毕业设计学习总结.pptx

阶段总结与计划 不同热加工条件下300m钢再结晶条件的研究 第一阶段查阅相关知识 1 300m钢的基本资料2 高强度钢的动态再结晶理论3 金相的制作过程4 学术论文的标准格式5 专业英语学习 论文翻译 6 复试准备 300m钢的基本资料 美国采用的高强度钢300m是aisi4340钢的改型 经改进后的钢种可以推迟第一类回火脆性 提高回火温度 从而有利于消除内应力 保持高的强度 通常采用透射电镜对300m钢淬火状态和等温状态的微观组织进行分析 从而研究其各相形态 分布以及数量 稳定性对性能的影响 一 300m钢的基体结构 基体组织是由板条状 或块状 位错马氏体和贝氏体组成 此外还有少量的孪晶马氏体 淬火后回火的组织 局部孪晶马氏体较多 在ms点以下等温的组织 等温温度较低 随着马氏体量的增加 其孪晶马氏体的比例也越多 这种局部孪晶马氏体存在和原奥氏体的均匀性有关观察表明 脆性碳化物往往沿孪晶晶界优先析出 这种碳化物的存在会阻碍位错运动 容易引起高的应力集中 往往在孪晶界上产生裂纹吗 导致早期断裂 板条状马氏体 竹形贝氏体 下贝氏体组织 孪晶马氏体 二次回火后贝氏体 二 残余奥氏体ar 用x射线法测定的残余奥氏体的体积分数见表 无论是等温试样 还是油淬回火试样 板条间及某些板条内均存在一定数量的ar 从表中可以看出 等温组织中的ar较多 300 回火 ar存在分解现象 在ms点以下 180 和250 等温的 ar多呈薄膜状分布在板条边界 300 等温的 有相当一部分ar存在于贝氏体中 m a 岛状组织较少 业已证明 呈薄膜状分布的ar比呈块状或岛状分布的 m a 中的a的热稳定性及机械稳定性高 在化学成分一定的情况下 ar的量要取决于热处理工艺 固想要获得强度和韧性的良好配合 其要点之一就是设法在板条间均匀的分布一层稳定的残余奥氏体薄膜 这样可避免在板条边界早期形成脆性碳化物 有利于提高疲劳性能和抗应力腐蚀性能 残余奥氏体量 三 碳化物 在 300 下等温和回火的试样中 位错马氏体和下贝氏体中均存在渗碳体或 碳化物 在孪晶区沿孪晶边界弥散分布小的渗碳体质点 c间的取向关系和回火马氏体相同 在300 回火试样中 贝氏体铁素体中存在极少的呈定向分布的初生 碳化物 它们属于贝氏体 此外还有马氏体 其中的渗碳体分布不规则 可以认为 碳化物是在等温过程中形成的 儿渗碳体是在回火过程中由 碳化物演变而来 对于300m 300 是临界回火温度 320 是回火组织中的下贝氏体 其碳化物明显长大 总之 下贝氏体中的碳化物可以是渗碳体 也可以是 碳化物或者两种碳化物并存 可是在回火马氏体中多为渗碳体 300m钢微观组织的知识总结 1 通常认为300m钢的各种淬火组织均为马氏体和贝氏体的复合组织 在ms点以下等温的组织中 ar多分布在板条边界上 而在 300 下等温组织中 ar多分布在转变不完全的贝氏体中 2 下贝氏体中的碳化物多为 碳化物 而在马氏体或孪晶区中的碳化物多为渗碳体 下贝氏体中的渗碳体可由 碳化物就地形核产生 金属的动态再结晶理论 一 再结晶的定义冷变形金属加热时 从无畸变的等轴晶粒的出现到完全取代变形晶粒这一阶段称再结晶 冷变形金属加热时 其组织和性能变化最显著的阶段是再结晶阶段 再结晶是一种形核和长大过程 但不是相变过程 二 再结晶的形核很多试验证实 发生再结晶的前提是先发生多边化回复 若不发生多边化回复 