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高铁用25CrMo车轴钢淬透性的研究

作　者: 边书
导　师: 张玉妥; 韩维新
学　校: 沈阳理工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 25CrMo 车轴钢端淬试验淬透性显微组织
分类号: TG156.34
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着我国铁路第六次大提速，对铁道和列车提出了更高更严的要求。高铁列车车轴是其行走部分的重要零件，其质量决定了列车运行的速度和运输的安全，因此，车轴的性能至关重要。车轴的力学性能是通过车轴钢的成分和热处理两方面来保证的，而淬透性是车轴热处理工艺的重要设计依据。本文采用硬度测量、定量金相与金相分析、扫描电镜等手段，研究了高铁用25CrMo车轴钢的淬透性，主要内容如下：1.根据高铁技术标准中对车轴材料C、Si、Cr、Mo、Mn、Ni、Cu、V等合金元素成分控制范围的要求，设计了高铁用25CrMo车轴钢，对夹杂物及疲劳性能进行测试，其冶金质量良好，力学性能满足标准要求。2.基于传统的末端淬火试验方法，提出了一种改进的新型端淬试验方法，其优点在于：试样在封闭的空间冷却时，抑制了热量沿横向传递，而强制热量沿轴向传递，避免产生边缘效应。3.研究了热处理工艺对25CrMo车轴钢组织与硬度的影响。25CrMo钢的贝氏体形成能力强，即使空冷也能形成贝氏体。最终热处理工艺可以选择淬火(870℃)+中温回火(380℃)，冷却方式为水冷。4.研究了化学成分对25CrMo车轴钢淬透性的影响。其中C、Cr、Mn、Mo对25CrMo车轴钢的淬透性影响大，随着元素含量的增加，端淬曲线上移，硬度明显增加，淬透值都可以达到15mm以上。端淬后由水冷端向空冷端的组织依次为马氏体、马氏体+贝氏体、贝氏体。5.在分析已有数学模型的基础上，基于试验数据建立了25CrMo车轴钢端淬曲线数学模型，并确定了淬透性系数与25CrMo车轴钢化学成分之间的定量关系。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-12
第1章绪论  12-20
  1.1 引言  12
  1.2 高铁用车轴材料  12-14
    1.2.1 碳对车轴钢的影响  12-13
    1.2.2 合金元素对车轴钢的影响  13-14
    1.2.3 车轴钢的研究现状  14
  1.3 钢的淬透性及表示方法  14-18
    1.3.1 淬透性概念及意义  14-15
    1.3.2 影响淬透性的主要因素  15
    1.3.3 淬透性的测定及表示方法  15-17
    1.3.4 钢的淬透性研究现状  17-18
  1.4 淬透性数学模型研究现状  18-19
  1.5 论文研究内容  19-20
第2章 25CrMo 车轴钢成分设计与端淬试验  20-27
  2.1 25CrMo 车轴钢成分设计  20-21
  2.2 25CrMo 车轴钢冶金质量分析  21-24
  2.3 端淬试验  24
  2.4 25CrMo 车轴钢硬度及端淬曲线  24-25
  2.5 25CrMo 车轴钢显微组织分析  25-26
  2.6 本章小结  26-27
第3章热处理对 25CrMo 车轴钢组织与硬度的影响  27-32
  3.1 热处理工艺  27-28
  3.2 热处理工艺对 25CrMo 车轴钢组织的影响  28-30
  3.3 热处理工艺对 25CrMo 车轴钢硬度的影响  30-31
  3.4 本章小结  31-32
第4章合金元素对 25CrMo 车轴钢淬透性的影响  32-61
  4.1 碳元素对 25CrMo 车轴钢淬透性的影响  32-36
    4.1.1 碳元素对 25CrMo 车轴钢力学性能的影响  32-33
    4.1.2 碳元素对 25CrMo 车轴钢端淬曲线的影响  33-34
    4.1.3 碳元素对 25CrMo 车轴钢显微组织的影响  34-36
  4.2 铬元素对 25CrMo 车轴钢淬透性的影响  36-40
    4.2.1 铬元素对 25CrMo 车轴钢力学性能的影响  36-37
    4.2.2 铬元素对 25CrMo 车轴钢端淬曲线的影响  37-39
    4.2.3 铬元素对 25CrMo 车轴钢显微组织的影响  39-40
  4.3 锰元素对 25CrMo 车轴钢淬透性的影响  40-45
    4.3.1 锰元素对 25CrMo 车轴钢力学性能的影响  41-42
    4.3.2 锰元素对 25CrMo 车轴钢端淬曲线的影响  42-43
    4.3.3 锰元素对 25CrMo 车轴钢显微组织的影响  43-45
  4.4 钼元素对 25CrMo 车轴钢淬透性的影响  45-48
    4.4.1 钼元素对 25CrMo 车轴钢力学性能的影响  45-46
    4.4.2 钼元素对 25CrMo 车轴钢端淬曲线的影响  46-47
    4.4.3 钼元素对 25CrMo 车轴钢显微组织的影响  47-48
  4.5 镍元素对 25CrMo 车轴钢淬透性的影响  48-52
    4.5.1 镍元素对 25CrMo 车轴钢力学性能的影响  49
    4.5.2 镍元素对 25CrMo 车轴钢端淬曲线的影响  49-50
    4.5.3 镍元素对 25CrMo 车轴钢显微组织的影响  50-52
  4.6 铜元素对 25CrMo 车轴钢淬透性的影响  52-56
    4.6.1 铜元素对 25CrMo 车轴钢力学性能的影响  52-53
    4.6.2 铜元素对 25CrMo 车轴钢端淬曲线的影响  53-54
    4.6.3 铜元素对 25CrMo 车轴钢显微组织的影响  54-56
  4.7 钒元素对 25CrMo 车轴钢淬透性的影响  56-60
    4.7.1 钒元素对 25CrMo 车轴钢力学性能的影响  56-57
    4.7.2 钒元素对 25CrMo 车轴钢端淬曲线的影响  57-58
    4.7.3 钒元素对 25CrMo 车轴钢显微组织的影响  58-60
  4.8 本章小结  60-61
第5章 25CrMo 车轴钢端淬曲线数学模型  61-73
  5.1 端淬曲线数学模型  61-63
  5.2 25CrMo 车轴钢端淬曲线数学模型  63-70
  5.3 淬透性系数与 25CrMo 车轴钢化学成分的定量关系  70-72
  5.4 本章小结  72-73
结论  73-74
参考文献  74-80
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果  80-81
致谢  81-82

高铁用25CrMo车轴钢淬透性的研究

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