1、好的方案所处理后得到的试样，在测完其硬度以后，先在砂纸上磨平表面，接着在抛光机上抛光，再利用的硝酸酒精溶液腐蚀磨面，最后在图像分析仪上观察焊缝及近缝区的组织。焊缝整体外观及图像分析仪上的显微组织形貌如图所示，焊缝组织焊缝组织焊缝组织图焊缝整体外观及图像分析仪上的显微组织形貌图图超高碳钢相图超高碳钢在温度附近均具有超塑性。原因在于随着碳含量的增加,第二相碳化物的比例增大,通过适当工艺处理进步细化晶粒,这种细小弥散分布的第二相质点可以有效阻碍超塑变形过程中基体组织的长大,故超高碳钢的超塑性属于细晶结构超塑性。由图观察首先是焊缝比较完整，平齐，外观良好其次发现垂直于焊缝方向有条黑色区域。初步分析，形成的原因如下在实验过程中，温度峰值达定为，实际温度峰值波动最大值为，由图得，含碳量为的超高碳钢。
2、轴心逐渐降低，致使由轴心向外壁产生个逐渐降低的温度梯度，当外壁为时，内部温度会稍高点，这也是试样在预定峰值温度为实验峰值温度为时熔化烧损的原因由图得时超高碳钢处于液固二相区。正是这个因素，导致了试样轴心部位的组织的流动性比外部的好，在顶锻焊接时加入了个顶锻力，在力的作用下，又因为超高碳钢具超塑性，因此原始组织被拉伸，呈现大量超细均匀分布的珠光体的带状分布，这也是导致显微硬度在焊缝区明显高于母材的直接原因。结论超高碳钢可进行压焊顶锻热模拟，焊后焊缝及热影响区性能良好，焊缝处硬度最高，热处理后约为。抗拉强度达到。超高碳钢压焊顶锻热模拟的最佳工艺参数组合是加热峰值温度为，加热速度,顶锻量为，顶锻速度为。焊缝区的组织为珠光体铁素体，其中珠光体为呈超细均匀分布的，硬度高于母材，铁素体部分呈针状分。
3、应用开发工作,已成为我国高性能结构钢研究方面刻不容缓研究方向。目前国外在超细晶的研究和应用存在,如合理的化学成分设计超细化机制问题微观组织对力学性能的影响机制超塑性机理以及最佳超塑性的定量控制等问题。迄今为止国外尚未解决的连铸技术,因此,还必须花大力气通过优化合金成分,开发新的高效率低成本的的生产工艺,如采用生产率高的连铸热轧等工艺,以适应大工业生产。另外,还有必要进步提高的抗氧化耐腐蚀性能,以满足不同用途的需要。相信通过对这些问题的进步研究,必将促进超细晶在工业上的广泛应用。选题意义及研究内容超高碳钢良好的超塑性和高强度备受材料工作者的青睐，但也给焊接制造业提出了严峻的挑战，同时给焊接工作者带来了许多新的研究课题和方向。主要有焊接热影响区的晶粒粗化与细化，局部软化与脆化，焊缝金属的纯。
4、固相，故试样端部不会被熔化，但此时又受到外力的挤压，外观上焊缝附近出现局部变形，内部组织则在拉应力的作用下发生不均匀的变化，因此产生了与原始组织不同的黑色区域。除了外力的作用，超高碳钢本身所具有的超塑性也是成因之。图所示的是焊缝区的微观组织左边黑色区域为图中的白色部分，由相图上看组织分布均匀右边区域对应图接近焊缝的右边黑色突角，由相图上看组织呈细带状分布。图显示的组织基本与图相似。进步分析，既然下超高碳钢不处于熔化状态，因此焊缝组织变化不大，图和图的黑色区域为超高碳钢的原始组织，而呈细带状的白色部分为被拉伸了的原始组织。图所示的是图中黑色的焊缝区的微观组织大量的组织呈细带状分布。最终分析，焊接用的试样为圆柱钢锭，在焊接过程中，试样被快速加热到，由于材料本身具有散热性，散热效果由圆柱壁向。
