304不锈钢晶界特征分布调控及其对抗氢脆性能的影响

发布时间：2023-04-05 17:52

　　304不锈钢是一种优秀的耐腐蚀材料,相较于低合金钢、碳钢等比较难以发生氢脆腐蚀,因而被广泛应用于海洋、石油、航天航空、氢能源、核工业等领域。但是当氢浓度过高,或者氢气压力过大时,氢脆敏感性较低的304不锈钢也不可避免的会发生氢脆,导致工件失效,这就对不锈钢的抗氢脆性能提出了更高的挑战。晶界设计与调控目前已经是一种改善多晶界材料综合性能的有效方法,304不锈钢的氢脆与晶界有着密切的关系,因此通过晶界工程来优化304不锈钢的晶界特征分布是提高其抗氢脆性能的一个有效手段。本文研究了变形量、退火温度和退火时间对不锈钢晶界特征分布的影响,确定了晶界优化的最佳工艺参数,并进一步探究了晶界特征分布对不锈钢抗氢脆性能的影响和机制,主要得出结论如下:(1)根据晶界特征分布调控的结果,确定了304奥氏体不锈钢晶界优化的最佳工艺参数为进行7%冷轧变形后在1075℃退火7min,特殊晶界比例达到75%,随机晶界的连通性得到有效的打断。(2)随着低ΣCSL晶界(重合位置点阵晶界)比例的升高,304奥氏体不锈钢的伸长率和断面收缩率均不断增加。试样充氢后,低ΣCSL晶界比例为54%的母材的氢致伸长率损减率和氢致断面...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 不锈钢氢脆
        1.1.1 不锈钢的氢脆机理
        1.1.2 氢脆的影响因素
        1.1.3 氢脆的预防措施
    1.2 晶界工程
        1.2.1 晶界的概念
        1.2.2 晶界工程的基本概念
        1.2.3 晶界工程的发展历程
        1.2.4 晶界特征分布优化的微观机制
        1.2.5 形变和热处理方式对晶界工程的影响
        1.2.6 晶界特征分布对氢脆的影响
    1.3 课题研究目的和意义
2 实验过程及方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验仪器
    2.3 实验流程
    2.4 实验方法
        2.4.1 固溶处理
        2.4.2 变形+退火处理
        2.4.3 电化学充氢处理
    2.5 分析测试方法
        2.5.1 金相组织观察
        2.5.2 物相分析
        2.5.3 抗氢脆性能性能测试
        2.5.4 充氢量测试
        2.5.5 SEM和 EBSD测试
3 304 不锈钢晶界特征分布调控
    3.1 母材组织特征
    3.2 变形量对晶界特征分布的影响
    3.3 退火温度对晶界特征分布的影响
    3.4 退火时间对晶界特征分布的影响
    3.5 本章小结
4 晶界特征分布对304 不锈钢抗氢脆性能的影响
    4.1 拉伸力学性能分析
        4.1.1 抗拉强度和屈服强度分析
        4.1.2 塑性分析
    4.2 拉伸断口形貌分析
    4.3 晶界特征分布对充氢量的影响
    4.4 本章小结
5 晶界特征分布对304 不锈钢氢致裂纹的影响
    5.1 BM和 GBEM的拉伸断口氢致裂纹形貌分析
    5.2 晶界特征分布对氢致裂纹的影响
        5.2.1 BM充氢样品中的裂纹
        5.2.2 GBEM充氢样品中的裂纹
    5.3 本章小结
6 结论
致谢
参考文献
附录



本文编号：3783855