奥氏体含量及其机械稳定性对Fe-15Cr-1Mo-0.4N-0.3C不锈钢拉伸性能的影响

发布时间：2017-07-19 23:02

  本文关键词：奥氏体含量及其机械稳定性对Fe-15Cr-1Mo-0.4N-0.3C不锈钢拉伸性能的影响

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【摘要】：用于本次研究的钢材,Cronidur?30,是一种高间隙原子的不含锰镍的不锈钢。它通常应用于淬火和回火状态。本次研究工作的第一部分重点集中在通过高温固溶退火来使材料获得全奥氏体显微结构。为了达到这个目的,对材料进行了热膨胀法来研究合金的相变行为,尤其是在不同温度下固溶退火后,Ms温度变化。随着固溶退火温度从950℃上升到1150℃,Ms温度从大约275℃下降到室温。相应地,合金中奥氏体的含量也随着退火温度的上升而增加。为了研究Cronidur?30的拉伸性能,原始合金材料首先被放置在1250℃条件下进行了5min退火处理(系列1),然后在25-230℃的温度范围内进行拉伸测试。拉伸曲线表明,合金材料的伸长率随着拉伸温度的上升而增大。拉伸测试结束后,对拉伸试样用光显微镜进行了观察。显微图片和表面硬度测试结果观察到了,在拉伸试样的表面存在一个马氏体层。由于这个马氏体层的形成,使得拉伸试验结果没有达到预期效果。为了得到理想的拉伸效果,即在热处理过程中,必须减少试样的脱碳和脱氮效应,从而在试样表面抑制或者消除马氏体的产生,另一批原始合金材料首先在1240℃下进行了2min的退火处理(系列2)。通过更快的加热速度达到1240℃退火温度,减少了材料的脱碳脱氮效应。在25-230℃温度下进行了拉伸试验之后,试样的拉伸伸长率在较高的拉伸温度下得到了增长。这个现象在系列1的实验结果中也得到了展现,不同的是,系列2的试样具有更大的伸长率和较低的强度等级。随着拉伸温度的升高,由于形变驱动力的减小(高层错能),形变诱发的马氏体的生成得到了抑制。而形变诱发马氏体的延后形成,导致了拉伸延展性的加强。XRD和EBSD测试被用来研究在高温下延展性得到加强的背后机理。显而易见的是,在拉伸试验过程中,试样内部没有ε马氏体的形成。在230℃下拉伸后,奥氏体中出现了孪晶变形。在系列2的试样中观测到了更多的孪晶,因为这个系列的试样具有更大的伸长率。形变孪晶的出现表明了甚至是在230℃高温拉伸条件下,试样中也存在高滑移平面。
【关键词】：Cronidur?30 热处理 马氏体 拉伸性能 形变孪晶
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG142.71
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 引言9-10
• 第2章 文献综述10-19
• 2.1 钢材中合金元素的影响10-14
• 2.1.1 碳11
• 2.1.2 铬11-12
• 2.1.3 锰12-13
• 2.1.4 镍13
• 2.1.5 钼13-14
• 2.1.6 硅14
• 2.2 不锈钢14-15
• 2.3 不锈钢的分类15-19
• 2.3.1 奥氏体不锈钢15-16
• 2.3.2 铁素体不锈钢16
• 2.3.3 马氏体不锈钢16
• 2.3.5 高氮不锈钢16-18
• 2.3.6 电渣重熔18-19
• 第3章 实验步骤19-25
• 3.1 材料制备19
• 3.2 热力学计算19-20
• 3.3 膨胀测定法20
• 3.4 磁饱和度的测量20
• 3.5 硬度测量20-21
• 3.6 热处理21-23
• 3.7 拉伸试验23
• 3.8 XRD分析23-24
• 3.9 试样微观结构分析24-25
• 3.9.1 光学显微镜分析24
• 3.9.2 SEM扫描电镜分析24-25
• 第4章 结果与讨论25-41
• 4.1 相图25
• 4.2 膨胀测试25-27
• 4.3 固溶退火后的显微结构27
• 4.4 低温淬火过程中马氏体的形成27-29
• 4.5 硬度测试29-30
• 4.6 拉伸测试结果30-37
• 4.7 XRD37-39
• 4.8 EBSD39-41
• 第5章 结论41-42
• 致谢42-43
• 参考文献43-48
• 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文48-49
• 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目49

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