USS122超高强度不锈钢热变形行为与强韧化机理的研究

发布时间：2017-10-13 23:08

  本文关键词：USS122超高强度不锈钢热变形行为与强韧化机理的研究

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【摘要】：超高强度不锈钢是一种具有优异的强韧性配合及良好的耐蚀性能的高合金不锈钢。目前,作为结构部件的首选材料被广泛应用于航空、航天、海洋等高科技领域。然而由于其合金化程度很高,析出相复杂,导致热加工问题非常突出,极大地制约了材料的进一步发展和应用。因此研究USS122超高强度不锈钢的强韧化机理和热变形行为,具有极为重要的理论意义和实际应用价值。本文采用透射电子显微镜、扫描电镜、相分析等手段观察和分析了相应状态的微观组织,研究结果表明钢的原始晶界上分布大量的M23C6、M6C型碳化物以及χ相,经1050℃固溶处理后组织为高密度位错的板条马氏体和少量残余奥氏体,且析出相基本全部溶解：经1000℃固溶处理析出相未全部溶解,严重的影响了钢的韧性；经1100℃固溶处理组织明显粗大,屈服强度明显下降。经过1050℃×1hOQ,-73℃×8hAC,540℃×4hAC峰时效)处理后,钢的抗拉强度Rm≥1900MPa,并且拥有良好的冲击韧性(AKU2=50J)与之相匹配。钢中有大量细小弥散的Laves相析出,它们尺寸在10～15nm左右,提高了钢的强度；在欠时效状态,钢中的析出相较少强化效果不足；过时效状态,钢中的析出相聚集、粗化,也对钢的强度不利。在变形温度为850～1150℃,应变速率为0.01～10s-1的条件下,基于热变形流变应力数据,建立了USS122钢的热变形本构方程,动态再结晶临界应变模型以及动态再结晶晶粒平均尺寸与Z参数之间的定量关系模型。钢的热变形激活能为452.024KJ/mol。基于动态材料模型,得到了超高强度不锈钢在变形温度为850～1150℃,应变速率为0.01-lOs-1的条件下的应变速率敏感性指数、能量耗散率及失稳参数,并建立其热加工图,确定了钢的最佳热加工区域。
【关键词】：马氏体沉淀硬化不锈钢 固溶 时效 析出相 热加工图
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.71
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-30
• 1.1 选题背景10
• 1.2 选题目的与意义10-12
• 1.3 马氏体沉淀硬化不锈钢的发展与现状12-18
• 1.4 马氏体沉淀硬化不锈钢的强化机理18-20
• 1.4.1 强化机理18-20
• 1.4.2 韧化机理20
• 1.5 马氏体沉淀硬化不锈钢化学成分与析出相对应关系20-23
• 1.6 超高强度不锈钢的热变形行为和热加工工艺23-30
• 1.6.1 热变形行为24-27
• 1.6.2 热加工图27-30
• 第二章 实验材料及方法30-34
• 2.1 实验材料30
• 2.2 试验方法及手段30-33
• 2.2.1 热处理工艺30-31
• 2.2.2 力学性能的测定31-32
• 2.2.3 显微组织观察分析32
• 2.2.4 残余奥氏体测量32-33
• 2.2.5 临界点测试33
• 2.2.6 热压缩试验33
• 2.3 本章小结33-34
• 第三章 固溶温度对钢组织和力学性能的影响34-50
• 3.1 固溶温度对力学性能的影响34-35
• 3.2 冲击试样断口形貌35-36
• 3.3 固溶温度对显微组织的影响36-39
• 3.4 相分析39-40
• 3.5 第二相的微观组织40-44
• 3.6 固溶温度对Ms点的影响44-45
• 3.7 固溶温度对残余奥氏体的影响45-48
• 3.8 本章小结48-50
• 第四章 时效对超高强度不锈钢力学及微观组织的影响50-68
• 4.1 显微组织分析50-52
• 4.2 时效温度对力学性能的影响52-53
• 4.3 时效温度对冲击断口形貌的影响53-54
• 4.4 时效处理对钢微观组织的影响54-64
• 4.4.1 时效对析出相的影响54-60
• 4.4.2 时效对逆转变奥氏体的影响60-64
• 4.5 综合讨论64-65
• 4.5.1 强化机理64-65
• 4.5.2 韧化机理65
• 4.6 本章小结65-68
• 第五章 超高强度不锈钢热变形行为的研究68-84
• 5.1 变形温度和应变速率对真应力-真应变曲线的影响68-70
• 5.2 变形温度和应变速率对显微组织的影响70-73
• 5.3 热变形方程的建立73-76
• 5.4 动态再结晶临界条件的确定76-80
• 5.5 临界应变预测模型的构建80-81
• 5.6 动态再结晶的组织演变81-82
• 5.7 动态再结晶的晶粒尺寸模型82-83
• 5.8 本章小结83-84
• 第六章 超高强度不锈钢的热加工图84-98
• 6.1 热加工图物理模型的理论基础84-87
• 6.1.1 原子理论模型84-85
• 6.1.2 动态材料模型85-87
• 6.2 热加工图的绘制87-97
• 6.2.1 能量耗散图87-95
• 6.2.2 失稳图和热加工图95-97
• 6.3 本章小结97-98
• 第七章 结论及展望98-100
• 7.1 全文结论98-99
• 7.2 展望99-100
• 致谢100-102
• 参考文献102-108
• 附录A108

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1027583