316LN不锈钢的粉末冶金法制备与性能研究

发布时间：2019-09-21 14:15

【摘要】：粉末冶金不锈钢具有诸多优点,如材料利用率高,近净成形等,广泛应用于机械、航空航天、化工、汽车、医疗等领域。但由于内部存在残留孔隙导致其性能较低,因此提高粉末冶金不锈钢的致密化程度一直是研究热点,目前国内外广泛通过改善烧结技术或者添加第二相从而提高材料的烧结性能。本文研究了烧结温度和Sn含量对烧结316LN不锈钢力学性能、耐点蚀性能和微观组织的影响。实验通过排水法测定烧结密度;通过硬度和拉伸实验测定力学性能;通过电化学实验和FeC13浸泡实验评定其耐点蚀性能;通过光学显微镜和扫描电镜分析其孔隙形貌、显微组织和断口形貌。烧结温度对316LN不锈钢性能和微观组织的研究表明,随温度升高,烧结密度呈线性增大,残留孔隙的数量和尺寸逐渐降低,其形状也趋于规则,因此力学性能不断提高。在1300～1400℃范围内,316LN不锈钢的断裂形式均为韧性断裂。1375℃时,由于形成液相,孔隙球化显著,强度和伸长率分别达到559.89MPa和65.62%。1400℃时,由于孔隙尺寸增大,晶粒粗化,致使力学性能降低,其韧窝尺寸增大且形状不规则。另外,电化学实验和FeC13腐蚀实验表明,随着致密化程度的提高,由子电极实际暴露面积减小,因此耐点蚀能力逐渐提高。1375℃时,点蚀电位Epit达到326.93mv,经浸泡80天后,仍具有较高的电荷转移电阻R2。1400℃时,Epit略有降低,恒电位极化后的蚀孔数量和尺寸增加,且在FeC13溶液中的腐蚀速率也明显提高,这表明孔隙和晶粒粗化增加了不锈钢对点蚀的敏感性。Sn含量对316LN不锈钢性能和微观组织的研究表明,在液相烧结的作用下,孔隙数量和尺寸逐渐减小,致密化程度明显提高。Sn含量为1wt.%时,孔隙尺寸较小且形状球化显著,强度和伸长率分别达到546.98MPa和62.5%。随着Sn含量继续增加,孔隙尺寸增大,其形状趋于不规则,晶粒明显长大。当Sn含量为3～4wt.%时,由于液相量过多导致孔隙和晶粒粗化,晶界处出现夹杂物颗粒,力学性能恶化,断口中韧窝尺寸增大且形状不规则。电化学实验和FeC13浸泡实验表明,与直接烧结316LN不锈钢相比,当Sn含量为1wt.%时,不锈钢表现出最佳的耐点蚀能力,Sn含量较高时虽然使得烧结密度增加,但耐点蚀性能下降。添加Sn后,316LN不锈钢的耐蚀性能并非仅与残留孔隙度有关。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TF125.1

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本文编号：2539413