不同温度下铝合金化不锈钢机械性能研究

发布时间：2017-09-27 12:06

  本文关键词：不同温度下铝合金化不锈钢机械性能研究

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【摘要】：本文在不锈钢微观结构的研究实验中，首先运用真空感应熔炼法，通过调节铝和镍的合金含量，得到了四种不同铝合金化不锈钢Fe-17Cr-6Mn-0.45C-XNi-YAL（X=3，Y=4和X=9，Y=0，4，7）。然后运用光学显微镜，X射线衍射，扫描电镜，透射电镜等手段对不锈钢的微观结构进行分析。结果表明：9Ni0Al和9Ni4Al为奥氏体不锈钢，而9Ni7Al为具有高硬度和低韧性铁素体不锈钢。另外，3Ni4Al为双相不锈钢，其中奥氏体相为基体，铁素体的含量为20％。 膨胀实验主要是为了研究铝合金不锈钢相变行为。当温度高于居里温度时，9Ni0Al和9Ni4Al奥氏体不锈钢的热膨胀系数迅速增大。9Ni7Al铁素体不锈钢的热膨胀系数变化分为四个不同阶段。3Ni4Al双相不锈钢的热膨胀系数呈现出稳定上升的形态。 本文还研究了，在时效时，9Ni4Al奥氏体不锈钢的硬度和微观结构变化。当时效温度为450℃和550℃是，样品的硬度没有明显的变化。而当时效温度为650℃，时效时间为6小时时，试样的硬度增大到一个峰值，同时微观结构发生明显变化。 不同的退火温度(变化范围为600-1250℃)，对3Ni4Al双相不锈钢的微观结构和机械性能的影响也是本文的一个研究内容。退火的结果为，，铁素体含量在1050℃达到最大值。在1200℃退火之后，双相不锈钢的机械性能达到最佳。 最后本文还进行了-40-100℃的拉伸试验，来研究不锈钢的机械性能。与9Ni0Al变种相比，9Ni4Al的总伸长率和屈服极限出现了同步增长的情况。而另一方面，3Ni4Al双相钢表现出不同的变化趋势。
【关键词】：奥氏体不锈钢 铁素体不锈钢 双相不锈钢 机械性能
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.71
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 文献综述8-18
• 1.1 不锈钢8-11
• 1.1.1 铁素体不锈钢9-10
• 1.1.2 奥氏体不锈钢10
• 1.1.3 双相不锈钢10-11
• 1.1.4 马氏体不锈钢11
• 1.1.5 沉淀硬化不锈钢11
• 1.1.6 高氮不锈钢11
• 1.2 合金元素对钢性能的影响11-12
• 1.3 堆垛层错能12-13
• 1.4 铝合金元素对堆垛层错能的影响13
• 1.5 温度对堆垛层错能的影响13-14
• 1.6 变形机制14-16
• 1.6.1 相变诱导塑性14
• 1.6.2 孪晶诱导塑性14-15
• 1.6.3 滑移错位15
• 1.6.4 变形机制对堆垛层错能的依赖15-16
• 1.6.5 滑移面软化16
• 1.7 组成成分对力学性能的影响16-18
• 2 实验方法18-25
• 2.1 铸造过程18
• 2.2 热力学模拟计算18-19
• 2.3 硬度测试19
• 2.4 微观结构特征观察19-21
• 2.4.1 光光学显微镜观察19-20
• 2.4.2 扫描电子显微镜观察20
• 2.4.3 电子背散射衍射20
• 2.4.4 透射电子显微镜20-21
• 2.5 磁饱和度测量21
• 2.6 X 射线衍射实验21-22
• 2.7 拉伸试验22-23
• 2.8 膨胀测定法23-25
• 3 结果和讨论25-43
• 3.1 相图25-26
• 3.2 X 射线衍射实验26
• 3.3 磁饱和实验26
• 3.4 微观结构26-31
• 3.4.1 光学显微镜的观察26-29
• 3.4.2 EBSD 测量29-31
• 3.5 膨胀法结果31-33
• 3.6 9Ni4Al 合金的时效处理33-34
• 3.6.1 硬度的变化图33
• 3.6.2 微观结构33-34
• 3.7 3Ni4Al 合金的退火实验34-39
• 3.7.1 铁素体分数34-38
• 3.7.2 机械性能38-39
• 3.8 机械性能39-43
• 3.8.1 奥氏体不锈钢39-41
• 3.8.2 双相不锈钢41-43
• 4 结论43-44
• 致谢44-45
• 参考文献45-49
• 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文49-50
• 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目50

【参考文献】

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1 Wenwen Song;Tobias Ingendahl;Wolfgang Bleck;;Control of Strain Hardening Behavior in High-Mn Austenitic Steels[J];Acta Metallurgica Sinica(English Letters);2014年03期

本文编号：929573