60Si2Mn鋼熱機械損傷行為研究.pdf

1、國內圖書分類號：TG113.25國際圖書分類號：621工學碩士學位論文60Si2Mn鋼熱機械損傷行為研究碩士研士研究生：生：劉衛(wèi)衛(wèi)導師：導師：耿洪濱教授申請學位：學位：工學碩士學科、專業(yè)：、專業(yè)：材料學所在單位：在單位：材料科學與工程學院答辯日期：答辯日期：2008年6月授予學位單位：授予學位單位：哈爾濱工業(yè)大學哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文摘要摘要本文利用RD50蠕變試驗機和熱機械循環(huán)設備測試了中溫回火態(tài)60Si2Mn鋼在100℃、1

2、50℃、200℃、300℃、400℃時的拉伸性能和蠕變規(guī)律，以及溫度范圍為100~400℃和50~250℃的熱機械載荷作用下的變形行為，并利用光學顯微鏡、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鋼制鎖鉤在熱機械載荷作用下的應力應變分布進行了有限元分析。拉伸試驗結果表明，隨拉伸溫度的升高，60Si2Mn鋼的抗拉強度和屈服強度降低，塑性增加，

3、400℃時與室溫相比，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。蠕變試驗結果表明，60Si2Mn鋼在100~300℃的蠕變曲線均呈現(xiàn)典型蠕變特點，而在400℃蠕變時，其第一、二階段不明顯，很快進入第三階段導致斷裂。采用冪函數(shù)式的Nton公式作為穩(wěn)速階段的蠕變率，得到各溫度下應力指數(shù)分別為：100℃，2.312

4、；150℃，2.179；200℃，2.401；300℃，2.921；400℃，1.089?？梢姡?00~300℃的蠕變機制主要為位錯粘滯滑移，400℃下為擴散型。TEM觀察的位錯形態(tài)與此機制相吻合。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100次溫度范圍為100~400℃的熱機械循環(huán)試驗發(fā)現(xiàn)，熱機械循環(huán)損傷要比單一溫度和載荷下等效蠕變損傷嚴重，循環(huán)過程中，材料的應力應變曲線呈現(xiàn)不閉合的遲滯回線狀