Ti-Al复合强化马氏体时效不锈钢的力学性能和时效脆性研究
发布时间：2022-01-22 15:48
马氏体时效不锈钢是一种含Fe,Cr,Ni,Ti（或Al）等基本元素的超低C含量合金。它通过马氏体相变并随后时效析出弥散的Ni3Ti（Al）相,实现高强高韧的力学性能,在航空航天、核能和医疗器械等高端领域有广泛的应用。医用缝合针是一种量大面广的医疗耗材,通常使用3Cr13马氏体不锈钢制造,其缺点是韧性不足。本实验室长期开展了以OOCr12Ni9Mo4Cu2Ti为代表的马氏体时效不锈钢的研究,并试图将其用于高强高韧型医用缝合针的制造。该合金最早由瑞典山特维克公司开发,牌号为1RK91,纳米尺度Ni3Ti颗粒弥散析出是强化的主要手段。近些年进一步发展中,少量Al元素与Ti元素同时加入被用来强化合金。本研究针对这一方向,设计合成了 一种以Ti/（Ti+Al）比值为变量的Ti-Al复合强化的合金,结合力学性能测试技术、微观形貌观察对其进行了研究,重点关注了时效后材料的硬度和韧性。通过对Ti-Al复合马氏体时效不锈钢的研究发现:（1）Ti/（Ti+Al）比值越高,硬度值越大;Ti/（Ti+Al）比值越低,则合金的韧性越高;（2）时效温度升高,硬度先增大后减小,在475-525℃时效温度范围内最佳。...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１熔炼主要步骤??Ｆｉ．２．１?Ｍａｉｎ?ｓｔｅｓ?ｏｆ?ｓｍｅｌｔｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓ??
三点弯曲是弯曲试验的一种方法，用来测定材料承受弯曲载荷时的力学特??性，包括抗弯强度、韧性、挠度等，是材料机械性能试验的基本方法之一，区别??于四点弯曲，主要是受力点的不同，三点弯曲示意图如图２．２所示。三点弯测试??方法以其简便易行，所需设备较少，且为常规设备．适合于一般条件的试验室，??因此得到广泛采用［６９］。??Ｆ?一??—?—ｉ—??／７／７７?‘?／７Ｖ／７＇??＾?Ｌ?＾??｜?Ｌ＜ｒｒＴＴＴＴＴｒｒ＞、??图２．?２三点弯实验示意图??Ｆｉｇ?２．２?Ｔｈｒｅｅ－ｐｏｉｎｔ?ｂｅｎｄｉｎｇ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ??抗弯强度即材料对致弯外力的承受能力，是强度的其中一种，根据医用缝合??针的实际应用场合以及受力特点，其抗弯强度有更高的要求，本实验对抗弯强度??进行了测试。??韧性表示材料受到使其发生形变的力时对折断的抵抗能力。韧性越好，脆性??就越小，也就越不容易发生脆性断裂。韧性包括断裂韧性和冲击韧性，断裂韧性??材料阻止宏观裂纹失稳扩展能力的度量，它和裂纹本身的大小、形状及外加应力??大小无关。是材料固有的特性，只与材料本身、热处理及加工工艺有关。本实验??测试了材料的断裂韧性。??三点弯曲试验试样需制成如图２．１所示
Ｆｉｇ．２．３?Ｇｅｏｍｅｔｒｙ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｐｅｃｉｍｅｎ?ｆｏｒ?ｔｈｒｅｅ－ｐｏｉｎｔ?ｂｅｎｄｉｎｇ?ｔｅｓｔ．??使用ＳＡＮＳ?ＣＴＴ２５００的微机控制电子万能试验机进行式为位移控制，加载速率０．５?ｍｍ／ｍｉｎ，三点弯曲试样的电镜（ＳＥＭ）及Ｘ射线能谱（ＥＤＳ）测试??（ＳＥＭ）是介于透射电镜和光学显微镜之间的一种观察的工作原理是用极窄的电子束去扫描试样，通过电子束同的效应，其中主要是试样的二次电子发射，利用二次电的表面形貌。扫描电镜的优点有：①放大倍率高，最小倍数可达２０万倍，且在这两者之间可无级差调节；②晰且富有立体感，可直观地观察到试样凹凸不平表面的。??能谱仪（ＥＤＳ）是用来分析材料徵区成分元素种类和含中释放出的特征能量ＡＥ不同，各元素都具有各自不同的一
【参考文献】：
期刊论文
[1]17-4PH不锈钢的研究现状及发展趋势[J]. 陈贝,陈惠芬,王泽民. 上海应用技术学院学报(自然科学版). 2016(01)
[2]合金元素对马氏体时效强化不锈钢力学性能的影响[J]. 杨霞,白英龙,连玉栋,果世驹. 炼钢. 2011(04)
[3]高Cu/Mg比Al-Cu-Mg-Ag（2139）合金时效析出行为研究[J]. 朱宝宏,熊柏青,张永安,张建波,李志辉,李锡武. 稀有金属. 2011(03)
[4]新型形变诱发马氏体时效不锈钢的组织与性能[J]. 邓利芬,严伟,王威,单以银,杨柯. 材料热处理学报. 2011(04)
[5]固溶强化TiAl合金的成分优化设计[J]. 静永娟,付明杰,王新英,张继. 稀有金属. 2011(01)
[6]钛合金锻造工艺及其锻件的应用[J]. 张智,巨建辉,戚运莲,杜宇. 热加工工艺. 2010(23)
[7]Ce对00Cr17不锈钢冲击韧性及475℃脆性的影响[J]. 张辉,王建军,刘春明. 材料热处理学报. 2010(11)
[8]马氏体时效不锈钢热处理工艺优化[J]. 姜越. 材料科学与工艺. 2010(04)
[9]超高强度马氏体时效不锈钢中逆转变奥氏体的析出与长大行为[J]. 刘振宝,杨志勇,梁剑雄,张秀丽. 金属热处理. 2010(02)
[10]Al元素对310S耐热钢组织和力学性能的影响研究[J]. 喇培清,刘闪光. 材料工程. 2009(S1)
硕士论文
[1]马氏体时效不锈钢的喷丸强化[D]. 周浩锋.浙江大学 2015
[2]00Cr12Ni9Mo4Cu2马氏体时效不锈钢的时效硬化行为研究[D]. 李驹.浙江大学 2007
本文编号：3602476
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１熔炼主要步骤??Ｆｉ．２．１?Ｍａｉｎ?ｓｔｅｓ?ｏｆ?ｓｍｅｌｔｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓ??
