M50NiL钢高温条件下奥氏体晶粒变化研究开题报告
2020-04-24 09:41:17
1. 研究目的与意义(文献综述)
一、目的及意义(含国内外的研究现状分析)
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(一)目的:高温条件下m50nil钢的奥氏体稳定性研究,找出影响高温下奥氏体晶界迁移的受控因素,诸如合金元素、微观组织;此外还要确定一定条件下影响奥氏体生长的外部因素,例如加热温度、保温时间、加热速度等。
2. 研究的基本内容与方案
二、研究(设计)的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施
(一)、该论文研究的主要内容是以下几个方面:
1、确定M50NiL钢的奥氏体化温度区间
(1),合金元素对奥氏体生长的影响,M50NiL钢的化学成分如下:
表1 M50NiL钢的化学成分(质量分数,%)
C | Cr | Mo | Ni | V | Mn | Si | Fe |
0.144 | 4.25 | 4.18 | 3.55 | 1.25 | 0.24 | 0.2 | Bal. |
强碳化物形成元素Cr、Mo、Mn降低了碳在奥氏体中的扩散系数,并形成特殊碳化物且不溶解,会显著减慢奥氏体的形成速度;非碳化物形成元素Ni增大碳在奥氏体中的扩散系数,加速奥氏体的形成,Si对碳在奥氏体中的扩散影响不大。此外这些合金元素还会改变相变临界点A1、A3、ACM的位置,Ni、Mn降低了A1点,相对增大了过热度,故使奥氏体的形成速度增大;Cr、Mo、V、Si提高了A1点,反之减慢了奥氏体的形成速度。[2-3]
(2),原始组织对奥氏体生长的影响,根据现有的知识,我们知道原始组织越细小奥氏体的形成速度就越快,另外,片状珠光体的奥氏体形成速度也要比粒状珠光体快。对于M50NiL钢,现有的研究很少涉及其原始组织对奥氏体化的影响。
(3),加热速度对奥氏体生长的影响,加热速度越慢,意味着晶界运动的驱动力越小,奥氏体转化速度就更慢,相应的奥氏体形成的温度范围就越小。
2、研究加热温度对M50NiL钢的奥氏体稳定性的影响
根据丁开勇研究的结果,M50NiL钢的奥氏体化温度奥氏体化温度大概在700℃~900℃之间,因此我们需要研究确定具体的奥氏体化温度。
(1),划分实验温度:将700℃~900℃划分为五个温度区间,这样就有700、740、780、820、860、900六个温度节点。
(2),制备试样:实验用材料M50NiL钢,其化学成分如表1所示。
(3),进行实验并记录数据
(4),分析数据
3、研究保温时间对M50NiL钢的奥氏体的影响
(1),划分保温时间为3min、10min、20min、30min和60min,制备同上的试样
(2),进行实验并记录数据,实验方法同上
(3),分析数据
4、建立奥氏体生长的动力学模型
(1)利用Arrhennius关系式确定奥氏体长大与温度、保温时间的关系:
式中:d为奥氏体晶粒平均尺寸(μm);t为保温时间(s);Q为晶粒长大激活能(J/mol);T为加热温度(K);R为普适气体常数8.314(J·mol-1·K-1);A和n是材料的试验常数。
(2)验证
(二)研究目标:
1、研究加热温度和保温时间对奥氏体晶粒生长的影响,确定M50NiL钢具体的奥氏体化温度。
2、建立700℃~900℃下奥氏体晶粒生长的模型
3、确定高温下奥氏体晶粒的稳定性
(三)技术方案及措施
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试样制备的方法:M50NiL钢的冶炼加工工艺为: 经过真空自耗炉重熔后进行锻造,锻造好的材料经过车削,后进行球化退火。退火组织为珠光体,即由小颗粒状碳化物和少量一次碳化物分布在铁素体基体中而形成,试样尺寸为8mm×12mm。
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实验过程与分析为了研究不同奥氏体化温度对M50NiL钢组织的影响,试样经真空封管后分别于700、740、780、820、860和900℃下高温入炉进行奥氏体化30min,随后于空气中冷却。淬火后试样进行机械研磨抛光后,利用苦味酸 10%硝酸酒精进行侵蚀,并利用光学显微镜结合Image-Pro Plus软件进行晶粒尺寸统计。最后进行力学性能测试。
3. 研究计划与安排
三、进度安排
序号 | 设计(论文)各阶段内容 | 起止日期 |
1 | 查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,确定技术方案,并完成开题报告 | 第1-5周 |
2 | 熟悉M50NiL测试分析方法 | 第六周 |
3 | M50NiL性能及微观测试实验 | 第7-11周 |
4 | 总结实验数据。 | 第12周 |
5 | 论文初稿完成 | 第13周 |
6 | 论文修改、答辩 | 第14-15周 |
4. 参考文献(12篇以上)
四、阅读的参考文献不少于15篇(其中近五年外文文献不少于3篇)