5、采用的具有快速凝固特点的喷射成形技术，制取的含的不仅具有优良的显微组织，同时还具有非常独特的超塑性。然而，限于喷射成形工艺自身的特点或设备上有待完善的原因，目前由喷射成形工艺获得的坯料中难免存在些孔洞，还需要进行致密化处理才能愈合。材料制备研究从国外近三十年来的研究结果看,的超细晶制备工艺分为形变热处理普通热处理和粉末冶金大类。形变热处理通过塑性变形与相变相结合实现组织细化的类方法。由该方法衍生出的各种制备工艺。高温形变热处理工艺,由奥氏体均匀化渗碳体区的连续形变和铁素体区的再等温形变步组成,最终形成超细粒状组织。普通热处理近年来国外发展的普通热处理工艺主要有循环淬火球化退火淬火回火和淬火回火种。相比而言,第种工艺最简单,但周期长温度控制要求高第种工艺易使相球化,适用成分范围更宽第种工。
6、选择试验方案第三章超高碳钢的压焊顶锻行为的模拟接头的机械性能接头的抗拉强度接头的显微硬度焊接工艺参数分析焊缝组织观察结论参考文献致谢第章绪论引言超高碳钢的含碳量在质量分数,下同超过了传统高碳钢的含碳量。它的处理工艺与传统高碳钢不同,该钢在奥氏体化加热时需形变处理以获得较多的位错亚结构,完全奥氏体化淬火后经高温回火获得弥散球状渗碳体和铁素体基体。由于有大量的超细碳化物,在二次加热过程中碳化物将阻碍奥氏体晶粒长大,获得超细奥氏体晶粒。细小的奥氏体晶粒在不同的冷却条件下可获得所需的超细基体组织,如空冷可获得超细珠光体,淬火可获得超细马氏体。由于采用传统方法制备出的超高碳钢具有极高的脆性，其工业化应用在过去直被人们所忽视。然而近三十年来的研究结果表明,当采用适当制备工艺使该材料获得超细铁素体基。
7、的加入,共晶点和共析点都左移,而共晶和共析温度升高,使转变温度成为个温度区间,扩大并稳定了两相区的温度范围,这对于超塑性变形是有利的。现有的些研究结果表明,晶界滑移是超高碳钢超塑性的主要变形机制,晶格扩散以及位错滑移蠕变对超塑性起协调变形作用。三力学性能研究作为结构材料有大的发展前景和市场。可被加工成锭薄板和棒,并代替部分共析钢应用于耐磨件工模具汽车和铁轨等领域,。在相同的组织条件下,如球化组织珠光体回火马氏体等,超高碳钢比共析钢具有更高的强度,且塑性也略有提高。因为随着碳含量的增加,通过热加工等工艺,可使组织进步细化,从而提高的强度。比低碳钢高强钢和双相钢具有更优良的室温力学性能,如图所示。图与低碳钢高强钢和双相钢的室温力学性能比较通过热处理可获得不同的显微组织,如马氏体回火马氏体贝。
8、不需要焊材，不开坡口，避免了选取焊材难与母材性能匹配的问题。通过实验，确定了主要工艺参数的最佳组合。测定了焊接接头的硬度抗拉强度，并利用图像分析仪分析了焊缝及其热影响区的微观组织。研究结果表明，最佳工艺参数组合是加热峰值温度为，加热速度,顶锻量为，顶锻速度为。焊后其焊缝硬度可达到左右，接头硬度不低于母材，焊接热影响区未出现软化。焊后拉伸强度达到。焊缝热影响区的组织为珠光体铁素体，其中珠光体为呈超细均匀分布的，硬度高于母材，铁素体部分呈针状分布。关键词超高碳钢，顶锻压焊,顶锻变形，热模拟,目录第章前言引言国内外超高碳钢研究现状超高碳钢发展及应用领域展望选题意义及研究内容第二章试验材料及试验方法试验材料的制备工艺的化学成分及组织试验方法焊接方法及焊接工艺参数的选择焊接方法的选择焊接工艺参数。
