新型奥氏体不锈钢磨损、腐蚀性能研究

发布时间：2020-04-07 05:48

【摘要】： 本文以24Mn-13Cr-0.44N、24Mn-18Cr-3Ni-0.62N和1Cr18Ni9Ti三种奥氏体不锈钢为研究对象，研究了24Mn-18Cr-3Ni-0.62N在室温下的拉伸性能，该新型奥氏体不锈钢拉伸时没有明显的屈服平台，力学性能为：σ_(0.2)=525MPa，σ_b=890MPa，δ=41％，φ=57％，n=0.421，具有很高的强度和优良的塑性，拉伸时形成的滑移带粗大、密集，若金相截面和某(111)，面平行或接近平行，还可发现具有正三角形的形变组织，拉伸断口为韧性断口，块状夹杂物为裂纹发源地之一，净化材料可以进一步提高材料的抗拉强度。同时，本文重点研究了两种高氮奥氏体不锈钢的磨粒磨损性能，并与18-8型奥氏体不锈钢作了对比探讨其磨粒磨损机理。试验结果表明，在三个低载荷下，18-8型不锈钢随载荷的增加，磨损量急剧上升，而两种高氮的奥氏体不锈钢受载荷的影响比较小。此外，磨粒的形状和粒度对材料耐磨性也有重要影响，在同样载荷下，在粗砂时要比细砂时磨损量大。磨损前期主要是磨粒磨损，最明显的特征是“犁沟”，后期以粘着磨损为主。接下来以粘着和剥落机制为主，，剥落区内有部分犁沟痕迹，还有少量的微裂纹。随着载荷的增加，磨粒磨损加剧了，并且粘着磨损也提前了，出现了磨粒磨损和粘着磨损明显的交互作用。在磨损过程中，18-8型奥氏体不锈钢亚表层发生了ε马氏体相变，而两种含氮的奥氏体不锈钢很少或几乎没有ε马氏体出现，但出现了大量的位错和形变孪晶。在对磨损剖面形变层的硬度进行测试时发现，普通的不锈钢由于发生了马氏体相变，硬度增加明显，而两种含氮奥氏体不锈钢几乎没有发生马氏体相变，硬度增加不是很多，即在低载荷下，加工硬化不足。一个可能的结论是：此新型奥氏体不锈钢正如高锰钢一样，在高载荷下，它的耐磨性才表现得更为突出。此外，本文还研究了三种奥氏体不锈钢的耐点腐蚀性能。结果发现，两种含氮奥氏体不锈钢的耐点腐蚀性能均比18-8型奥氏体不锈钢好。不管是室温还是高温，普通不锈钢的点蚀数目明显比两种高氮奥氏体不锈钢要多，在50℃高温下，我们在24Mn13Cr0.44N高氮奥氏体钢的点蚀形貌中发现具有正三角形的结构，这就是奥氏体(111)_γ面。表明，温度升高时，含氮奥氏体不锈钢可能会优先在奥氏体的滑移面(111)_γ面发生点蚀。我们知道，不锈钢中夹杂物是重要的点蚀源之一。由于此新型奥氏体不锈钢锰含量比较高，夹杂物较多，因此，净化材料可以进一步提高此类奥氏体不锈钢的耐点腐蚀性能。
【图文】：

奥氏体不锈钢,相平衡,溶解度

柳豁目岌摆茹言气贫仃右扭含盆《喃，图1一1在 Alsl304和310奥氏体不锈钢中CrZN相平衡的N的溶解度Fig.1一 1SofubnityofNinequilibri切 mwithC几Nin户 JSI304and户 dSI31伪 tainlesssteels1.2.2氮奥氏体钢合金设计原理工业化生产的18%C卜8%Ni钢是完全奥氏体的，在固溶处理温度1(X)0℃时，它接近洲(丫+a)相边界。这个特殊的成分与较高Ni含量成分相比是在工业上首选的，因为在大变形量下，随着形变诱导马氏体的形成，可能得到附加的强化。二战期间，无Ni资源的国家努力开发替代的不锈钢，以部分或全部替代Ni。发现Mn、C及N是部分或全部替代Fe一C卜Ni系统中Ni的最经济的元素。而碳有敏化钢的倾向，铜有热脆性问题，都是不合适的元素。锰是最有前景的元素。然而对高于12%C:的钢，只加锰不能稳定奥氏体。对Fe一C卜Mn系统的几个研究表明需要两倍的锰含量才能弥补每单位的Ni含量

奥氏体不锈钢,固溶强化,效应,弥散强化

江苏大学硕士学位论文粒边界，而N的存在使细小的FeZMo颗粒弥散于晶粒边界。奥氏体不锈钢的抗蠕变性能随氮含量的增加而提高(见图1一6134])，其原因是由于弥散强化作用增强，特别是当钢中含有Nb时，生成Nb(c哟弥散强化相。翔琳翔撒啪幼劝。劝乙戈、.闷洛心加研帕的犯加蕊拍】钩.的之的之的合余元案含盈《肠》图1一2奥氏体不锈钢的固溶强化效应Fig.1一 2Solidsolutionefl七 ctofaustenitiestainlesssteel令令冬冬娜姗姗姗瀚神玲乃.叙众众侧抽舰拉片甘矛合金觉盆含且《%》图1一3合金元素含量对氮在铁中溶解度的影响(1600℃、 101.3kPa) Fig
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TG142.25

【引证文献】