高氮奥氏体不锈钢时效后显微组织与性能研究

发布时间：2017-08-13 16:27

  本文关键词：高氮奥氏体不锈钢时效后显微组织与性能研究

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【摘要】：高氮奥氏体不锈钢钢具有良好的力学性能和耐腐蚀性能,成为目前国际上最热门的研究材料之一。但是,镍资源困乏限制其发展,为了解决这一问题,采用氮元素代替不锈钢中镍元素,很大成本上降低了高氮奥氏体不锈钢的成本,而且利用氮元素对高氮钢进行合金化有很多优点。但是,氮含量的增加容易使高氮钢在较低温度下出现脆断。另外,高氮钢在高温加热的情况下会有碳氮化合物和金属间化合物从奥氏体中析出,因而会降低奥氏体的稳定性,这些析出物也会对材料的性能有一定影响。因此研究其析出行为以及析出对高氮钢性能的影响有重要意义。本论文针对0Cr21Mn17Mo2NbN奥氏体不锈钢,通过各种测试手段,研究固溶时效对0Cr21Mn17Mo2NbN高氮奥氏体不锈钢性能和组织的影响规律分析,得出以下结论：1、0Cr21Mn17Mo2NbN高氮奥氏体不锈钢经过固溶处理后,其基体组织是奥氏体；时效处理后,氮化物开始析出,下限温度在600℃-650℃,上限温度在950～1000℃之间。750℃-800℃是最敏感的氮化物析出温度。2、0Cr21Mn17Mo2NbN高氮奥氏体不锈钢经过固溶时效处理以后,析出相主要是(Cr,Fe,Mn) 2(N,C)即M2N相和a相,M2N相中大都是密排六方结构的Cr2N,并且在每一个温度区间都有析出。σ相是伴随着Cr2N相析出的,属于正方结构,在长时间时效下才会出现,存在的反应有γ→σ和α-Fe→σ。3、时效处理后试样的洛氏硬度比固溶态的硬度值大,800℃等温时效时,高氮奥氏体不锈钢硬度总体呈现先上升后下降再接着上升的状态,硬度最高值达到40.1HRC。时效温度从700℃上升到900℃,试样的硬度先增大后减小,在750℃～800℃呈现最大值。4、固溶处理后,试验钢的强度和韧性比原始件有很大提高。等温时效的情况下,试验钢的强度先增大后减小,韧性增长但变化趋势不大。
【关键词】：高氮奥氏体不锈钢 固溶时效析出行行 显微组织 力学性能
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.71;TG161
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 第一章 绪论7-21
• 1.1 高氮奥氏体不锈钢的定义及其分类7
• 1.1.1 高氮钢定义7
• 1.1.2 不锈钢及其分类7
• 1.2 高氮奥氏体不锈钢国内外过程及现状7-11
• 1.2.1 国外高氮钢发展过程及现状8-10
• 1.2.2 国内含氮不锈钢的发展现状10-11
• 1.3 高氮奥氏体不锈钢的冶炼方法及存在问题11-15
• 1.3.1 高氮奥氏体不锈钢的理论冶炼基础11-12
• 1.3.2 高氮钢的冶炼方法12-15
• 1.4 氮对高氮奥氏体不锈钢的作用15-19
• 1.4.1 氮对高氮奥氏体不锈钢钢力学性能的影响15-17
• 1.4.2 氮对高氮奥氏体不锈钢钢腐蚀性能的影响17
• 1.4.3 氮对高氮奥氏体不锈钢钢组织的影响17-19
• 1.5 高氮奥氏体不锈钢的应用19-20
• 1.6 本课题来源与意义20-21
• 第二章 实验材料及实验内容21-28
• 2.1 引言21-22
• 2.2 试验钢的冶炼工艺22-23
• 2.2.1 实验材料22
• 2.2.2 氮化铬铁合金的制备22-23
• 2.2.3 试验钢熔炼与轧制23
• 2.3 试验钢热轧态下的显微组织23-24
• 2.4 实验方法24-28
• 2.4.1 热处理工艺24-25
• 2.4.2 显微组织观察25-26
• 2.4.3 性能测试26-28
• 第三章 高氮无镍奥氏体不锈钢第二相析出规律的研究28-47
• 3.1 引言28
• 3.2 试验钢固溶处理后的显微组织28-29
• 3.3 时效温度区间的确定29-30
• 3.4 最敏感析出温度的确定30-31
• 3.5 不同温度下的析出情况31-40
• 3.5.1 700℃下的析出情况31-32
• 3.5.2 750℃下的析出情况32-34
• 3.5.3 800℃下的析出情况34-36
• 3.5.4 850℃下的析出情况36-38
• 3.5.5 900℃下的析出情况38-40
• 3.6 析出相的确定40-47
• 第四章 高氮无镍奥氏体不锈钢第二相析出对力学性能的影响47-56
• 4.1 引言47
• 4.2 硬度测试47-50
• 4.3 拉伸性能测试50-56
• 4.3.1 固溶处理对材料力学性能的影响51-54
• 4.3.2 时效处理对材料力学性能的影响54-56
• 第五章 结论56-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-63
• 作者简介63
• 攻读学位期间的研究成果63-64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：668244