合金元素及热处理工艺对ZG1Cr10MoNiVNbN钢的组织和性能的影响
本文选题:合金元素 切入点:力学性能 出处:《哈尔滨理工大学》2017年硕士论文
【摘要】:ZG1Cr1OMoNiVNbN 是一种以 C、Cr、Mo、Ni、V、Nb 为主要元素的低碳高合金耐热耐蚀钢,钢中Cr元素含量最大约10%左右,Nb元素量最少约0.10%左右。目前国内关于此钢种的应用并不广泛,关于合金元素对其组织及性能的影响的研究较少。因此,本文主要研究Cr、Nb、C三种合金元素对该钢种组织性能的影响,采用对比实验的方法得出最优化的元素含量,同时研究不同的热处理方案对钢组织性能的影响,获取最优化热处理工艺。通过显微观察、SEM扫描分析、能谱分析、室温拉伸、冲击试验,电化学测试、面腐蚀测试等实验手段,研究Cr、Nb、C三种元素和热处理对此钢种组织及性能的影响,试验结果表明:当Cr元素含量为11%,金相组织可以得到很好的细化,钢的屈服、抗拉强度为870.7 MPa、954.8 MPa,伸长率和冲击功分别为13.6%、28.6 J,在耐腐蚀性能方面,维钝电流密度为0.35(logi/μA),腐蚀电位为-0.06 V,面腐蚀失重法测得的面腐蚀速率为v失=8640 g/m~2·h;当Nb元素含量为0.15%时,钢的综合性能最佳,其中钢的屈服强度864.1 MPa,抗拉强度为985.7 MPa,伸长率和冲击功为13.8%、26.9 J,维钝电流密度和腐蚀电位分别为0.61(logi/μA),-0.144V,v失=8200 g/m~2·h;当C含量为0.12%时其综合性能最好,屈服强度为833 MPa,抗拉强度为951.7 MPa,伸长率13.8%,冲击功为18 J,此时的维钝电流密度和腐蚀电位分别0.37(logi/μA),-0.116V,面腐蚀失重速率v失=7576.7 g/m~2.h;热处理方面,回火温度为680 ℃时,钢的屈服强度、抗拉强度为910.8 MPa、972.3 MPa,伸长率和冲击功分别15.6%、19.6 J,维钝电流密度和腐蚀电位分别-0.52(logi/μA),-0.117 V,钢面腐蚀失重速率v失=8586.7 g/m~2.h,性能最佳;淬火温度为1150 ℃时,钢的屈服、抗拉强度为933.7 MPa、979.7 MPa,伸长率和冲击功分别为16%、19.2 J,维钝电流密度和腐蚀电位分别为-0.17(logi/μA),-0.102 V,v失=8670 g/m~2·h,性能最佳。通过研究合金元素和热处理对钢组织性能的影响,最佳热处理工艺为淬火温度1150 ℃,回火温度为680 ℃,Cr含量为11%,Nb含量为0.15%时,C含量为0.12%时钢的综合性能最佳。
[Abstract]:ZG1Cr1OMoNiVNbN is a C, Cr, Mo, Ni, V, Nb low carbon high alloy corrosion resistance of heat-resistant steel main elements, Cr elements content in the steel is about 10% Nb maximum, the amount of elements of about 0.10% or so. The application of domestic about this steel is not widely on the alloy elements on the influence of group structure and performance of the less. Therefore, this paper mainly studies the Cr, Nb, C three kinds of alloy elements on the microstructure and properties of steel elements, the contrast experimental method is adopted to get the optimized heat treatment plan, study the different influence on the microstructure and properties of steels at the same time, the optimization of heat treatment process. By microscopic observation SEM scan analysis, spectrum analysis, tensile test, impact test, electrochemical corrosion, surface measurement, Cr, Nb, C three elements and heat treatment on Microstructure and properties of this steel, the results indicate that when the Cr content is 11%, the microstructure can be refined very well, yielding of steel, the tensile strength is 870.7 MPa, 954.8 MPa, elongation and impact energy were 13.6%, 28.6 in J, the corrosion resistance, the passivation current density is 0.35 (logi/ A) -0.06 V, corrosion potential, corrosion rate of surface corrosion weight loss was measured for the V =8640 g/m~2 lost h; when the Nb content is 0.15%, the comprehensive performance of the steel, the steel yield strength of 864.1 MPa, the tensile strength is 985.7 MPa, the elongation and impact energy is 13.8%, 26.9 J, passive current density and corrosion potential were 0.61 (logi/ A, -0.144V, V) =8200 g/m~2 h; when its comprehensive performance is the best when the content of C is 0.12%, the yield strength is 833 MPa, the tensile strength is 951.7 MPa, elongation of 13.8%, the impact energy is 18 J, the passive current density and corrosion potential were 0.37 (logi/, -0.116V, A) the surface corrosion weight loss rate of V loss of =7576.7 g/m~2 .h; heat treatment, tempering temperature is 680 degrees centigrade, the yield strength of the steel, the tensile strength is 910.8 MPa, 972.3 MPa, elongation and impact energy were 15.6%, 19.6 J, passive current density and corrosion potential of -0.52 (logi/ A), -0.117 V, corrosion of steel surface weight loss rate V = 8586.7 g/m~2.h, the best performance; quenching temperature is 1150 degrees centigrade, steel yield, tensile strength is 933.7 MPa, 979.7 MPa, elongation and impact energy were 16%, 19.2 J, passive current density and corrosion potential were -0.17 (logi/ A), -0.102 V, V =8670 g/m~2 h, the best performance through the influence elements and heat treatment on the microstructure and properties of alloy, the best heat treatment of quenching temperature is 1150 degrees centigrade, the tempering temperature is 680 DEG C, the content of Cr is 11%, Nb content is 0.15%, the content of C is 0.12% the best comprehensive performance of steel.
【学位授予单位】:哈尔滨理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TG142.1;TG161
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,本文编号:1727438
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