即使退火温度再高 也只发生回复 不发生再结晶 再结晶核心是在多边化所产生的无应变亚晶的基础上形成的 其中尺寸较大的无应变亚晶可以通过两种方式生长 1 通过亚晶界的移动 吞并相邻的变形基体 并释放出变形储存能 2 通过两个亚晶之间的亚晶界的消失 使两亚晶合并 这时 组成亚晶界的位错通过滑移和攀移并入邻近的亚晶界中 无论以上哪种生长方式 晶核的亚晶界逐渐由小角晶界向大角晶界变化 一旦形成大角晶界 其迁移速率比小角晶界要大得多 成为再结晶核心 三 再结晶晶核的生长再结晶核心无论以哪种方式形成 都可通过其周围的大角晶界移动而生长 直到相互接触时 形成完全由大角晶界组成的无应变的新晶粒组织 四 再结晶温度及其影响因素开始进行再结晶的最低温度称再结晶温度 影响再结晶温度的因素有 一 变形度冷变形度越大 储存能越高 再结晶驱动力也越大 不但再结晶温度越低 等温退火时 再结晶速度也越快 当变形量增大到一定程度时 再结晶温度就基本稳定不变了 二 原始晶粒尺寸在其它条件一定时 金属的晶粒越细小 变形抗力越大 储存的能量越高 再结晶温度也越低 三 微量溶质原子微量溶质原子的存在会偏聚在位错和晶界处 阻碍其运动 不利于再结晶的形核和长大 使再结晶温度升高 四 加热速度加热速度十分缓慢时 回复充分 储存能减少 再结晶驱动力降低 使再结晶温度升高 但极快的加热速度 形核过程困难 也使再结晶温度升高 五 分散第二相粒子1 当第二相粒子较粗大时 粒子的平均间距较大 加工硬化增加了储存能 使再结晶驱动力增大 促进基体的再结晶 2 当第二相粒子较细小时 粒子的平均间距较小 阻碍再结晶时位错和晶界的运动 使再结晶受阻 五 再结晶后晶粒大小再结晶后形成的晶粒通常是等轴状 其大小受许多因素的影响 主要有 变形度 退火温度 杂质和合金成分 原始晶粒度等 这里重点讨论变形度和退火温度 一 变形度的影响当变形量很小时 不发生再结晶 故晶粒度不改变 发生再结晶的最小变形量一般在2 8 与材料 退火温度有关 此时再结晶后晶粒特别粗大 称临界变形度 粗大晶粒对机械性能不利 故应避免在临界变形度范围进行加工变形 如锻造加工时 临界变形度现象是由于再结晶形核部位少 大于临界变形度时 随着变形度增加 晶粒逐渐细化 二 退火温度的影响提高退火温度 不但使再结晶后晶粒变大 而且临界变形度减小 再结晶后的晶粒更粗大 五 绘制再结晶图通常将再结晶退火后 晶粒的大小与冷变形度 退火温度间的关系绘制成空间图形 称再结晶图 由于再结晶图不可能把所有影响因素都考虑进去 因此有一定的局限性 但仍有一定参考价值 论文所需一些技能 金相的制备再结晶图的绘制方法专业英语的学习 一 金相的制备工序 金相试样制备包括试样的截取 试样的镶嵌 试样的磨光 试样的抛光 金相显微组织的显示 一 金相试样的截取 1 截取试样的部位 必须能表征材料或部件的特点及检验的目的 对机件破裂的原因进行金相分析时 试样应在部件破裂部位截取 为了得到更多的资料 还需要在离开破裂源较远的部位截取参考试样 进行对照研究 对于工艺过程或热处理不同的材料或部件 试样的截取部位也要相应地改变 研究分析铸件的金相组织 必须从铸件的表层到中心同时观察 根据各部位组织的差异 从而了解铸件的偏析程度 小机件可直接截取垂直于模壁的横断面 大机件应在垂直于模壁的横断面上 从表层到中心截取几个试样 轧制型材或锻件取样应考虑表层有无脱碳 折迭等缺陷 