含铜304L不锈钢的冷成形性能研究
发布时间：2021-01-10 11:56
铜（Cu）是不锈钢中常见的合金元素,也是人体必需的微量元素。含铜奥氏体不锈钢通过向传统奥氏体不锈钢中添加适量的铜,并经过时效处理析出富铜相,获得优异的力学性能和抗菌性能,被广泛应用在生物医学和餐厨卫生等领域。然而在生产过程中发现,这类材料的冷成形性能较差。将奥氏体不锈钢板深冲加工成水槽等构件时,容易发生制耳、起皱甚至开裂等现象。为解决这一问题,本文系统地研究了铜添加和富铜相对304L-Cu奥氏体不锈钢微观组织、力学性能和冷成形性能的影响规律。在此基础上,选择其中综合性能最优的304L-Cu不锈钢,研究了冷变形量和热处理状态对其微观组织、力学性能和织构演变的影响规律。本文开展的主要研究内容及取得的结果如下:（1）铜添加和富铜相对304L-Cu奥氏体不锈钢组织和性能的影响对304L不锈钢中Cu的平衡固溶度以及不同Cu含量的不锈钢的堆垛层错能（SFE）进行了计算,并对其微观组织、力学性能和成形性能进行了表征。结果表明,304L不锈钢中Cu的平衡固溶度公式为:Ig[Cu]γ=2.295-2018/T。铜的添加使304L不锈钢的堆垛层错能升高,变形时的马氏体转变量降低,变形孪晶含量升高,变形机制...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 含铜奥氏体抗菌不锈钢
1.2 钢中铜添加和富铜相的研究现状
1.2.1 铜在钢中的作用
1.2.2 钢中富铜相的研究现状
1.3 冷变形对奥氏体不锈钢的影响
1.3.1 加工硬化与应变诱导马氏体
1.3.2 不锈钢中冷变形织构的研究现状
1.4 论文研究的目的和主要内容
第2章 试验材料及方法
2.1 试验材料
2.2 性能测试
2.2.1 拉伸性能测试
2.2.2 硬度测试
2.2.3 杯突试验
2.2.4 XRD宏观织构分析
2.3 组织分析
2.3.1 金相组织观察
2.3.2 XRD定量分析
2.3.3 SEM断口形貌表征
2.3.4 电子背散射衍射分析（EBSD）
2.3.5 TEM显微组织观察
第3章 铜添加和富铜相对304L不锈钢组织和性能的影响
3.1 引言
3.2 铜添加和富铜相析出的热力学分析
3.2.1 平衡固溶度的计算
3.2.2 堆垛层错能的计算
3.3 铜添加和富铜相对组织的影响
3.3.1 显微组织观察和定性分析
3.3.2 微观组织观察和定量分析
3.4 铜添加和富铜相对性能的影响
3.4.1 铜添加和富铜相对力学性能的影响研究
3.4.2 铜添加和富铜相对成形性能的影响研究
3.5 铜添加和富铜相对变形机制的影响
3.6 本章小结
第4章 冷变形和热处理状态对304L-3. 5Cu不锈钢组织和性能的影响
4.1 引言
4.2 冷变形和热处理状态对显微组织的影响
4.2.1 显微组织观察
4.2.2 马氏体的定量分析
4.3 冷变形和热处理状态对304L-3. 5Cu不锈钢力学性能的影响
4.3.1 冷变形和热处理状态对力学性能的影响
4.3.2 冷变形和热处理状态对加工硬化行为的影响
4.4 304L-3. 5Cu不锈钢冷变形织构的研究
4.5 本章小结
第5章 全文结论
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]时效对含Nb低合金高强钢显微组织和力学性能的影响[J]. 张继明,喻春明. 材料热处理学报. 2019(06)
[2]ECAP变形对Mg-Y-Nd-Zr合金组织和性能的影响[J]. 胡威威,李伟,赵丰停,谭蕴,石小方,田亮. 材料热处理学报. 2019(04)
[3]时效处理对20%冷变形15Cr-15Ni含Ti奥氏体不锈钢组织和650℃拉伸性能的影响[J]. 王志楠,梁田,张龙,杜爱兵,高明,马颖澈,刘奎. 稀有金属材料与工程. 2018(11)
