一种新型纳米强化马奥复相钢的组织与性能研究
发布时间：2022-04-27 18:06
根据合金设计原理,利用Thermo-Calc热力学计算软件对试验钢进行成分设计,研制了一种适当Mn含量的新型纳米析出强化马氏体/奥氏体复相钢替代材料AISI4330;并利用扫描电镜（SEM）、物理化学相分析、X射线衍射（XRD）、电子背散射衍射（EBSD）和透射电子显微镜（TEM）等手段,对不同两相区回火工艺试验钢的微观组织进行了观察以及对第二相析出的定量计算,研究了材料组织和力学性能的变化;开展疲劳裂纹扩展行为实验、应力腐蚀慢应变速率拉伸试验揭示材料腐蚀应力失效机理,了解马奥复相钢强韧化机理以及应力腐蚀机理。从而解决我国当前页岩气勘探开发在苛刻的压裂工况下承受超高交变内压作用,液力端阀箱损坏失效,使用寿命大幅度降低的问题。试验结果主要包括以下几点。随两相区回火温度的升高,试验钢屈服强度逐渐降低,抗拉强度先降低后升高,在600℃时达到最高,抗拉和屈服强度分别为1033MPa和1006MPa;试验钢的塑性和低温韧性随两相区回火温度的升高体现出了先升高后降低的趋势,当回火温度为620℃时,塑韧性较好,伸长率和断面收缩率分别为21.5%和74%,0℃与-40℃冲击功分别为186J和178J。...
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题科学意义与应用前景
1.1.1 科学意义
1.1.2 应用前景
1.2 国内外研究现状
1.3 多相组织结构与强化机制对钢铁材料性能的影响
1.3.1 对材料强度的影响
1.3.2 对材料塑性的影响
1.3.3 对材料韧性的影响
1.3.4 对材料应力腐蚀性能的影响
1.4 课题研究内容
第2章 实验材料与方法
2.1 实验材料及制备工艺
2.2 力学性能测试
2.2.1 拉伸性能测试
2.2.2 低温韧性测试
2.3 慢应变速率拉伸和WOL试样应力腐蚀实验
2.3.1 慢应变速率拉伸实验
2.3.2 WOL试样应力腐蚀实验
2.4 显微组织形貌和第二相表征
2.4.1 基体组织和断口形貌表征
2.4.2 第二相表征
2.5 物相测定
2.5.1 基体组织的物相测定
2.5.2 第二相的测定
2.6 第二相析出热力学计算
第3章 两相区回火温度对新型马奥复相钢组织与性能的影响
3.1 引言
3.2 不同两相区回火温度的力学性能测试
3.3 不同两相区回火温度的微观组织表征
3.3.1 逆转变奥氏体的XRD表征
3.3.2 “有效晶粒”的EBSD表征
3.3.3 逆转变奥氏体的EBSD表征
3.3.4 逆转变奥氏体的TEM表征
3.4 分析与讨论
3.4.1 两相区回火温度对逆转变奥氏体形成的影响
3.4.2 两相区回火温度对力学性能的影响
3.5 本章小结
第4章 新型马奥复相钢中的纳米级第二相析出研究
4.1 引言
4.2 不同两相区回火温度下析出相的微观表征
4.2.1 第二相析出的物理化学相分析
4.2.2 第二相析出的TEM和碳膜复型表征
4.3 第二相析出的热力学和动力学计算
4.3.1 碳化钒的析出机制
4.3.2 合金渗碳体的平衡固溶度与Ostwald熟化规律
4.3.3 Cu析出机制
4.3.4 强化机理分析
4.4 本章小结
第5章 新型纳米强化马奥复相钢的应力腐蚀特性研究
5.1 引言
5.2 不同型号试验钢的力学性能和显微组织
5.3 不同型号试验钢慢应变速率拉伸性能对比研究
5.4 不同型号试验钢WOL试样应力腐蚀开裂性能对比研究
5.5 分析与讨论
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的论文
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]00Cr21Ni14Mn5Mo2N不锈钢耐海水应力腐蚀性能[J]. 刘静,张玉祥,杨澍. 物理测试. 2018(06)
[2]SPV50Q钢的应力腐蚀开裂实验研究[J]. 尹香琴,孔凡玉,陈玮玮,沈红威,刘辉. 热加工工艺. 2018(18)
[3]常见应力腐蚀标准试验方法对比及应用[J]. 党恒耀,张亚军,罗先甫,张文利. 理化检验(物理分册). 2018(09)
[4]25Co15Ni11Cr2MoE钢回火过程中析出相的演变规律[J]. 廉学魁,厉勇,王春旭,刘宪民. 钢铁研究学报. 2018(04)
[5]高Cl-环境对M152和17-4PH高强钢应力腐蚀开裂行为的影响[J]. 吴伟,郝文魁,李晓刚,钟平,董超芳,刘智勇,肖葵. 材料工程. 2018(02)
[6]变形FGH96合金涡轮盘物理化学相分析[J]. 卢毓华,沈学静,李杰,刘庆斌,付锐,王蓬. 冶金分析. 2018(01)
[7]淬火温度对压裂泵液压缸用钢动态断裂行为的影响[J]. 陈林燕,王国荣,何海洋,李蓉. 热加工工艺. 2017(14)
