热处理工艺对35Ni4Cr2Mo合金钢的组织及性能的影响VIP免费

热处理工艺对35Ni4Cr2Mo合金钢的组织及性能的影响1本课题研究的目的和意义腐蚀是机械零部3种主要失效方式(磨损、腐蚀和疲劳)之一。有人统计每年全世界腐蚀报废的金属约一亿吨，占年产量的20%～40%。而且随着工业化的进程，腐蚀问题日趋严重化，中国每年因腐蚀造成的经济损失不低200亿元。[1]因此，20世纪初，各国就对防腐蚀材料进行了研究。镍具有显著的钝化倾向，镍在稀的非氧化性酸，特别是在中性和碱性溶液之中，腐蚀过程明显变缓。但对于多种苛刻而复杂介质而言，纯镍尚嫌不足。这可通过合金化形成镍基耐蚀合金来解决。镍对铜、铬、钼等元素有较高的固溶度，因而能够组成成分范围广泛的合金。[2]镍中加入铬、钼的镍铬钼合金仍具有单相奥氏体结构，显示出优异的耐蚀性能。[1]Cr主要起固溶强化作用，是碳化物形成元素，是稳定合金表面最重要的元素，它在机体材料的表面形成抗氧化和抗腐蚀的保护层，能阻止金属元素向外扩散和O、N2、S及其他有害元素向内扩散，能防止材料的氧化和热腐蚀。在镍中加入铬可大大加固钝化膜。钼对镍及镍基合金的强化作用高于铬，而且加钼可以提高镍在酸中的耐腐蚀能力，[3]这实际上消除了局部腐蚀的倾向。Mo主要进入合金固溶体，加强固溶体中原子间结合力，有利于合金耐盐酸，硫酸等的腐蚀。Ni-Cr-Mo系合金就是优秀的耐腐蚀材料。它具有耐中度氧化性酸和强还原性酸腐蚀的性能，能耐盐酸、硫酸、氢氟酸等的混合酸腐蚀。[4]这种抗腐蚀性在还原性的环境、复杂的混合酸环境以及含有卤素离子的溶液中尤其明显，并且兼有很好的力学性能及加工性能，其综合耐蚀性能远比不锈钢和其它耐蚀金属材料优良，尤其适用于现代工业技术下苛刻的介质环境。[5]广泛应用于航空，航天，能源，石化等领域。虽然镍铬钼合金比不锈钢及其他抗腐蚀材料的耐腐蚀要好，但是，镍铬钼合金也存在着一些不足。在某些环境如H2S环境中，材料会发生应力腐蚀开裂，形成解理断口影响材料的性能。而且，材料长时间处于腐蚀环境中，表面会遭到腐蚀。不同的热处理工艺会改变钢组织，使钢的性能发生改变。经过合适的热处理工艺后，可以使镍铬钼合金的奥氏体晶粒得到细化，消除或降低残余应力，使其组织和性能得到进一步的改善。因此，我们需要对35Ni4Cr2Mo合金钢的热处理工艺对组织及性能的影响进研究。35NCD16是法国航空工业常用的一种中碳镍铬钼钢，该合金钢属于高韧性、高强度结构钢种。该合金钢含有较高的Ni、Cr、Mo合金元素，使钢的过冷奥氏体相当稳定，钢的淬透性很高，空淬即可得到马氏体和贝氏体组织。淬火加高温回火或低温回火，可获得高强度或超高强度两个级别，可在大截面上获得均匀的高强度和高韧塑性配合，具有低的冷脆转变温度和高的疲劳强度等。该钢在调质（淬火+高温回火）或淬火加低温回火状态下使用，主要用于制造截面较大的承受疲劳载荷的关键部件，如轴类、对接接头、专用螺栓、起落架零部件等。尤其是在XX型机的零件中，需要热处理的有110种，其中材料为35NCD16的31种，占28%，而这31种零件中，关键件重要件占29%，该材料的重要地位可见一斑。该材料现已进行了全面国产化，相应牌号为35Ni4Cr2MoA(E)，由抚顺特种钢厂生产的，为全面了解该材料的性能，更好地应用该材料，我们对该材料的热处理工艺进行了试验，对材料的组织及性能的影响进行研究，确定材料的最佳热处理工艺参数。2镍铬钼合金的研究现状由于镍铬钼合金具有良好的耐腐蚀性能，因此发展较快。Ni-Cr-Mo系耐蚀合金的典型牌号是HastelloyC合金（0Cr16Ni60Mo16W4）。由于含有较高的Cr和Mo且具有合适的配比它在一些强腐蚀性的氧化-还原性介质中具有优异的耐蚀性，因此，自1930年问世后，它在化学和原子能工业中得到广泛应用。[6]在实际问题的应用中，镍铬钼合金又得到了进一步的发展，有了更好的耐腐蚀性能及力学性能。1）18Cr2Ni4WA钢18Cr2Ni4WA钢含有较多的Cr、Ni等合金元素，具有优良的力学性能和工艺性能，被广泛地用于制造高速、重载条件下的船用发动机、航空发动机、坦克发动机及其它大型机械的主要承载件，如曲轴、套齿、转接盘、法兰盘等。其可贵之处不仅在于该钢具有良好的强韧性、低温冲击韧度、回火稳定性...