新型超飽和滲碳鋼的成分設(shè)計及超飽和滲碳.pdf

1、多元中低合金高強度、耐磨鋼是廣泛應(yīng)用于航空、航天、冶金、建材、電力、機械等工業(yè)的一類合金鋼，研發(fā)具有高硬度、較高強度和韌性的多元中低合金高強度、耐磨鋼不僅具有較高的科學(xué)意義，而且也具有現(xiàn)實的工程應(yīng)用價值。本文在這個背景下，應(yīng)用固體與分子經(jīng)驗電子理論研究了鋼的價電子結(jié)構(gòu)對多元中低合金高強度、耐磨鋼的相變和力學(xué)性能的影響。
　　 各種合金元素進入晶體后，其合金原子既可以進入含碳原子的晶胞以置換原子的形式存在，同樣也可以置換原子的形式

2、進入不含碳原子的晶胞。本文探討了含碳和不含碳晶胞單元的合金價電子結(jié)構(gòu)分析模型及價電子結(jié)構(gòu)計算方法，并完整地計算了多元中低合金高強度、耐磨鋼奧氏體和馬氏體各組成晶胞的價電子結(jié)構(gòu)。利用自主編制的Visual Fortran6.5程序，計算了43Si2CrNi2MoV 鋼的價電子結(jié)構(gòu)參數(shù)，從而，合金元素對鋼相變和力學(xué)性能的影響能被追溯到價電子層次。
　　 可以發(fā)現(xiàn)晶胞單元的價電子結(jié)構(gòu)對合金鋼的相變和力學(xué)性能的影響不僅與單個晶胞單元的價

3、電子有關(guān)，還與各種晶胞單元的比例有關(guān)。為此，本文在前人數(shù)學(xué)統(tǒng)計公式的基礎(chǔ)上，用晶胞單元的最強鍵上共價電子數(shù)計算了鋼的奧氏體和馬氏體組成晶胞比例。鑒于單個晶胞單元的相結(jié)構(gòu)形成因子不能準(zhǔn)確地反映合金元素對鋼力學(xué)性能的影響，本文考慮了多個晶胞單元的宏觀相結(jié)構(gòu)形成因子sα。在考慮合金鋼元素宏觀相結(jié)構(gòu)形成因子的基礎(chǔ)上，結(jié)合8種已廣泛應(yīng)用的多元中低合金高強度、耐磨鋼的相關(guān)實驗數(shù)據(jù)，提出合金鋼力學(xué)性能(硬度、抗拉強度和沖擊功)與鋼中元素的原子百分數(shù)之

4、間關(guān)系的經(jīng)驗公式，經(jīng)2種工程用多元中低合金高強度、耐磨鋼驗證，硬度、抗拉強度和沖擊功的計算值與實測值誤差分別小于4.33[％]，3.10[％]和5.13[％]，這為多元中低合金鋼的成分設(shè)計提供了參考依據(jù)。
　　 依據(jù)推導(dǎo)的經(jīng)驗公式成功的研制了一種新型超飽和滲碳鋼，同時對該鋼種經(jīng)超飽和滲碳處理后的力學(xué)性能做了檢測，并與20CrMnMo和20Cr2Ni4 鋼常規(guī)滲碳后的力學(xué)性能做了比較，新鋼種超飽和滲碳后滲碳層硬度可達HV(0.1)