[4]奥氏体不锈钢应变强化研究现状[J]. 王宁,王娟,李亚江. 压力容器. 2018(04)
[5]铜含量对Cr21铁素体不锈钢组织和性能的影响[J]. 刘华强,唐荻,赵爱民,周开春. 材料热处理学报. 2017(11)
[6]含铜抗菌不锈钢材料研究概况[J]. 王永霞,李大胜. 盐城工学院学报(自然科学版). 2017(01)
[7]304奥氏体不锈钢超低温轧制变形诱发马氏体转变的定量分析及组织表征[J]. 史金涛,侯陇刚,左锦荣,卢林,崔华,张济山. 金属学报. 2016(08)
[8]奥氏体不锈钢晶粒细化对形变机制和力学性能的影响[J]. 万响亮,李光强,周博文,马江华. 材料工程. 2016(08)
[9]抗菌不锈钢的研究进展[J]. 徐鸣悦,王丛,李运刚. 铸造技术. 2016(06)
[10]抗菌不锈钢的发展研究现状及展望[J]. 马涛,李运刚. 材料导报. 2015(13)
博士论文
[1]冷轧奥氏体不锈钢退火转变及其对组织和力学行为的影响[D]. 贺延明.燕山大学 2018
[2]奥氏体不锈钢在H2S环境下的腐蚀行为与钝化膜演化研究[D]. 王竹.北京科技大学 2018
[3]1Cr17铁素体不锈钢的成形性能研究[D]. 刘洪涛.北京科技大学 2018
[4]含铜抗菌奥氏体不锈钢的铜析出行为及性能研究[D]. 席通.大连理工大学 2017
[5]铁素体抗菌不锈钢的铜析出机理与性能控制[D]. 尹鸿祥.北京科技大学 2016
[6]含铜（氮）抗菌不锈钢的组织与性能研究[D]. 张志霞.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]冷轧态奥氏体钢高压退火处理后的组织与性能研究[D]. 李晓君.燕山大学 2016
[2]奥氏体不锈钢薄板冷轧变形量与硬度和强度的相关性研究[D]. 聂志水.太原理工大学 2012
[3]SUS304奥氏体不锈钢冷轧及退火工艺对组织和性能的影响[D]. 飞尚才.兰州理工大学 2011
[4]奥氏体不锈钢冷轧板材成形性能及耐蚀性能研究[D]. 夏渊.兰州理工大学 2011
[5]含铜奥氏体抗菌不锈钢微观组织与性能研究[D]. 时均增.兰州理工大学 2010
[6]含铜奥氏体抗菌不锈钢的工艺及性能研究[D]. 邱文军.上海交通大学 2009
本文编号：2968661
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 含铜奥氏体抗菌不锈钢
1.2 钢中铜添加和富铜相的研究现状
1.2.1 铜在钢中的作用
1.2.2 钢中富铜相的研究现状
1.3 冷变形对奥氏体不锈钢的影响
1.3.1 加工硬化与应变诱导马氏体
1.3.2 不锈钢中冷变形织构的研究现状
1.4 论文研究的目的和主要内容
第2章 试验材料及方法
2.1 试验材料
2.2 性能测试
2.2.1 拉伸性能测试
2.2.2 硬度测试
2.2.3 杯突试验
2.2.4 XRD宏观织构分析
2.3 组织分析
2.3.1 金相组织观察
2.3.2 XRD定量分析
2.3.3 SEM断口形貌表征
2.3.4 电子背散射衍射分析（EBSD）
2.3.5 TEM显微组织观察
第3章 铜添加和富铜相对304L不锈钢组织和性能的影响
3.1 引言
3.2 铜添加和富铜相析出的热力学分析
3.2.1 平衡固溶度的计算
3.2.2 堆垛层错能的计算
3.3 铜添加和富铜相对组织的影响
3.3.1 显微组织观察和定性分析
3.3.2 微观组织观察和定量分析
3.4 铜添加和富铜相对性能的影响
3.4.1 铜添加和富铜相对力学性能的影响研究
3.4.2 铜添加和富铜相对成形性能的影响研究
3.5 铜添加和富铜相对变形机制的影响
3.6 本章小结