以及非金属夹杂物的鉴定 所以要在横向和纵向上截取试样 横向试样主要研究表层缺陷及非金属夹杂物的分布 对于很长的型材应在两端分别截取试样 以便比较夹杂物的偏析情况 纵向试样主要研究夹杂物的形状 鉴别夹杂物的类型 观察晶粒粒长的程度 估计逆性形变过程中冷变形的程度 经过各种热处理的零件 显微组织是比较均匀的 因而只在任一截面上截取试样即可 同时要考虑到表层情况 如脱碳 渗碳 表面镀膜 氧化等 2 确定试样的金相磨面研究结果或试验报告上的金相照片应说明取样的部位和磨面的方向 横截面主要研究内容a 试样外层边缘到中心部位金相显微组织的变化 b 表层缺陷的检验 如 氧化 脱碳 过烧 折迭等 c 表面处理结果观察 如表面镀膜 表面淬火 化学热处理等 d 非金属夹杂物在截面上的分布情况 e 晶粒度的测定 纵截面主要研究内容a 非金属夹杂物的数量 形状 大小 夹杂物的情况与取样部位关系非常大 因而必须注意取样部位能代表整块材料 b 测定晶粒拉长的程度 了解材料冷变形的程度 c 鉴定钢的带状组织以及热处理消除带状组织的效果 3 金相试样截取截面方法试样的截取必须采用合适的方法 避免因切割加工不当而引起显微组织的变化 引起组织变化的可能性有两方面必须注意 逆性变形使金相组织发生变化 如低碳钢 有色金属中晶粒受力压缩拉长或扭曲 多晶锌晶粒内部形变挛晶的出现 奥氏体类钢晶粒内部滑移线的增加等都是容易发生的毛病 尤其某些低熔点金属 锡 锌等 由于它们的再结晶温度低于室温 如果试样发生逆性变化 将同时伴随有再结晶过程 使原来的组织 晶粒大小发生根本改变 材料因受热引起的金相组织变化 如淬火马氏体组织 往往因磨削热影响 使马氏体回火 产生回火马氏体 根据材料的硬度不同 采用不同方法截取试样 a 对软性的材料可用手锯或锯床等截取 b 极硬的合金材料 如淬火钢及硬质合金等 可用砂轮片 金相试样切割机截取 c 硬脆合金一般用锤击 挑选合适的碎块 然后镶嵌成规整的试样 d 斜面截取法对表层金相组织的分析研究是一种有效的方法 在很多情况下表层厚度极薄 在一般试样截面上是一条极细的线条 无法观察到清晰的组织 但采用斜面截切法可扩大观察范围 如表面镀层 拜尔培层的研究 二 金相试样的镶嵌适用于对不是整形 不易于拿的微小金相试样进行热固性塑料压制 如线材 细小管材 薄板 锤击碎块等 在磨光时不易握持 用镶嵌方法镶成标准大小的试块 然后进行切割 抛光等 常用的镶嵌法有低熔点合金镶嵌法 塑料镶嵌法 实验室金相试样制备过程如下 一 取样选择合适的 有代表性的试样是进行金相显微分析的极其重要的一步 包括选择取样部位 检验面及确定截取方法 试样尺寸等 1 取样部位及检验面的选择取样的部位和检验面的选择 应根据检验目的选取有代表性的部位例如 分析金属的缺陷和破损原因时 应在发生缺陷和破损部位取样 同时也应在完好的部位取样 以便对比 检测脱碳层 化学热处理的渗层 淬火层 晶粒度等 应取横向截面 研究带状组织及冷塑性变形工件的组织和夹杂物的变形情况时 则应截取纵向截面 2 试样的截取方法试样的截取方法可根据金属材料的性能不同而异 对于软材料 可以用锯 车 刨等方法 对于硬材料 可以用砂轮切片机切割或电火花切割等方法 对于硬而脆的材料 如白口铸铁 可以用锤击方法 在大工件上取样 可用氧气切割等方法 在用砂轮切割或电火花切割时 应采取冷却措施 以减少由于受热而引起的试样组织变化 