不同含氮量奥氏体不锈钢低温力学性能和组织稳定性的研究

发布时间：2017-08-05 14:19

  本文关键词：不同含氮量奥氏体不锈钢低温力学性能和组织稳定性的研究

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【摘要】：海洋环境平台用钢必须具备高强度、高韧性、抗层状撕裂、冷加工性、以及耐海水腐蚀等性能指标,这些低温技术的运用为奥氏体不锈钢带来了巨大的发展空间。本论文设计了三种节镍含氮奥氏体不锈钢:H1、H2和Z1。用扫描电镜、X射线衍射仪、透射电镜、拉伸实验机和冲击实验机等设备对三种实验钢的低温力学性能和组织稳定性以及深冷性能进行了研究。H1、H2两种实验钢在1050℃,保温1h的固溶处理后得到完全的奥氏体相,并伴随有孪晶出现。Z1实验钢的固溶处理温度为1000℃,保温时间为2h,固溶处理后的组织除了奥氏体相还有少量的Crx Oy和Mnx Oy等析出物在晶界处,组织中也含有孪晶。低温拉伸实验的结果是H1的低温力学性能最优,H2其次,Z1最低。H1和H2实验钢的断口上布满了韧窝,并且韧窝里有夹杂物,其中H1钢的韧窝夹杂物的主要成分是铬、锰和氧的化合物,H2钢的夹杂物是硫,锰和氧的化合物。三种实验钢低温冲击实验的结果显示,三种实验钢的冲击功均随着实验温度的降低而降低,并且实验钢均发生了韧脆转变现象。在各种实验温度下,Z1钢的冲击功均比H1、H2要高,且H2的冲击功比H1要高。H1、H2两种实验钢低温下含氮量的变化对韧脆转变温度的影响不大,但是相比于Z1实验钢,H1、H2实验钢的韧脆转变温度有比较明显的提升。增加深冷次数,H1实验钢抗拉强度和屈服强度有一定程度的下降,而对冲击韧性有一定的提高作用,但延长深冷时间对其影响不大。对于H2实验钢不论是延长深冷时长还是增加深冷次数对冲击韧性、抗拉强度和屈服强度几乎没有影响,说明含氮量较低的H2奥氏体不锈钢的深冷性能较好。三种实验钢断口附近组织XRD检测结果,无论是拉伸、冲击、还是针对H1和H2的深冷处理,三种实验钢的组织组成均未发生变化;H1和H2奥氏体实验钢的TEM检测均未检测到α’马氏体和ε马氏体的存在,也没有发现氮化物。三种实验钢均有着良好的低温组织稳定性。
【关键词】：奥氏体不锈钢 低温力学性能 组织稳定性 显微组织
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG142.71
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-23
• 1.1 本课题研究的意义10-11
• 1.2 高氮奥氏体不锈钢的分类11-12
• 1.3 高氮奥氏体不锈钢的发展12-16
• 1.3.1 国外高氮奥氏体不锈钢的发展状况12-14
• 1.3.2 国内高氮奥氏体不锈钢的发展状况14-15
• 1.3.3 高氮奥氏体不锈钢发展中存在的问题15-16
• 1.4 高氮奥氏体不锈钢中合金元素的作用16-22
• 1.4.1 氮在奥氏体不锈钢中的作用16-18
• 1.4.2 铬在奥氏体不锈钢中的作用18-19
• 1.4.3 镍在奥氏体不锈钢中的作用19-20
• 1.4.4 锰在奥氏体不锈钢中的作用20-21
• 1.4.5 钼在奥氏体不锈钢中的作用21-22
• 1.5 课题来源及本论文的研究目的和研究内容22-23
• 1.5.1 课题来源22
• 1.5.2 本论文的研究目的和内容22-23
• 第二章 实验材料及实验方法23-27
• 2.1 实验材料23
• 2.2 实验方法23-26
• 2.2.1 固溶处理23
• 2.2.2 低温拉伸性能测试实验23-24
• 2.2.3 低温冲击性能测试实验24-25
• 2.2.4 深冷测试实验25-26
• 2.3 本章小结26-27
• 第三章 实验钢组织和低温拉伸性能研究27-41
• 3.1 显微组织分析27-28
• 3.2 低温拉伸实验分析28-33
• 3.3 拉伸断口扫描33-36
• 3.4 断口EDS分析36-38
• 3.5 冷变形材料的微观结构38-39
• 3.6 本章小结39-41
• 第四章 实验钢低温冲击性能研究41-49
• 4.1 低温冲击实验分析41-43
• 4.2 冲击断口扫描43-46
• 4.3 韧脆转变机理46
• 4.4 组织稳定性分析46-48
• 4.5 本章小结48-49
• 第五章 实验钢的深冷性能研究49-56
• 5.1 深冷拉伸和冲击实验结果49-51
• 5.1.1 深冷拉伸49-50
• 5.1.2 深冷冲击50-51
• 5.2 拉伸与冲击断口扫描51-53
• 5.3 组织稳定性分析53-54
• 5.4 本章小结54-56
• 第六章 结论与展望56-58
• 6.1 结论56-57
• 6.2 展望57-58
• 参考文献58-64
• 致谢64-65
• 硕士期间发表论文65

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本文编号：625320