[8]5Cr8Mo2SiV钢淬火和回火过程中碳化物的析出[J]. 黄顶俊,杨弋涛. 金属热处理. 2017(03)
[9]国内外压裂泵的研发现状及发展趋势[J]. 常亮,朱春雨,刘兴刚,吕呈斌. 石化技术. 2016(12)
[10]不同腐蚀条件下L360钢慢应变速率拉伸性能分析[J]. 侯铎,曾钟,唐孝华,唐佳,张志东. 石油化工腐蚀与防护. 2016(03)
本文编号：3648927
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【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题科学意义与应用前景
1.1.1 科学意义
1.1.2 应用前景
1.2 国内外研究现状
1.3 多相组织结构与强化机制对钢铁材料性能的影响
1.3.1 对材料强度的影响
1.3.2 对材料塑性的影响
1.3.3 对材料韧性的影响
1.3.4 对材料应力腐蚀性能的影响
1.4 课题研究内容
第2章 实验材料与方法
2.1 实验材料及制备工艺
2.2 力学性能测试
2.2.1 拉伸性能测试
2.2.2 低温韧性测试
2.3 慢应变速率拉伸和WOL试样应力腐蚀实验
2.3.1 慢应变速率拉伸实验
2.3.2 WOL试样应力腐蚀实验
2.4 显微组织形貌和第二相表征
2.4.1 基体组织和断口形貌表征
2.4.2 第二相表征
2.5 物相测定
2.5.1 基体组织的物相测定
2.5.2 第二相的测定
2.6 第二相析出热力学计算
第3章 两相区回火温度对新型马奥复相钢组织与性能的影响
3.1 引言
3.2 不同两相区回火温度的力学性能测试
3.3 不同两相区回火温度的微观组织表征
3.3.1 逆转变奥氏体的XRD表征
3.3.2 “有效晶粒”的EBSD表征
3.3.3 逆转变奥氏体的EBSD表征
3.3.4 逆转变奥氏体的TEM表征
3.4 分析与讨论
3.4.1 两相区回火温度对逆转变奥氏体形成的影响
3.4.2 两相区回火温度对力学性能的影响
3.5 本章小结
第4章 新型马奥复相钢中的纳米级第二相析出研究
4.1 引言
4.2 不同两相区回火温度下析出相的微观表征
4.2.1 第二相析出的物理化学相分析
4.2.2 第二相析出的TEM和碳膜复型表征
4.3 第二相析出的热力学和动力学计算
4.3.1 碳化钒的析出机制
4.3.2 合金渗碳体的平衡固溶度与Ostwald熟化规律
4.3.3 Cu析出机制
4.3.4 强化机理分析
4.4 本章小结
第5章 新型纳米强化马奥复相钢的应力腐蚀特性研究
5.1 引言
5.2 不同型号试验钢的力学性能和显微组织
5.3 不同型号试验钢慢应变速率拉伸性能对比研究
5.4 不同型号试验钢WOL试样应力腐蚀开裂性能对比研究
5.5 分析与讨论
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的论文
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]00Cr21Ni14Mn5Mo2N不锈钢耐海水应力腐蚀性能[J]. 刘静,张玉祥,杨澍. 物理测试. 2018(06)
[2]SPV50Q钢的应力腐蚀开裂实验研究[J]. 尹香琴,孔凡玉,陈玮玮,沈红威,刘辉. 热加工工艺. 2018(18)
[3]常见应力腐蚀标准试验方法对比及应用[J]. 党恒耀,张亚军,罗先甫,张文利. 理化检验(物理分册). 2018(09)
[4]25Co15Ni11Cr2MoE钢回火过程中析出相的演变规律[J]. 廉学魁,厉勇,王春旭,刘宪民. 钢铁研究学报. 2018(04)
[5]高Cl-环境对M152和17-4PH高强钢应力腐蚀开裂行为的影响[J]. 吴伟,郝文魁,李晓刚,钟平,董超芳,刘智勇,肖葵. 材料工程. 2018(02)
[6]变形FGH96合金涡轮盘物理化学相分析[J]. 卢毓华,沈学静,李杰,刘庆斌,付锐,王蓬. 冶金分析. 2018(01)
[7]淬火温度对压裂泵液压缸用钢动态断裂行为的影响[J]. 陈林燕,王国荣,何海洋,李蓉. 热加工工艺. 2017(14)
[8]5Cr8Mo2SiV钢淬火和回火过程中碳化物的析出[J]. 黄顶俊,杨弋涛. 金属热处理. 2017(03)
[9]国内外压裂泵的研发现状及发展趋势[J]. 常亮,朱春雨,刘兴刚,吕呈斌. 石化技术. 2016(12)
[10]不同腐蚀条件下L360钢慢应变速率拉伸性能分析[J]. 侯铎,曾钟,唐孝华,唐佳,张志东. 石油化工腐蚀与防护. 2016(03)
本文编号：3648927
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