试样上由于截取而引起的变形层或烧损层必须在后续工序中去掉 3 试样尺寸和形状金相试样的大小和形状以便于握持 易于磨制为准 通常采用直径 15 20mm 高15 20mm的圆柱体或边长15 20mm的立方体 二 磨制分粗磨和细磨两步 试样取下后 首先进行粗磨 如是钢铁材料试样可先用砂轮粗磨平 如是很软的材料 如铝 铜等有色金属 可用锉刀锉平 在砂轮上磨制时 应握紧试样 使试样受力均匀 压力不要太大 并随时用水冷却 以防受热引起金属组织变化 此外 在一般情况下 试样的周界要用砂轮或锉刀磨成圆角 以免在磨光及当抛光时将砂纸和抛光织物划破 但是 对于需要观察表层组织 如渗碳层 脱碳层 的试样 则不能将边缘磨圆 这种试样最好进行镶嵌 细磨是消除粗磨时产生的磨痕 为试样磨面的抛光做好准备 粗磨平的试样经清水冲洗并吹干后 随即把磨面依次在由粗到细的各号金相砂纸上磨光 常用的砂纸号数有01 02 03 04号4种 号小者磨粒较粗 号大者较细 磨制时砂纸应平铺于厚玻璃板上 左手按住砂纸 右手握住试样 使磨面朝下并与砂纸接触 在轻微压力作用下把试样向前推磨 用力要均匀 务求平稳 否则会使磨痕过深 且造成试样磨面的变形 试样退回时不能与砂纸接触 这样 单程单向 地反复进行 直至磨面上旧的磨痕被去掉 新的磨痕均匀一致为止 在调换下一号更细的砂纸时 应将试样上磨屑和砂粒清除干净 并转动90 角 使新 旧磨痕垂直 金相试样的磨光除了要使表面光滑平整外 更重要的是应尽可能减少表层损伤 每一道磨光工序必须除去前一道工序造成的变形层 至少应使前一道工序产生的变形层减少到本道工序生产的变形层深度 而不是仅仅把前一道工序的磨痕除去 同时 该道工序本身应尽可能减少损伤 以便进行下一道工序 最后一道磨光工序产生的变形层深度应非常浅 应保证能在下一道抛光工序中除去 磨制铸铁试样时 为了防止石墨脱落或产生曳尾现象 可在砂纸上涂一薄层石墨或肥皂作为润滑剂 磨制软软的有色金属试样时 为了防止磨粒嵌入软金属内和减少磨面的划损 可在砂纸上涂一层机油 汽油 肥皂水溶液或甘油水溶液作润滑剂 金相试样还可以用机械磨制来提高磨制效率 机械磨制是将磨粒粗细不同的水砂纸装在预磨机的各磨盘上 一边冲水 一边在转动的磨盘上磨制试样磨面 配有微型计算机的自动磨光机可以对磨光过程进行程序控制 整个磨光过程可以在数分钟内完成 三 抛光目的为去除金相磨面上因细磨而留下的磨痕 使之成为光滑 无痕的镜面 金相试样的抛光可分为机械抛光 电解抛光 化学抛光三类 机械抛光简便易行 应用较广 1 机械抛光机械抛光是在专用的抛光机上进行的 抛光机主要是由电动机和抛光圆盘 200 300mm 组成 抛光盘转速为200 600r min以上 抛光盘上铺以细帆布 呢绒 丝绸等 抛光时在抛光盘上不断滴注抛光液 抛光液通常采用al2o3 mgo或cr2o3等细粉末 粒度约为0 3 1 m 在水中的悬浮液 机械抛光就是靠极细的抛光粉末与磨面间产生相对磨削和液压作用来消除磨痕的 操作时将试样磨面均匀地压在旋转的抛光盘上 并沿盘的边缘到中心不断作径向往复运动 抛光时间一般为3 5min 抛光后的试样 其磨面应光亮无痕 且石墨或夹杂物等不应抛掉或有曳尾现象 这时 试样先用清水冲诜 再用无水酒精清洗磨面 最后用吹风机吹干 2 电解抛光电解抛光是利用阳极腐蚀法使试样表面变得平滑光高的一种方法 将试样浸入电解液中作阳极 用铝片或不锈钢片作阴极 使试样与阴极之间保持一