激光原位氮化与合金化制备高性能马氏体不锈钢及其微观机制

发布时间：2023-02-20 17:49

　　马氏体不锈钢(martensite stainless steel,MSS)具有强度高、耐蚀性好等特性,在工业上已得到广泛应用,但其韧性较低。众所周知,添加氮(N)元素和合金化可有效提高钢的综合力学性能和耐蚀性能。因此,本论文采用激光原位氮化和合金化(Nb、Cu)的方式设计制备高性能MSS。采用XRD、EPMA、SEM、TEM等材料表征手段,系统研究了利用氮气(N₂)进行激光原位氮化与(Nb、Cu)合金化对MSS熔覆层组织性能的影响及其微观机制。主要研究内容如下:(1)研究了激光原位氮化对MSS熔覆层的影响。针对氮在MSS中的固溶度极低(0.045 wt.%,1 bar,1600℃),通常需要通过高压高温处理,采用以N₂为保护气体的方式实现激光原位氮化,在大气环境下制备出高氮MSS涂层(N含量为0.14 wt.%)。结果表明,该涂层由马氏体(M)、奥氏体(A)、纳米沉淀相(M₂₃C₆和M₂N,M代表Fe、Cr等)组成,具有优异的力学性能(抗拉强度(UTS)为1900 MPa,断...

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 激光熔覆马氏体不锈钢(MSS)涂层国内外研究现状
        1.2.1 420MSS涂层
        1.2.2 431MSS涂层
        1.2.3 PHMSS涂层
        1.2.4 其他MSS涂层
    1.3 研究内容
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 创新之处
第2章 实验方法与设备
    2.1 激光熔覆涂层的制备与后热处理
        2.1.1 激光熔覆实验材料
        2.1.2 激光熔覆实验设备与工艺
        2.1.3 时效处理
    2.2 激光熔覆涂层的组织和性能表征
        2.2.1 组织表征
        2.2.2 力学性能测试
        2.2.3 耐腐蚀性能测试
第3章 原位氮化制备含氮MSS激光熔覆层的组织性能
    3.1 含氮MSS熔覆层的显微组织
    3.2 含氮MSS熔覆层的力学性能和耐腐蚀性能
    3.3 本章小结
第4章 Nb合金化制备MSS激光熔覆层的组织性能
    4.1 Nb合金化制备MSS激光熔覆层的显微组织
        4.1.1 XRD分析
        4.1.2 SEM分析
        4.1.3 TEM分析
        4.1.4 Nb合金化对MSS熔覆层显微组织的影响
    4.2 Nb合金化制备MSS激光熔覆层的性能
        4.2.1 显微硬度
        4.2.2 拉伸性能
        4.2.3 耐腐蚀性能
        4.2.4 Nb合金化对MSS熔覆层性能的影响
    4.3 本章小结
第5章 Cu合金化制备MSS激光熔覆层的组织性能
    5.1 Cu合金化及时效处理对MSS熔覆层显微组织的影响
        5.1.1 XRD分析
        5.1.2 SEM分析
    5.2 Cu合金化及时效处理对MSS熔覆层性能的影响
        5.2.1 显微硬度
        5.2.2 力学性能
        5.2.3 耐腐蚀性能
    5.3 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间的科研成果
致谢



本文编号：3747036