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氮对提高20MnSi钢强度的作用机理研究

作　者: 刘南
导　师: 杨吉春
学　校: 内蒙古科技大学
专　业: 钢铁冶金
关键词: 氮元素 20MnSi 力学性能显微组织
分类号: TG142.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

20MnSi螺纹钢筋可用于钢结构制作、建筑业及机器零部件。目前广泛使用的20MnSiⅡ级钢筋的主要缺点是强度偏低，仅为335MPa，因而在建筑工程中钢材消费量较大。氮合金化能使偏析的金属原子与晶界结合力增强，氮还能起到阻碍晶粒长大及组织粗化的作用。本文通过添加氮化硅的方式，向20MnSi钢中加氮。采用扫描电子显微镜观察组织和拉伸断口形貌、蔡司金相显微镜观察钢组织和高温拉伸后近断口组织、X射线能谱、透射电子显微镜观察锻后钢组织、显微硬度仪、JB－30B型冲击实验机进行冲击实验、Gleeble-1500D热模拟实验机等分析手段分析加入加氮后钢的组织和性能。对加氮的20MnSi实验钢的高温延塑性的分析表明，在氮处理20Mnsi时提高抗拉强度的同时。对塑性也有提高。0.4%~0.6%时对材料的峰值应力和断面收缩率同时有大幅度提高，0.6%~0.8%时峰值应力和断面收缩率没有显著的变化，在1200℃时略有下降。通过研究不同加氮量的20MnSi实验钢的高温变形行为，得出在相同的变形条件下，加氮0.6%的20MnSi实验用钢的变形抗力普遍大于加氮0.4%和0.8%的20MnSi钢的变形抗力；氮的加入对动态再结晶有推迟作用。加氮20MnSi钢淬火会产生混合孪晶的板条马氏体，加0.6%N的20MnSi钢的淬火马氏体板条细小，回火屈氏体片间距小，渗碳体片层厚度非常细小。淬火和回火后硬度随着氮含量的增加而下降。氮可以改善20MnSi实验钢的冲击韧性，在加氮量为0.6%时，20MnSi钢的冲击韧性最好；随着温度的降低，加氮的20MnSi实验钢的冲击韧性逐渐降低。

氮对提高20MnSi钢强度的作用机理研究

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