高氮奥氏体不锈钢显微组织及力学性能的研究
【摘要】 不锈钢自从问世以来就受到人们的青睐,然而不锈钢的生产中需要大量的镍,而世界镍资源储藏量不足以满足人们对不锈钢的需求量。高氮奥氏体不锈钢(以下简称高氮钢)的问世解决了这一问题,它是一种资源节约型不锈钢,利用氮、锰等元素部分取代或完全取代镍来节约镍元素。氮是一种强烈奥氏体稳定化元素,少量的氮即可以达到稳定奥氏体的作用。碳、氮共同作用可以大幅度提高高氮钢强度,对室温的韧性影响不大,并且材料的耐局部腐蚀性有所提高。国内近几年已经开始生产高氮钢,目前生产应用最多的是发电机护环钢Cr18Mn18N。但是高氮钢在生产和应用中发现很多问题,例如氮的加入非常困难,氮对材料韧性的影响,高氮奥氏体不锈钢中温敏化,高温析出第二相,以及低温出现的韧脆转变现象等。本文将针对高氮钢铸锭组织性能、高温热塑性、第二相析出规律做系统的研究,另外探索了高氮钢低温韧脆转变现象。研究结果表明：1.Cr-Mn-N系高氮钢铸锭晶粒粗大,认为是Mn含量过高,C、N原子扩散速度快导致高温下晶粒长大迅速。感应炉熔炼铸锭中枝晶偏析严重,晶间偏聚较多的Cr、Mn、C、Si原子,但未见N原子的偏聚。电渣重熔虽然可以改善该钢种的成分偏析和组织不... 更多还原
【Abstract】 Stainless steel is very popular since its inception, but the production of stainless steel needs a large number of nickel, and the world nickel resources reserves is
insufficient to meet the demand of stainless steel. High nitrogen austenitic stainless steel (hereinafter referred to as the advent of high nitrogen steel) solved this problem, it is a kind of resource conservation stainless steel which use nitrogen, Mn partly displaced or completely replaced the nickel to save nickel element. Nitro... 更多还原
【关键词】 高氮奥氏体不锈钢； 第二相； 力学性能； 韧脆转变； 【Key words】 high nitrogen stainless steel； second phase； mechanical property； the ductile to brittle transition； 摘要 3-6 ABSTRACT 6-9 第一章 绪论 14-28
1.1 本课题研究的意义 14-15
1.2 高氮钢国内外发展过程及现状 15-16 1.2.1 国外高氮钢发展过程及现状 15-16 1.2.2 国内高氮钢发展过程及现状 16 1.3 高氮钢的分类 16-17 1.4 高氮钢合金元素的作用 17-21 1.4.1 氮在高氮钢中的作用 17-19 1.4.2 铬在不锈钢中的作用 19-20 1.4.3 镍在不锈钢中的作用 20 1.4.4 碳在不锈钢中的作用 20
1.4.5 锰在不锈钢中的作用 20 1.4.6 钼在高氮钢中的作用 20-21 1.4.7 其他合金元素在高氮钢中的作用 21 1.5 高氮钢的力学性能 21-23
1.5.1 高氮奥氏体不锈钢的强度 22 1.5.2 高氮奥氏体不锈钢的韧性 22-23 1.6 高氮奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能 23 1.7 本文研究的内容及目的 23-25 参考文献 25-28
第二章 实验材料及实验方法 28-36 2.1 实验材料 28
2.2 高氮钢高温热模拟实验 28-31 2.2.1 试样制备及实验设备 28-30 2.2.2 实验方案 30-31 2.3 常温拉伸实验 31-32 2.4 低温韧脆转变实验 32-33 2.5 实验分析方法 33-34 2.5.1 显微组织分析(OM) 33 2.5.2 扫描(SEM)和能谱分析(EDS) 33 2.5.3 X射线衍射分析(XRD) 33 2.5.4 透射分析(TEM) 33-34 2.6 小结 34-35
参考文献 35-36
第三章 Cr18Mn18N高氮钢铸锭组织的研究 36-42 3.1 高氮钢显微组织 36-37 3.2 铸锭组织的线扫描分析 37-39 3.3 铸锭组织的TEM分析 39-40 3.4 小结 40-41 参考文献 41-42
第四章 Cr18Mn18N高氮钢高温热塑性及固溶温度对力学性能的影响 42-56
4.1 热模拟 42-45
4.1.1 真空感应炉和电渣重熔热模拟后的拉伸曲线 42-43 4.1.2 延伸率以及断面收缩率 43-45 4.2 固溶温度高氮钢室温力学性能的影响 45-47 4.3 断口形貌 47-51
4.3.1 宏观断口形貌 47-48 4.3.2 断口扫描 48-51 4.4 显微组织 51-52 4.5 小结 52-54 参考文献 54-56
第五章 Cr18Mn18N高氮钢第二相析出规律的研究 56-70 5.1 相图分析 56-57
5.2 高氮钢显微组织变化 57-58
5.3 扫描电镜及能谱分析 58-61 5.4 XRD衍射物相分析 61-63 5.5 磁性变化规律 63- 5.6 EPMA元素分布分析 -67 5.7 小结 67-69 参考文献 69-70
第六章 韧脆转变现象的研究 70-78 6.1 低温冲击实验结果 70-71 6.2 显微组织观察 71-72 6.3 冲击断口扫描 72-74 6.4 EDS分析 74-76 6.5 小结 76-77
参考文献
