汽车传动轴用高强钢的组织和性能研究

【摘要】近几年我国商用车的销售量呈下滑态势，商用车市场的竞争更加激烈。传动轴总成是商用车的重要部件之一，传动轴管又是传动轴总成重要的质量组成部分。所以对传动轴管的轻量化、轴管材料性能的提高变得尤为重要。目前，我国汽车传动轴管用钢在满足承载强度要求的前提下，没有减薄轴管的潜力。为实现传动轴的轻量化、提高传动轴总成性能的目的。本研究通过低碳微合金化、控扎控冷技术相结合，试制了两种强度级别的汽车传动轴轴管用高强钢。通过对高强钢CCT、TTT曲线的模拟及其CCT曲线的实测分析了高强钢的组织构成；通过激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对高强钢的显微组织进行观察并研究了钢中析出相的种类、形状和分布情况；通过拉伸试验和显微硬度试验对高强钢的力学性能进行检测，研究了高强钢的强化机制、分析了不同的微合金元素含量与屈服强度、硬度及韧性的关系；通过扫描电子显微镜观察拉伸断口形貌，分析了高强钢的断裂机理；通过激光共聚焦显微镜和扫描电子显微镜观察了高强钢的高频焊焊缝形貌，研究了焊缝热影响区的显微组织变化，分析焊缝断裂机理；通过焊缝的拉伸试验和焊缝的显微硬度测试对焊缝的力学性能进行检测，研究了焊缝中心到母材之间的硬度分布情况。结论如下：两种钢显微组织均由细小的近等轴状的铁素体构成；两种钢的屈服强度分别达到600MPa级（C:0.062wt.%，Ti:0.07wt.%，Nb:0.017wt.%）和700MPa级（C:0.043wt.%，Ti0.08wt.%，Nb:0.057wt.%）。600MPa级高强钢中的第二相颗粒TiC主要存在于铁素体晶界处，少量分布于晶粒内部。700MPa级高强钢的第二相种类较多，TiC颗粒和复杂的铌钛碳化物分布在铁素体晶界处；通过对细晶强化的定量分析以及两种钢力学性能的对比，两种高强钢的主要强化机制为细晶强化和析出强化；由于热影响区存在粒状贝氏体,600MPa级高强钢焊缝的屈服强度（475MPa）与原汽车轴管用钢焊缝的屈服强度（457MPa）相比没有明显提高。700MPa级高强钢焊缝的热影响区铁素体晶粒之间存在较多的粒状贝氏体和珠光体颗粒，屈服强度（628MPa）较高。
【作者】丛山；
【导师】杨晓红；
【作者基本信息】吉林大学，材料学，2014，硕士
【关键词】汽车轴管；高强度低合金钢；微合金化；细晶强化；析出强化；高频焊；

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