力学性能相当。(2)%时,试验钢韧性较差,其冲击断口断裂机制为解理断裂, 属于脆性断裂,其余均为韧性断裂,%%,其强度、韧性和硬度逐渐降低;%%,其强度、韧性和硬度逐渐增大。(3)%时,试验钢在奥氏体化温度为1000。C时,其综合性能较好; %--%时,试验钢在奥氏体化温度为800℃时,其综合性能较好。(4)在低应力冲击磨料磨损试验中,硬度相当的情况下,韧性大的耐磨性大。试验钢的磨损机制主要以疲劳磨损为主,兼有切削磨损。关键词:含硼生铁;力学性能;冲击磨料磨损东北大学硕士学位论文 Abstract BasicResearch on Preparation andProperties of Boron steelwith IronBearing Boron Ab stract Micro amounts boron Call improve thehardenability ofboron steel,and increase the strength ofsteelgreatly without harming for along time,the use ofboron steelhave been influenced due totheimperfection ofsmelting process and the instability of years,as people beingfamiliar with themechanism ofboron insteel,it haspromoted thedevelopment and application ofboron prehensive application intractor,machi