含Mo奥氏体不锈钢凝固偏析行为及偏析机理研究

发布时间：2023-05-18 19:55

　　904L是一种高Cr、高Mo、高Ni的超级奥氏体不锈钢,合金含量大于40%。高合金化含量使其具有优异的力学性能和耐腐蚀性,在石油、化工等行业得到了广泛的应用。但较高的合金含量造成904L凝固过程比较复杂,铸态组织偏析严重,给后续热加工和热处理的进行带来相当大的难度。因此,研究904L超级奥氏体不锈钢的凝固偏析行为及均匀化工艺,制定合理的均匀化制度,可为钢的热成形过程提供理论依据和技术参考。本文根据Thermo-Calc热力学软件计算结果,借助高温激光共聚焦扫描显微镜动态原位观察904L的凝固过程,利用光学显微镜、扫描电镜和电子探针等定性定量分析冷却速率(6℃/min、50℃/min和100℃/min)对凝固过程和凝固组织的影响,为进一步掌握904L超级奥氏体不锈钢的凝固偏析行为提供数据基础;根据元素扩散动力学制定合理的热处理制度,系统表征了均匀化处理过程中904L的组织演化及元素扩散行为。本研究主要得到以下结论:1)Thermo-Calc软件计算结果表明,Scheil-Guliver模块在非平衡条件下模拟计算结果与平衡条件下模拟结果基本一致。904L超级奥氏体不锈钢铬镍当量比为0.98...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 超级奥氏体不锈钢概述
        1.1.1 超级奥氏体不锈钢简介
        1.1.2 超级奥氏体不锈钢的发展
        1.1.3 超级奥氏体不锈钢的性能特点
    1.2 超级奥氏体不锈钢的凝固过程
        1.2.1 凝固过程的主要析出相
        1.2.2 合金元素的作用
        1.2.3 凝固过程的研究方法
    1.3 高温激光共聚焦扫描显微镜(HT-CLSM)在材料研究中的应用
        1.3.1 HT-CLSM的发展和成像原理
        1.3.2 HT-CLSM在材料研究中的应用
    1.4 选题意义及主要研究内容
    1.5 技术路线和实验方案
2 实验材料与实验方法
    2.1 实验材料准备
    2.2 实验方法
        2.2.1 Thermo-Calc热力学计算
        2.2.2 高温激光共聚焦扫描显微镜(HT-CLSM)不同冷速处理
        2.2.3 均匀化热处理
    2.3 主要测试仪器及表征方法
        2.3.1 光学显微镜
        2.3.2 真实色共聚焦显微镜
        2.3.3 扫描和能谱分析
        2.3.4 电子探针分析
        2.3.5 显微硬度测量
3 904L超级奥氏体不锈钢热力学计算
    3.1 904L超级奥氏体不锈钢凝固模式
    3.2 Thermo-Calc热力学计算
        3.2.1 平衡相图和稳定相质量分数
        3.2.2 平衡凝固过程中各元素溶质分配系数
    3.3 非平衡状态Scheil-Guliver模块计算
        3.3.1 非平衡状态下的凝固路径
        3.3.2 非平衡状态下各元素偏析
    3.4 本章小结
4 凝固过程动态原位观察及组织分析
    4.1 熔化和凝固过程动态原位观察
        4.1.1 熔化过程
        4.1.2 凝固过程
    4.2 冷却速率对904L超级奥氏体不锈钢组织的影响
        4.2.1 不同冷速凝固
        4.2.2 二次枝晶间距
        4.2.3 枝晶偏析
        4.2.4 Sigma相的析出及分布
    4.3 冷却速率对显微硬度的影响
    4.4 本章小结
5 904L超级奥氏体不锈钢均匀化工艺研究
    5.1 铸态组织分析
        5.1.1 组织形貌
        5.1.2 元素偏析
    5.2 均匀化工艺研究
        5.2.1 均匀化扩散动力学
        5.2.2 确定热处理工艺
    5.3 均匀化过程组织变化
        5.3.1 枝晶形貌
        5.3.2 Sigma相分布
        5.3.3 Mo元素残余偏析指数及偏析系数
        5.3.4 确定最佳热处理制度
    5.4 本章小结
6 结论
参考文献
攻读硕士期间发表的学术论文与成果
致谢



本文编号：3818894