Zr、Cr、Ni对高硼钢组织的影响
发布时间：2020-09-05 09:18
随着原子能技术的目趋成熟,核电站及其他核设施的数量和规模日益扩大。鉴于辐射屏蔽体系在反应堆中的重要作用,屏蔽材料的研究与开发成了世界各国的热点。这不仅仅表现为国家的大量投入,各国专家和学者也对这一课题产生了浓厚的兴趣。而Ⅲ~(10)B优异的核特性,使得研究者们在开发新的屏蔽材料时从来就没有把关注的目光从它身上移开。在这些含B的屏蔽材料中,含硼不锈钢以其良好的机械性能、优良的综合屏蔽性能和抗辐射性能,成为了辐射屏蔽体系中结构材料的首选。然而,如果辐射屏蔽用不锈钢采用浓缩~(10)B,加之材料中还含有大量Cr、Ni等贵重金属元素,价格高昂的高硼不锈钢将无法得到广泛应用。本课题正是希望能为科学家们开发新的低成本含硼屏蔽用结构材料(高硼钢)提供一些科研资料。 本试验利用真空感应炉熔炼高硼钢,采用ICP法分析制备合金的化学成分,用OLYMPUS型金相显微镜及S3400N型电子扫描电镜观察高硼钢试样的铸态及热处理态显微组织,并结合STA-300HV型扫描探针显微镜进一步分析试样微区成分的变化。 试验结果表明,采用一次性加入炉料,而非传统的分批加料的工艺,制备出的含硼量为1.0wt%左右的高硼低合金钢,其硼的收得率稳定在较高的水平。加入少量Zr的高硼钢中,在靠近晶界处析出的网状硼化物的基体中,有富Zr相弥散析出,该物相相当稳定,高温热处理也不能改变其形态,但退火处理,特别是均化处理后,部分富Zr相有远离网状硼化物而向基体内移动的趋势。而含有Cr、Ni、Ti及微量Zr的高硼钢中,会在基体中出现两种富Ti相,且1050℃淬火后,组织中还会出现另一种含Cr相,分析认为这种新物相的析出与冷却速度及淬火前预热处理有关;Ni在淬火过程中会部分进入网状硼化物。高温淬火、退火或复合热处理都能使网状硼化物向断网状发展,但效果并不明显。
【学位单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2009
【中图分类】：TG142.11
【部分图文】：
不同位向的铁素体对光的不同反射引起的，它们呈不规则块状分布。而珠光体呈黑色。共晶硼化物在整个空间上是以莱氏体形态在晶间网状分布的，且网状连续性好，但仔细观察，却分为鱼骨状和板块状，这在图3一4中可以更为清晰地看出。不过硼化物的分布并不均匀，而是有局部团簇现象。共晶硼化物的形态与其共晶特性是分不开的，然而硼化物的这种共晶反应属于非小平面一小平面长大方式，其具体生长过程和特点目前尚不清楚【’“]。硼化物一般与铁素体毗邻，而很少与珠光体一起出现，这是因为硼化物形成过程中要消耗大量的合金元素，加之合金元素在凝固过程中出现偏析，导致合金凝固过程中紧邻硼化物区域的合金元素含量下降，因此，铸造Fe一B一C合金的高温凝固组织在随后的铸造冷却过程中部分转变成了铁素体组织。Fig.3一 4TheSEMdiagramofthe2141alloy图3一 42141合金的电镜扫描谱图当合金中加入Zr后
__二_.___…_西竺些鲤生全燮丝乙一一一一一一一二者都能很大程度提高钢的淬透性，加之固溶于基体中的微量B也强烈增加钢的淬透性，使钢的淬透性得到明显提高，所以，图3一le中E处不同于珠光体和铁素体的粒状物相应该是马氏体组织，它是初生奥氏体和共晶奥氏体在随后的铸造冷却过程中形成的。文献「19〕和文献「92〕研究的Fe一B一C合金中都出现了马氏体，因此，在2161合金中出现马氏体是可以解释的。而网状硼化物在形态上看不出变化，Cr、Ni对网状硼化物的成分是否有影响，将在下文加以论述。 