第4章 冷变形和热处理状态对304L-3. 5Cu不锈钢组织和性能的影响
4.1 引言
4.2 冷变形和热处理状态对显微组织的影响
4.2.1 显微组织观察
4.2.2 马氏体的定量分析
4.3 冷变形和热处理状态对304L-3. 5Cu不锈钢力学性能的影响
4.3.1 冷变形和热处理状态对力学性能的影响
4.3.2 冷变形和热处理状态对加工硬化行为的影响
4.4 304L-3. 5Cu不锈钢冷变形织构的研究
4.5 本章小结
第5章 全文结论
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]时效对含Nb低合金高强钢显微组织和力学性能的影响[J]. 张继明,喻春明. 材料热处理学报. 2019(06)
[2]ECAP变形对Mg-Y-Nd-Zr合金组织和性能的影响[J]. 胡威威,李伟,赵丰停,谭蕴,石小方,田亮. 材料热处理学报. 2019(04)
[3]时效处理对20%冷变形15Cr-15Ni含Ti奥氏体不锈钢组织和650℃拉伸性能的影响[J]. 王志楠,梁田,张龙,杜爱兵,高明,马颖澈,刘奎. 稀有金属材料与工程. 2018(11)
[4]奥氏体不锈钢应变强化研究现状[J]. 王宁,王娟,李亚江. 压力容器. 2018(04)
[5]铜含量对Cr21铁素体不锈钢组织和性能的影响[J]. 刘华强,唐荻,赵爱民,周开春. 材料热处理学报. 2017(11)
[6]含铜抗菌不锈钢材料研究概况[J]. 王永霞,李大胜. 盐城工学院学报(自然科学版). 2017(01)
[7]304奥氏体不锈钢超低温轧制变形诱发马氏体转变的定量分析及组织表征[J]. 史金涛,侯陇刚,左锦荣,卢林,崔华,张济山. 金属学报. 2016(08)
[8]奥氏体不锈钢晶粒细化对形变机制和力学性能的影响[J]. 万响亮,李光强,周博文,马江华. 材料工程. 2016(08)
[9]抗菌不锈钢的研究进展[J]. 徐鸣悦,王丛,李运刚. 铸造技术. 2016(06)
[10]抗菌不锈钢的发展研究现状及展望[J]. 马涛,李运刚. 材料导报. 2015(13)
博士论文
[1]冷轧奥氏体不锈钢退火转变及其对组织和力学行为的影响[D]. 贺延明.燕山大学 2018
[2]奥氏体不锈钢在H2S环境下的腐蚀行为与钝化膜演化研究[D]. 王竹.北京科技大学 2018
[3]1Cr17铁素体不锈钢的成形性能研究[D]. 刘洪涛.北京科技大学 2018
[4]含铜抗菌奥氏体不锈钢的铜析出行为及性能研究[D]. 席通.大连理工大学 2017
[5]铁素体抗菌不锈钢的铜析出机理与性能控制[D]. 尹鸿祥.北京科技大学 2016
[6]含铜（氮）抗菌不锈钢的组织与性能研究[D]. 张志霞.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]冷轧态奥氏体钢高压退火处理后的组织与性能研究[D]. 李晓君.燕山大学 2016
[2]奥氏体不锈钢薄板冷轧变形量与硬度和强度的相关性研究[D]. 聂志水.太原理工大学 2012
[3]SUS304奥氏体不锈钢冷轧及退火工艺对组织和性能的影响[D]. 飞尚才.兰州理工大学 2011
[4]奥氏体不锈钢冷轧板材成形性能及耐蚀性能研究[D]. 夏渊.兰州理工大学 2011
[5]含铜奥氏体抗菌不锈钢微观组织与性能研究[D]. 时均增.兰州理工大学 2010
[6]含铜奥氏体抗菌不锈钢的工艺及性能研究[D]. 邱文军.上海交通大学 2009
本文编号：2968661
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/2968661.html
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