9、艺获得的组织中晶界多为大角度,有利于提高超塑性和室温性能,但材料碳含量不能过高,否则难以碎断网状。与形变热处理工艺相比,该类工艺成本低,对材料的成分有定限制。粉末冶金该工艺是将制备出的超细晶粉末置于热等静压机中,升温至烧结温度后加压,使其致密化至理论密度而获得块体超细晶的方法。与其它工艺相比该工艺特别适用于含碳高于铁基合金的制备,且超塑性高于铸锭法。但存在生产成本高,模具费用大,对制品的尺寸和形状有限制等题。二超塑性研究所有成分的超高碳钢在温度附近均具有超塑性。原因在于随着碳含量的增加，第二相碳化物的比例增大。这种细小弥散分布的第二相质点可以有效阻碍超塑变形过程中基体组织的长大，故超高碳钢的超塑性属于细晶结构超塑性。合金元素对超高碳钢的超塑性具有重要的影响首先表现在对铁碳相图的影响。如。
10、化与细化以及焊接方法的选择与焊接工艺的改表面两边各有层毛刺，极不平整，缺陷明显，故暂定其顶锻参数匹配效果不良。通过力学性能测试，初判顶锻参数的匹配效果。由图可知，试样的为试样的为试样的为由两方面分析所得焊接接头表面良好，力学性能较差，其原因是加热温度太低，原材料两个表面不能达到溶化状态，且顶锻量太少，以至不能完全焊上，顶锻参数匹配效果不好。焊接接头表面良好，力学性能良好，顶锻参数匹配效果良好。焊接接头表面有毛刺，力学性能般，其原因是加热温度过高，以至原材料两端面溶化过多，且顶锻量和顶锻速度太大，以至瘤根部的金属流线弯曲分层严重,热裂纹疏松等缺陷较多，顶锻参数匹配效果不好。因此，试验范围内最佳的顶锻参数为焊接接头，即加热峰值温度为，加热速度,顶锻量为，顶锻速度为。焊缝组织观察选取拉伸性能。
11、氏体珠光体等。般来说,晶粒越细,室温综合力学性能越好,例如,具有细小贝氏体组织的的抗拉强度为,伸长率为。对于马氏体组织,马氏体针叶的大小直接影响的力学性能。的原始组织为细小的球化组织,淬火时,大部分碳化物溶解,奥氏体晶粒迅速长大,所获得的马氏体也较粗大,这种组织虽然具有高的强度和硬度,但室温压缩塑性很差。当淬火时,碳化物不溶解,可获得光镜下不可分辨的马氏体组织和亚微米尺寸的碳化物,该组织具有优良的室温性能压缩应变为,断裂强度为。超高碳钢发展及应用领域展望作为种新兴的结构材料,具有广阔的潜在应用前景。日本钢铁研究委员会委员长牧正志认为,与是钢的最基本组织,利用占共析组织的强化是当今钢铁研究的个重要方向。而超细晶的研究就是利用强化,因此,超细晶的研究方兴未艾。加大投资,尽快开展超细晶的制备。
12、。参考文献,石淑琴,陈光超细晶超高碳钢的制备工艺研究国外金属热处理李小军,吴建生,章靖国,等超高碳钢超塑性的研究进展机械工程材料钱百年,国旭明,李晶丽，等新型钢铁材料焊接研究进展第十次全国焊接会议论文集,李午申我国新型钢铁材料及焊接性与焊接材料的发展机械工人石淑琴,张振忠,陈光超细晶超高碳钢的化学成分设计兵器材料科学与工程牛济泰材料热加工领域的物理模拟技术北京国防工业出版社,超高碳钢的压焊顶锻行为的模拟研究摘要本文介绍了超高碳钢的发展及国内外研究现状，对其应用领域进行了展望。顶锻是决定钢轨闪光焊及气压焊接头质量的关键工序。本实验采用热模拟试验装置,对超高碳钢加压顶锻行为进行研究,此技术用电阻加热方式进行焊接模拟,其高能量密度热源低热量输入的快速焊接方法具有极强的热应力应变模拟功能，而且。
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毕业论文：超高碳钢的压焊顶锻行为的模拟研究
