含C量和冷却速度对ZCr25Ni13耐热钢组织与性能影响研究

发布时间：2017-08-30 14:00

  本文关键词：含C量和冷却速度对ZCr25Ni13耐热钢组织与性能影响研究

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【摘要】：本文主要研究含C量与冷却速度对ZCr25Ni13耐热钢组织与性能的影响。按含C量为0.050%、0.075%和0.100%分别配料熔炼制备试样,经过固溶保温然后分别以盐水冷、水冷、油冷、空冷、炉冷5种方式冷至室温,与铸态试样对照,然后利用金相显微镜、拉伸试验机、硬度测试仪探究各组的组织性能变化规律。利用X射线衍射分析、能谱分析仪、扫描电镜探究含C量与冷却速度对其组织与性能的影响。结果表明:不同含C量ZCr25Ni13耐热钢的铸态组织基体是奥氏体;经过热处理后的组织依然为奥氏体,但其晶界,晶粒与成分均发生变化。分别对铸态与热处理后的试样进行硬度与拉伸测试。不同含C量的ZCr25Ni13耐热钢的延伸率均随冷却速度的加快呈上升趋势,抗拉强度随着冷却速度的改变变化不明显;油冷和空冷的塑性较差,炉冷和铸态的塑性很差,固溶保温后经盐水冷或水冷后塑性明显提高,随着含C量的增加,冷却速度对ZCr25Ni13耐热钢的抗拉强度与延伸率的影响变弱,三组中炉冷的抗拉强度与延伸率均是最低。ZCr25Ni13基体组织是奥氏体,冷却速度较快时基体较为均匀,冷却速度较慢时组织中沿晶界产生析出物,且冷却速度越慢析出物就会越多。盐水冷、水冷试样里的岛状区域与基体组织是一个相,其含C量略微低过基体。ZCr25Ni13耐热钢中的析出物主要是碳化物M16C(Cr2Fe14C),热处理后的组织中出现M16C,冷却速度越快则析出物越少,冷却速度越慢则析出物越多;随着冷却速度降低,晶粒增大,晶界减少;碳化物M16C在冷却速度较快时仅仅少量分散存在于基体中,冷却速度较慢时,M16C沿晶界处大量析出并且呈网状分布。铸态ZCr25Ni13耐热钢由于抗拉强度以及塑性较低,所以不适合用于制造锅炉的内壁和外接水管,但是经过固溶处理并且采用盐水冷或水冷的冷却方式后,其抗拉强度和塑性达到使用标准,适合用于制造锅炉的内壁和外接水管。
【关键词】：ZCr25Ni13耐热钢 含C量 冷却速度 组织性能
【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】：2015
【分类号】：TG142.73
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-21
• 1.1 引言12-13
• 1.2 耐热钢的概述13-14
• 1.2.1 耐热钢的特点和应用领域13
• 1.2.2 耐热钢的分类13-14
• 1.2.3 耐热钢生产工艺14
• 1.2.4 耐热钢热处理14
• 1.3 国内外在耐热钢方向研究与发展现状14-16
• 1.3.1 耐热钢的发展及应用14-16
• 1.3.2 高Cr耐热钢的进一步发展16
• 1.4 各元素在耐热钢中的作用16-19
• 1.4.1 碳在耐热钢中的作用16-17
• 1.4.2 氮在耐热钢中的作用17
• 1.4.3 铬在耐热钢中的作用17
• 1.4.4 镍在耐热钢中的作用17
• 1.4.5 钨和钼在耐热钢中的作用17-18
• 1.4.6 钒和铌在耐热钢中的作用18
• 1.4.7 钛在耐热钢中的作用18-19
• 1.4.8 硼在耐热钢中的作用19
• 1.4.9 锰和钴在耐热钢中的作用19
• 1.5 课题来源19-20
• 1.6 课题的研究意义和内容20-21
• 1.6.1 课题的研究意义20
• 1.6.2 本课题的主要研究内容20-21
• 第2章 试验材料及试验方法21-28
• 2.1 材料的熔炼及设备21-22
• 2.1.1 ZCr25Ni13合金成分及设备21
• 2.1.2 熔炼设备21-22
• 2.2 热处理设备及其工艺参数的设计22-23
• 2.2.1 热处理设备22
• 2.2.2 热处理工艺参数设计22-23
• 2.3 性能试验及组织结构观察23-25
• 2.3.1 拉伸试验23-24
• 2.3.2 金相组织观察24
• 2.3.3 硬度试验24
• 2.3.4 扫描电镜观察及断口分析24
• 2.3.5 XRD衍射分析24-25
• 2.4 试验工艺流程25
• 2.5 ZCr25Ni13耐热钢试样的制备过程25-27
• 2.5.1 ZCr25Ni13耐热钢的熔炼成分25-26
• 2.5.2 ZCr25Ni13耐热钢的熔炼过程26
• 2.5.3 ZCr25Ni13耐热钢的造型和浇筑过程26-27
• 2.5.4 ZCr25Ni13的热处理27
• 2.5.5 ZCr25Ni13的机械加工27
• 2.6 本章小结27-28
• 第3章 ZCr25Ni13耐热钢的力学性能测试及金相组织观察28-32
• 3.1 引言28
• 3.2 ZCr25Ni13耐热钢铸态试样的力学性能测试28-30
• 3.3 ZCr25Ni13耐热钢铸态试样的金相组织观察30
• 3.4 实验结果分析30-31
• 3.4.1 力学性能分析30-31
• 3.4.2 金相组织分析31
• 3.5 本章小结31-32
• 第4章 冷却方式和含C量对ZCr25Ni13耐热钢组织与性能的影响32-54
• 4.1 引言32-33
• 4.2 ZCr25Ni13耐热钢的力学性能测试33-35
• 4.3 ZCr25Ni13耐热钢的金相组织观察35-37
• 4.4 XRD衍射物相观察37-39
• 4.5 断口观察及扫描电镜组织分析39-48
• 4.5.1 断口观察39-40
• 4.5.2 扫描电镜组织观察40-48
• 4.6 试验结果分析48-53
• 4.6.1 力学性能分析48-50
• 4.6.2 金相组织分析50
• 4.6.3 XRD衍射物相分析50-51
• 4.6.4 扫描电镜观察51-53
• 4.7 本章小结53-54
• 结论54-55
• 参考文献55-59
• 攻读硕士期间发表的学术论文59-60
• 致谢60

【参考文献】

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本文编号：759688