【摘 要】
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近年来,随着汽车内燃机缸内直喷、涡流增压等提高燃烧效率的技术广泛应用,要求制造排气门材料有更好的耐燃气腐蚀和抗氧化性能以及在高温下有更高的强度。随着未来汽车排放要
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近年来,随着汽车内燃机缸内直喷、涡流增压等提高燃烧效率的技术广泛应用,要求制造排气门材料有更好的耐燃气腐蚀和抗氧化性能以及在高温下有更高的强度。随着未来汽车排放要求的不断提高,传统汽车排气门制造所需的奥氏体气阀钢材料21-4N以及21-4NWNb已不能满足未来的设计要求,但若采用镍基气阀合金例如GH4080、GH4751,经济性又不足,因此需要一种能够兼顾热强性和经济性的铁镍基新型气阀合金材料。本文对一种铁镍基15Cr-30Ni-Fe气阀合金材料的热变形行为及热处理工艺等进行了分析和研究,为该气阀合金的大生产工艺特别是热变形工艺制定更合理的工艺参数提供依据。主要研究内容如下:1、利用Thermo-Calc数值模拟技术,对15Cr-30Ni-Fe合金进行相图计算,为冶炼参数和热加工过程参数制定提供参考。2、在Thermecmastor-Z热模拟试验设备上进行热拉伸和热压缩试验,热压缩的试验温度设定为900,950,1000,1030和1050℃;应变速率分别为1,5,10和20s-1;热压缩最大变形程度为40%;进而得到不同试验温度下的应力-应变曲线。通过流变曲线、显微组织、热加工图等多方面的讨论表明:变形温度以及应变速率都对15Cr-30Ni-Fe合金的热变形有着显著的影响。随着变形温度的提高,形变速率的提高,材料由加工硬化趋势转变为动态再结晶趋势。该15Cr-30Ni-Fe合金动态再结晶区温度为10001050℃,应变速率为1020s-1。3、对热轧后的合金样品进行最佳热处理工艺研究。经过对不同固溶温度和时效温度处理后样品性能进行评价,得出15Cr-30Ni-Fe合金经过980℃固溶和760℃时效后可得到较好的性能。4、对固溶时效后的气阀合金进行高温瞬时拉伸和高温持久拉伸试验研究,得出该合金在700℃温度和230Mpa应力条件下有较好的高温强度。
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