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《西南石油大学》 2016年
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铸造高钒高速钢/42CrMo双金属管热处理及性能研究

周毅  
【摘要】:复合双金属管因其具有众多超越单金属材料的性能优点,被广泛用于电力、化工等行业,耐磨双金属管是复合双金属管的典型应用之一。本文以自主成分设计的高速钢/42CrMo双金属管为研究对象,对热挤压后的双金属坯样进行了外观、结构和组织状态的分析,针对坯样分析结果设计了预处理工艺,在良好预先热处理基础上对其进行强化热处理。实验中采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、EDS能谱分析和X射线衍射分析仪(XRD)等分析手段探究了预先热处理工艺和强化热处理工艺对双金属钢两侧材料组织及结构的影响,采用洛氏硬度计、显微硬度计、冲击试验机、万能抗弯试验机分析了强化热处理工艺对双金属两侧材料硬度及复合双金属钢力学性能的影响规律,利用磨损试验机、旋转摩擦试验机、多功能表面仪研究了强化热处理对高速钢层耐磨、减磨性能的影响。利用OM、显微硬度计、EDS、微米压痕仪对热处理过程中元素扩散引起的双金属界面区域组织及界面性能的改变进行了分析,结果表明:1)铸造高速钢/42CrMo双金属管界面结合良好,高速钢侧组织主要由马氏体、残余奥氏体和大量碳化物组成,碳化物带状偏析严重,42CrMo侧组织为典型索氏体。2)调质热处理可以有效改善高速钢侧成分偏析,降低双金属钢硬度,双金属钢硬度随回火温度的升高而降低;1100℃淬火-720℃回火试样高速钢侧碳化物带状偏析基本消除。3)强化热处理淬火温度对双金属高速钢侧组织形貌影响较大,随淬火温度的提高马氏体发生粗化,碳化物含量降低;1140°C淬火的双金属试样高速钢层马氏体细小且均匀分布,碳化物弥散存在。4)高速钢/42CrMo双金属钢经热处理后性能大幅度提高;强化热处理二次回火后双金属高速钢侧马氏体分解、碳化物碎化实现了碳化物的弥散强化,经调质后1140淬火540℃二次回火的高速钢侧摩擦系数低、耐磨性较好。5)双金属坯样高速钢侧应力差较大,界面区域显微硬度急剧变化;调质热处理后界面区域显微硬度平稳过渡,硬度变化过渡宽度随回火温度的升高而增大,720℃回火调质的双金属界面区域和高速钢侧应力悬殊的状态得到改善;强化热处理淬火温度的提高有效增加了过渡区宽度。
【学位授予单位】:西南石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TG162.84

【参考文献】
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