Ni、Mn、N对2507超级双相不锈钢组织和性能的影响

发布时间：2017-05-05 23:08

  本文关键词：Ni、Mn、N对2507超级双相不锈钢组织和性能的影响，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：2507双相不锈钢具有铁素体和奥氏体两相组织，，这种特征赋予了双相钢优异的力学性能和耐腐蚀性能。由于潮汐发电所用的材料长期受到海水的浸泡和冲击，设备遭到浸蚀，容易造成重大事故，制约了潮汐能的发展和推广，因而研究出潮汐发电用既耐海水腐蚀又抗潮水冲击的金属材料，成为了亟待解决的技术难题。本文研究了合金元素Ni、Mn、N对2507超级双相不锈钢组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响，并对2507超级不锈钢的成分进行优化。拟定双相不锈钢Ni、Mn、N的加入量为xNi-yMn-zN (x=6，7，8；y=0.4，0.6，0.8，1.0，1.2；z=0.15，0.18，0.21，0.24，0.27)。 首先，本文探讨了Ni元素对双相钢的影响。研究表明：Ni的加入可以使得奥氏体相逐渐增加，Ni为8%时相比例接近1:1；加入Ni可以提高2507双相不锈钢的韧性和塑性，对强度和硬度影响不大；Ni的加入可以有效的提高材料的耐腐蚀性能和耐应力腐蚀性能。当Ni含量为7%时，合金的耐应力腐蚀最佳，当Ni含量为8%时，2507双相不锈钢的力学性能、耐点腐蚀性能和电化学腐蚀性能最佳。 其次，本文探讨了Mn元素对双相钢的影响，研究表明：随着Mn含量的增加，奥氏体相先增多后减少，Mn为1.0%时奥氏体含量为45%；加入适当的Mn可以提高2507双相不锈钢的强度、韧性和塑性；Mn的加入对2507双相钢的耐腐蚀性能有恶化的效果。当Mn含量为0.8%时，合金的力学性能最好，当Mn含量为0.6%时，合金的耐腐蚀性能最佳。 最后，本文探讨了N元素对双相钢的影响，研究表明：随着N含量的增加，奥氏体相逐渐增加，N为0.27%时两相比例接近1:1；加入N可以提高2507双相不锈钢的强度，改善2507双相不锈钢的韧性；N的加入能提高2507双相钢的耐腐蚀性能，N含量为0.27%时，材料的应力腐蚀断裂时间高达154h。当N含量为0.21%-0.27%时，合金的力学性能最好，当N含量为0.27%时，合金的耐腐蚀性能最佳。 优化后的2507双相不锈钢中Ni、Mn、N的加入量：Ni为7%-8%、Mn为0.6%-0.8%、N为0.21%-0.27%。当要求2507双相钢具有优异的强度时，Ni、Mn、N的加入量为：8Ni-0.8Mn-0.27N；当要求2507双相钢具有优异的韧性时，Ni、Mn、N的加入量为：8Ni-0.8Mn-0.21N；当要求2507双相钢具有优异的耐腐蚀性能时，Ni、Mn、N的加入量为：8Ni-0.6Mn-0.27N。
【关键词】：2507双相不锈钢 力学性能 点蚀 应力腐蚀 电化学腐蚀
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TG142.71
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 课题研究的背景及意义11
• 1.2 双相不锈钢的优缺点11-12
• 1.3 双相不锈钢的分类及主要牌号12-13
• 1.3.1 双相不锈钢的分类12-13
• 1.3.2 双相不锈钢的主要牌号13
• 1.4 合金元素在双相不锈钢中的作用13-14
• 1.5 国内外发展现状14-15
• 1.6 主要研究内容15-17
• 第2章 试验材料及试验方法17-28
• 2.1 试验材料及设备17-18
• 2.1.1 试验材料17
• 2.1.2 试验设备17-18
• 2.2 试验方案18-21
• 2.2.1 试验流程18
• 2.2.2 合金成分的设计18-19
• 2.2.3 砂型制备19-20
• 2.2.4 熔炼浇注20
• 2.2.5 热处理及试样制备20-21
• 2.3 金相组织观察21-22
• 2.4 力学性能测试22-24
• 2.4.1 拉伸试验22-23
• 2.4.2 冲击试验23-24
• 2.4.3 硬度试验24
• 2.5 腐蚀性能测试24-28
• 2.5.1 点腐蚀24-25
• 2.5.2 电化学腐蚀25-26
• 2.5.3 耐应力腐蚀26-28
• 第3章 Ni 对双相不锈钢组织和性能的影响28-35
• 3.1 引言28
• 3.2 Ni 对 2507 双相不锈钢组织的影响28-29
• 3.3 Ni 对 2507 双相不锈钢力学性能的影响29-31
• 3.4 Ni 对 2507 双相钢腐蚀性能的影响31-33
• 3.4.1 Ni 对合金点腐蚀性能的影响31-32
• 3.4.2 Ni 对合金电化学腐蚀性能的影响32-33
• 3.4.3 Ni 对合金应力腐蚀性能的影响33
• 3.5 本章小结33-35
• 第4章 Mn 对双相不锈钢组织和性能的影响35-43
• 4.1 引言35
• 4.2 Mn 对 2507 双相不锈钢组织的影响35-36
• 4.3 Mn 对 2507 双相不锈钢力学性能的影响36-39
• 4.4 Mn 对 2507 双相钢腐蚀性能的影响39-42
• 4.4.1 Mn 对合金点腐蚀性能的影响39-40
• 4.4.2 Mn 对合金电化学腐蚀性能的影响40-41
• 4.4.3 Mn 对合金应力腐蚀性能的影响41-42
• 4.5 本章小结42-43
• 第5章 N 对双相不锈钢组织和性能的影响43-51
• 5.1 引言43
• 5.2 N 对 2507 双相不锈钢组织的影响43-44
• 5.3 N 对 2507 双相不锈钢力学性能的影响44-47
• 5.4 N 对 2507 双相钢腐蚀性能的影响47-49
• 5.4.1 N 对合金点腐蚀性能的影响47
• 5.4.2 N 对合金电化学腐蚀性能的影响47-48
• 5.4.3 N 对合金应力腐蚀性能的影响48-49
• 5.5 本章小结49-51
• 结论51-52
• 参考文献52-56
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文56-57
• 致谢57

【参考文献】

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