低碳低合金渗碳钢的组织_性能与晶体学特征的研究
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为了研究汽车齿轮和渗碳件在再制造修复处理时受热对其使用
性能和寿命的影响，对低温回火的ZOMnCrs渗碳齿轮和20Cd姓nTI
渗碳件试样分别在350℃保温20min一次、三次和五次进行热处理，
以及分别在500℃保温20min一次、三次和五次处理。使用光学显微
镜、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和显微硬度计对
各试样组织和性能进行表征与分析。使用电子背散射衍射技术(EBSD)
研究了20MnCrs和20CrNlnTi两种低碳低合金钢马氏体以及它们经过
保温处理后的晶体学特征。得到了如下结果:
(l)20NInCrs齿轮和20C血如Ti低温(180℃)回火渗碳件表层组织
为残余奥氏体+片状马氏体。随着与表面距离的增加，残余奥氏体含
量逐渐减少，马氏体过渡为片状和板条状的混合形态。在芯部，组织
主要为板条状的马氏体。齿轮表层0.3一0.4mm处有硬度最大值
(850HV)，有效硬化层厚度约为l.4nlln。20CrMnTi渗碳件表层
0.2一o.3nun处有硬度最大值(720HV)。有效硬化层厚度约为1.2mm。
(2)经过350℃ /2Omin和500℃ /2omin的保温处理后:表层残余奥
氏体发生了分解，马氏体中过饱和碳的脱溶，碳化物析出;表层和芯
部的硬度都有明显的下降，并且表层下降的程度要大于芯部。
(3)透射电镜对20MnCrs齿轮中碳化物的分析表明，原始齿轮中
有芳Fe5C:碳化物离散分布。350℃120min处理三次后，有针状的碳化
物形成。500℃ /2Omin保温三次后，析出了e一Fe3C，碳化物有着球化
的趋势。
(4)建立了拟合马氏体{011}。极图的方法，通过对原始(低温回火)
试样{011}。极图进行拟合发现，20腼Crs和20CrN伍Ti钢中马氏体与
母相奥氏体之间的取向关系为K一S和N一W关系共存，主要为N一W关
系。实际取向差分布特征与理论情况的差异也证明了这一点，使用应
变补偿机理解释了这一差异。TEM对20MnCrs钢中马氏体分析表明，
板条间有只形成与相邻的K一S关系板条和N-w关系板条 (011)/54.70
板条界存在，这也证明了K一S和N一W关系的共存。
(5)20腼Crs齿轮试样经过 3sooC/Zomin和 s000C/2omin的保温
处理后，使用 EBSD分析表明:质量衬度图灰度逐渐降低，因此缺陷
密度和畸变程度逐渐下降;相等面积区域中不同取向差的晶界长度逐中南大学硕士学位论文摘要
渐减小，因此晶粒在保温后发生了长大。对 20N[nCrs和20CrN压Ti
各试样选定区域中回火马氏体与母相奥氏体的取向关系仍服从K一S
关系和N-W关系的共存的特征，但是变体数有所减少。更高温度的
保温处理使得回火马氏体的晶粒发生偏转，导致许多区域整体的取向
关系难以满足K一S关系和N-W关系。
关键词:20MnCrs钢，20Cr仪伍Ti钢，马氏体，回火，EBSD，显微
硬度，取向关系中南大学硕士学位论文ABSTRACT ...
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