三点弯曲是弯曲试验的一种方法，用来测定材料承受弯曲载荷时的力学特??性，包括抗弯强度、韧性、挠度等，是材料机械性能试验的基本方法之一，区别??于四点弯曲，主要是受力点的不同，三点弯曲示意图如图２．２所示。三点弯测试??方法以其简便易行，所需设备较少，且为常规设备．适合于一般条件的试验室，??因此得到广泛采用［６９］。??Ｆ?一??—?—ｉ—??／７／７７?‘?／７Ｖ／７＇??＾?Ｌ?＾??｜?Ｌ＜ｒｒＴＴＴＴＴｒｒ＞、??图２．?２三点弯实验示意图??Ｆｉｇ?２．２?Ｔｈｒｅｅ－ｐｏｉｎｔ?ｂｅｎｄｉｎｇ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ??抗弯强度即材料对致弯外力的承受能力，是强度的其中一种，根据医用缝合??针的实际应用场合以及受力特点，其抗弯强度有更高的要求，本实验对抗弯强度??进行了测试。??韧性表示材料受到使其发生形变的力时对折断的抵抗能力。韧性越好，脆性??就越小，也就越不容易发生脆性断裂。韧性包括断裂韧性和冲击韧性，断裂韧性??材料阻止宏观裂纹失稳扩展能力的度量，它和裂纹本身的大小、形状及外加应力??大小无关。是材料固有的特性，只与材料本身、热处理及加工工艺有关。本实验??测试了材料的断裂韧性。??三点弯曲试验试样需制成如图２．１所示
Ｆｉｇ．２．３?Ｇｅｏｍｅｔｒｙ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｐｅｃｉｍｅｎ?ｆｏｒ?ｔｈｒｅｅ－ｐｏｉｎｔ?ｂｅｎｄｉｎｇ?ｔｅｓｔ．??使用ＳＡＮＳ?ＣＴＴ２５００的微机控制电子万能试验机进行式为位移控制，加载速率０．５?ｍｍ／ｍｉｎ，三点弯曲试样的电镜（ＳＥＭ）及Ｘ射线能谱（ＥＤＳ）测试??（ＳＥＭ）是介于透射电镜和光学显微镜之间的一种观察的工作原理是用极窄的电子束去扫描试样，通过电子束同的效应，其中主要是试样的二次电子发射，利用二次电的表面形貌。扫描电镜的优点有：①放大倍率高，最小倍数可达２０万倍，且在这两者之间可无级差调节；②晰且富有立体感，可直观地观察到试样凹凸不平表面的。??能谱仪（ＥＤＳ）是用来分析材料徵区成分元素种类和含中释放出的特征能量ＡＥ不同，各元素都具有各自不同的一
【参考文献】：
期刊论文
[1]17-4PH不锈钢的研究现状及发展趋势[J]. 陈贝,陈惠芬,王泽民. 上海应用技术学院学报(自然科学版). 2016(01)
[2]合金元素对马氏体时效强化不锈钢力学性能的影响[J]. 杨霞,白英龙,连玉栋,果世驹. 炼钢. 2011(04)
[3]高Cu/Mg比Al-Cu-Mg-Ag（2139）合金时效析出行为研究[J]. 朱宝宏,熊柏青,张永安,张建波,李志辉,李锡武. 稀有金属. 2011(03)
[4]新型形变诱发马氏体时效不锈钢的组织与性能[J]. 邓利芬,严伟,王威,单以银,杨柯. 材料热处理学报. 2011(04)
[5]固溶强化TiAl合金的成分优化设计[J]. 静永娟,付明杰,王新英,张继. 稀有金属. 2011(01)
[6]钛合金锻造工艺及其锻件的应用[J]. 张智,巨建辉,戚运莲,杜宇. 热加工工艺. 2010(23)
[7]Ce对00Cr17不锈钢冲击韧性及475℃脆性的影响[J]. 张辉,王建军,刘春明. 材料热处理学报. 2010(11)
[8]马氏体时效不锈钢热处理工艺优化[J]. 姜越. 材料科学与工艺. 2010(04)
[9]超高强度马氏体时效不锈钢中逆转变奥氏体的析出与长大行为[J]. 刘振宝,杨志勇,梁剑雄,张秀丽. 金属热处理. 2010(02)
[10]Al元素对310S耐热钢组织和力学性能的影响研究[J]. 喇培清,刘闪光. 材料工程. 2009(S1)
硕士论文
[1]马氏体时效不锈钢的喷丸强化[D]. 周浩锋.浙江大学 2015
[2]00Cr12Ni9Mo4Cu2马氏体时效不锈钢的时效硬化行为研究[D]. 李驹.浙江大学 2007
本文编号：3602476
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