ODS钢构筑成形过程界面愈合机理研究

发布时间：2022-10-09 18:47

　　氧化物弥散强化（Oxide Dispersion Strengthened,ODS）钢因其中极具热稳定性的纳米氧化相的存在而具有优异的高温力学性能,突出的抗辐照性能及良好的耐腐蚀性和抗氧化性,被认为是未来先进核能系统的最佳备选材料。由于其组织结构特殊性,ODS钢难以实现大尺寸制备且不适用于传统焊接方法,因为采用传统的熔焊方式进行连接容易导致焊缝区晶粒长大以及纳米析出相粗化,从而大大折损其高温性能。本课题组率先提出的金属构筑成形技术是一种新型的固态连接技术,其通过控制高温热变形过程而实现界面的高效连接,可避免传统焊接过程中热影响区及局部过热融化区对于原材料组织的不利影响。本文系统开展了ODS钢母材（14Cr铁素体钢）及ODS钢（14YWT合金）的构筑成形连接实验,研究了变形温度、变形量、应变速率及表面粗糙度等参数对连接界面微观组织演化及界面愈合效果的影响,通过力学拉伸实验评估了不同工艺参数下的构筑界面的可靠性,结合光学显微镜、背散射电子衍射（Electron Backscattered Diffraction,EBSD）和透射电镜（Transmission electron micros... 

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 氧化物弥散强化钢
    1.3 ODS钢连接技术的研究现状
        1.3.1 加压电阻焊接技术
        1.3.2 搅拌摩擦焊接技术
        1.3.3 磁脉冲焊接技术
        1.3.4 扩散焊接技术
    1.4 构筑成形技术
    1.5 构筑过程中的再结晶机制
        1.5.1 不连续动态再结晶机制
        1.5.2 连续动态再结晶机制
        1.5.3 几何动态再结晶机制
    1.6 本文研究思路及研究内容
第二章 实验材料与方法
    2.1 实验材料制备
    2.2 构筑连接实验
    2.3 构筑接头微观组织分析
        2.3.1 金相组织观察
        2.3.2 接头力学性能检测
        2.3.3 扫描电镜显微分析
        2.3.4 透射电镜显微分析
第三章 14Cr铁素体钢构筑成形工艺探究
    3.1 引言
    3.2 14Cr铁素体钢构筑成形工艺参数探究
        3.2.1 14Cr铁素体钢微观组织表征
        3.2.2 变形量对于构筑连接界面的影响
        3.2.3 变形温度对于构筑连接界面的影响
        3.2.4 变形速率对于构筑连接界面的影响
    3.3 14Cr铁素体钢构筑连接接头力学性能检测
        3.3.1 构筑连接接头拉伸性能
        3.3.2 拉伸断口形貌分析
    3.4 14Cr铁素体钢构筑连接机理探究
        3.4.1 低应变速率条件下的连续动态再结晶
        3.4.2 高应变速率条件下的不连续动态再结晶机制
    3.5 构筑过程动态再结晶机制转变原因探讨
        3.5.1 绝热温升
        3.5.2 应变诱导析出
        3.5.3 再结晶驱动力
    3.6 构筑连接界面愈合机理
    3.7 本章小结
第四章 14YWT合金构筑成形工艺探究
    4.1 引言
    4.2 14YWT合金制备及其微观结构表征
    4.3 14YWT合金构筑成形工艺参数探究
        4.3.1 表面粗糙度对于构筑连接界面的影响
        4.3.2 变形温度及变形量对于构筑连接界面的影响
    4.4 14YWT构筑连接接头力学性能检测
        4.4.1 构筑连接接头拉伸性能
        4.4.2 拉伸断口形貌分析
    4.5 本章小结
第五章 14YWT合金构筑成形机理探究
    5.1 引言
    5.2 14YWT合金构筑连接界面微观组织分析
        5.2.1 构筑条件对连接界面微观组织演化的影响
        5.2.2 界面愈合行为
    5.3 14YWT合金构筑连接再结晶行为探究
    5.4 14YWT合金构筑界面愈合机理探究
    5.5 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]Interfacial microstructure evolution and bonding mechanisms of 14YWT alloys produced by hot compression bonding[J]. Liying Zhou,Shaobo Feng,Mingyue Sun,Bin Xu,Dianzhong Li.  Journal of Materials Science ＆ Technology. 2019(08)
[2]800H合金动态再结晶行为研究[J]. 曹宇,邸洪双,张洁岑,张敬奇,马天军.  金属学报. 2012(10)
[3]14CrODS铁素体钢的制备及其拉伸性能[J]. 廖璐,周张健,李明.  材料工程. 2012(04)
[4]聚变堆第一壁用纳米结构ODS钢的发展与前瞻[J]. 吕铮.  原子能科学技术. 2011(09)
[5]先进航空高温结构材料的钎焊与扩散焊技术[J]. 李晓红.  焊接. 2008(11)
[6]氧化物弥散强化高温合金MGH956的基本焊接性研究[J]. 淮军锋,郭万林,李天文,袁鸿,姜维.  材料工程. 2008(09)
[7]第4代核能系统研究与发展计划[J]. 曹毅刚,欧阳武.  国际电力. 2005(04)

博士论文
[1]9Cr氧化物弥散强化钢的强化机理研究及性能评价[D]. 张广明.北京科技大学 2016
[2]用于第四代先进核能系统的氧化物弥散强化合金的研究[D]. 李少夫.北京科技大学 2016

硕士论文
[1]汽车车身铝钢金属板件磁脉冲焊接工艺研究[D]. 袁伟.湖南大学 2017



本文编号：3689169