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淬火水温对无缝钢管性能的影响

无缝钢管铸造铝合金由于具有较优秀的力学性能和发展潜能,在高强无缝钢管铸造铝合金研究领域一致受到广大科技工作者的关注,该无缝钢管合金的主要合金成分是Al、Cu、Mn,另外选用Ti、Cd、Zr、V、B等微量合金元素,Al-Cu-Mn铸造铝合金的高强度可以通过固溶、时效等热处理方式来获得,目前该系合金的热处理研究大多集中在固溶温度和时效处理工艺等方面,而对淬火速率方面的研究很少。Al-Cu-Mn合金有一定的淬火敏感性,选择合适的淬火制度,既可减小铝合金残余应力,又可保证其有较好的综合力学性能。本文拟以水为淬火介质,研究无缝钢管铸造合金在不同的水温下淬火对其力学性能的影响,并探索其微观机制。

试样材料为在无缝钢管合金基础上发展的一种Al-Cu-Mn合金,其主要成分为Al、Cu、Mn,并添加微量元素Ti、Zr、B、Cd和稀土等。熔炼是在井式电阻坩埚炉中进行,在730℃浇铸出标准试棒,固溶处理工艺:入炉时炉温≤300℃,在(540±5)℃保温16h。然后将试样转到不同温度(30、40、60和100℃)的水中进行淬火处理,转移时间小于15s。淬火结束后,将试棒置于干燥箱中,在175℃时效8h。

60℃水温淬火试样,获得了实验中最佳的力学性能:拉伸强度达到464MPa,伸长率达到7.8%;在较低水温(30、40和100℃)淬火的试样,其强度和塑性均下降很多。60℃水温淬火试样获得了有利于提高强度和伸长率的微观组织;无缝钢管在较低温度(30和40℃)淬火的试样,出现了淬火裂纹和模糊晶界等降低材料强度和塑性的微观组织结构;在100℃水温淬火时,在晶界上有较多非均匀形核的条状物析出,影响了后续时效强化相的强化效果,同时还具有晶粒增大、二次T相偏聚等不利材料强度和塑性的微观组织结构特征。

聊  城  泰  晟  钢  管  有  限  公  司

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