3.2.3Cr、Ni、Ti对高硼钢铸态组织的综合影响图3一If为2162合金的铸态组织，与2161合金相比，2162合金只是多了0.15wt%的Ti(见表3一1)，然而从显微组织上看，2162组织中的珠光体比2161更多
所以淬火热处理采用在盐浴中加热保温的方法。根据文献【100]，本试验采用盐浴的组分为 w(BaC12)95%一 w(Nacl)5%。淬火后，试样表面附着物容易脱离，淬火效果好。试样淬火后的组织见图4一4。Fig4一 4ThesamPles’ mierostruetureafterqueneheda一 2141，b一Al一141，e一Bl一141，d一{1一141图4一141合金试样淬火后的组织a一 2141，b一八1一141，e一Bl一141，d一毛1一141
本文编号：2812847
【学位单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2009
【中图分类】：TG142.11
【部分图文】：
不同位向的铁素体对光的不同反射引起的，它们呈不规则块状分布。而珠光体呈黑色。共晶硼化物在整个空间上是以莱氏体形态在晶间网状分布的，且网状连续性好，但仔细观察，却分为鱼骨状和板块状，这在图3一4中可以更为清晰地看出。不过硼化物的分布并不均匀，而是有局部团簇现象。共晶硼化物的形态与其共晶特性是分不开的，然而硼化物的这种共晶反应属于非小平面一小平面长大方式，其具体生长过程和特点目前尚不清楚【’“]。硼化物一般与铁素体毗邻，而很少与珠光体一起出现，这是因为硼化物形成过程中要消耗大量的合金元素，加之合金元素在凝固过程中出现偏析，导致合金凝固过程中紧邻硼化物区域的合金元素含量下降，因此，铸造Fe一B一C合金的高温凝固组织在随后的铸造冷却过程中部分转变成了铁素体组织。Fig.3一 4TheSEMdiagramofthe2141alloy图3一 42141合金的电镜扫描谱图当合金中加入Zr后
__二_.___…_西竺些鲤生全燮丝乙一一一一一一一二者都能很大程度提高钢的淬透性，加之固溶于基体中的微量B也强烈增加钢的淬透性，使钢的淬透性得到明显提高，所以，图3一le中E处不同于珠光体和铁素体的粒状物相应该是马氏体组织，它是初生奥氏体和共晶奥氏体在随后的铸造冷却过程中形成的。文献「19〕和文献「92〕研究的Fe一B一C合金中都出现了马氏体，因此，在2161合金中出现马氏体是可以解释的。而网状硼化物在形态上看不出变化，Cr、Ni对网状硼化物的成分是否有影响，将在下文加以论述。 3.2.3Cr、Ni、Ti对高硼钢铸态组织的综合影响图3一If为2162合金的铸态组织，与2161合金相比，2162合金只是多了0.15wt%的Ti(见表3一1)，然而从显微组织上看，2162组织中的珠光体比2161更多
所以淬火热处理采用在盐浴中加热保温的方法。根据文献【100]，本试验采用盐浴的组分为 w(BaC12)95%一 w(Nacl)5%。淬火后，试样表面附着物容易脱离，淬火效果好。试样淬火后的组织见图4一4。Fig4一 4ThesamPles’ mierostruetureafterqueneheda一 2141，b一Al一141，e一Bl一141，d一{1一141图4一141合金试样淬火后的组织a一 2141，b一八1一141，e一Bl一141，d一毛1一141
【引证文献】
相关期刊论文 前1条
1 刘靖;解国良;张可;韩静涛;;扩散退火对热轧高硼不锈钢复合板界面组织的影响[J];材料热处理学报;2013年04期
本文编号：2812847
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