60Si2Mn鋼熱機(jī)械損傷行為研究.pdf

1、國內(nèi)圖書分類號：TG113.25國際圖書分類號：621工學(xué)碩士學(xué)位論文60Si2Mn鋼熱機(jī)械損傷行為研究碩士研士研究生：生：劉衛(wèi)衛(wèi)導(dǎo)師：導(dǎo)師：耿洪濱教授申請學(xué)位：學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)：、專業(yè)：材料學(xué)所在單位：在單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院答辯日期：答辯日期：2008年6月授予學(xué)位單位：授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要摘要本文利用RD50蠕變試驗(yàn)機(jī)和熱機(jī)械循環(huán)設(shè)備測試了中溫回火態(tài)60Si2Mn鋼在100℃、1

2、50℃、200℃、300℃、400℃時(shí)的拉伸性能和蠕變規(guī)律，以及溫度范圍為100~400℃和50~250℃的熱機(jī)械載荷作用下的變形行為，并利用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡（SEM）和透射電鏡（TEM）觀察分析了該合金在不同熱機(jī)械載荷作用前后的組織和試樣斷口形貌。利用Marc2003軟件對60Si2Mn鋼制鎖鉤在熱機(jī)械載荷作用下的應(yīng)力應(yīng)變分布進(jìn)行了有限元分析。拉伸試驗(yàn)結(jié)果表明，隨拉伸溫度的升高，60Si2Mn鋼的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度降低，塑性增加，

3、400℃時(shí)與室溫相比，合金的屈服極限由1374MPa降為1036MPa，下降了24.6%，而延伸率由9.5%上升到23.4%，增加幅度近150%。而隨溫度升高，試樣斷口呈現(xiàn)更明顯的韌性斷裂特征。蠕變試驗(yàn)結(jié)果表明，60Si2Mn鋼在100~300℃的蠕變曲線均呈現(xiàn)典型蠕變特點(diǎn)，而在400℃蠕變時(shí)，其第一、二階段不明顯，很快進(jìn)入第三階段導(dǎo)致斷裂。采用冪函數(shù)式的Nton公式作為穩(wěn)速階段的蠕變率，得到各溫度下應(yīng)力指數(shù)分別為：100℃，2.312

4、；150℃，2.179；200℃，2.401；300℃，2.921；400℃，1.089。可見，100~300℃的蠕變機(jī)制主要為位錯(cuò)粘滯滑移，400℃下為擴(kuò)散型。TEM觀察的位錯(cuò)形態(tài)與此機(jī)制相吻合。蠕變斷裂試樣的斷口存在明顯的頸縮，由韌窩和平直撕裂棱組成，呈現(xiàn)延性沿晶斷裂特征。經(jīng)100次溫度范圍為100~400℃的熱機(jī)械循環(huán)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，熱機(jī)械循環(huán)損傷要比單一溫度和載荷下等效蠕變損傷嚴(yán)重，循環(huán)過程中，材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線呈現(xiàn)不閉合的遲滯回線狀