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摘要本文以现有的低合金超强度钢的强韧化机理分析的基础上，确定30CrNiSiMoA低合金超强度钢的合金成分和热处理工艺。在实验设备和材料的基础上，采用磁控钨极非自耗真空冶炼炉冶炼钢锭，钢锭经过热轧、淬火和低温回火热处理，随后对样品进行力学性能测试、洛氏硬度测试、光学显微镜（OM）观察、扫面电镜（SEM）观察、EDAX能谱分析以及碳含量的分析系统地分析超强度钢30CrNiSiMoA的力学性能和微观组织、分析了热处理的温度及组织的性能和未溶碳化物之间的关系。总结热处理工艺对低合金超高强度钢力学性能、微观组织的影响规律。实验结果表明：随着淬火温度的升高，实验钢的强度下降，低温冲击韧性提高。33715
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关键字 ： 30CrNiSiMoA 热处理 力学性能 显微组织
毕业论文设计说明书外文摘要
Title ： Study on Microstructure and Mechanical Properties of Ultra-high Strength Low Alloy Steel
Abstract
On the base of mechanisms analysis of ultra--strength low alloy steel of toughening and strengthening, we determine the alloy composition and heat treatment process of 30CrNiSiMoA ultra-high strength low alloy steel. On the basis of laboratory equipment and materials,our research use the non-consumable tungsten electrode magnetron vacuum smelting furnace smelting steel ingot. The steel ingot after hot rolling, quenching and low temperature heat treatment, the mechanical properties and Rockwell hardness of the samples were then tested,optical microscopy (OM) observation and scanning electron microscope (SEM) observation and EDAX EDS analysis, were used to measure the mechanical properties of the ultra-high strength steel and the microstructure of 30CrNiSiMoA. A systematically analyze on microstructure and mechanical properties of ultra-high strength low alloy steel under different quenching temperature were tested in this paper. Summarize the influence of heat treatment process on the mechanical properties of high strength low alloy steels, microstructure. The results show that: with the quenching temperature increases, the strength of the steel declined, the low temperature impact toughness increases.
Key words ： 30CrNiSiMoA Heat treatment Mechanical properties Microstructure
目 次
1 引言 1
1.1 超高强度钢概述1
1.1.1 二次硬化超高强度钢2
1.1.2 高合金超低碳马氏体时效钢2
1.1.3 低合金超高强度钢的研究现状2
1.2 热处理工艺的研究进展4
1.2.1 等温淬火工艺5
1.2.2 淬火一低温回火工艺5
1.2.3 淬火一配分工艺5
1.3 研究意义、目的及主要研究内容6
2 材料制备与实验方法7
2.1 实验材料和实验设备7
2.2 试样制备8
2.3 力学性能测试和硬度分析9
2.3.1 力学性能测试9
2.3.2 洛氏硬度测试10
2.4 微观组织观察以及结构分析10
2.4.1 光学显微镜（OM）观察10
2.4.2 扫面电镜（SEM）观察以及EDAX能谱分析10
2.4.3 碳、硫含量的分析11
2.5 本章小结11
3 低合金超高强度钢30CrNiSiMoA的研究12
3.1 引言12
3.2 实验材料以及研究方法12
3.3 试验钢的力学性能检测与分析13
3.3.1 淬火态显微组织的分析13
3.3.2 试验钢淬火态微观组织结构的分析14
3.3.3 断口形貌分析15
3.4 本章小结18
结论 19
致谢 20
参考文献21
1． 引言
早在公元前800多年，我国就开始使用铁器来炼制一些生活用品。至于炼钢则是在人们学会炼铁之后不久学会的。因为钢与生铁相比较有更好的化学、物理、机械性能，所以很快就在社会得到广泛的应用。目前我们人类还没有得到一种能够全方位代替钢铁的材料。一些要求严格的高效率产品需要尽可能的减少自重同时钢材的性能保持优良，达到提高运行速率，节省能源的损耗的效果。超高强度钢的出现顺应了这一需求，这是一种最初出现在航天军工领域应用广泛比强度高的结构材料。四十年代登上了历史舞台，其显著特征就是具有超高的强度。一般来说，室温条件下钢铁的屈服强度在1370MPa也就是140kgf/mm2以上，抗拉强度在1620MPa也就是165kgf/mm2以上的合金钢铁被统称超高强度钢[1-3]。超高强度钢目前的发展趋势是从环境保护，节约能源，减少合金含量，降低生产成本，等方面来实现低质量高强度高韧性的。四十年代超高强度钢登上了历史舞台，显著特征就是具有超高的强度。超高强度钢被研发出来，之后很久，一直是被用来当作机械器件关键承重部件材料的首选，这种特殊钢材具有比其他钢材更加高的强度。然而在高新技术，航天技术等领域超高强度钢和高强度钢出现了性能高强比与高韧比不协调的问题，所以降低了它的使用率。更有人认为超高强度钢已经成为夕阳产业。但是就环境保护，节省能源来讲，降低了合金含量，降低生产成本，能够实现高强高韧轻量化，这是超高强度钢的下一个目标。从理论的角度，分析得到钢铁材料产业在未来具有很大的潜力。随着量子力学和计算机的发展，为钢铁材料向新一代发展开辟了平台，这也标示这钢材材料的未来。