發(fā)布時(shí)間：2020-04-23 07:34

【摘要】：本文研究的Ti-Nb雙穩(wěn)定Fe-17Cr鐵素體不銹鋼是在傳統(tǒng)鐵素體不銹鋼的基礎(chǔ)上,通過(guò)精煉及穩(wěn)定元素Ti、Nb的組合添加以降低鋼中C、N元素的含量,從而發(fā)展的新型鐵素體不銹鋼。穩(wěn)定元素的添加可以改善不銹鋼的耐蝕性能,但同時(shí)會(huì)使得在鋼的凝固過(guò)程中析出(Ti,Nb)N,(Ti、Nb)C等高熔點(diǎn)、硬度的大顆粒夾雜物,影響了不銹鋼的疲勞性能、韌性及表面質(zhì)量。因此研究控制這些夾雜物的析出行為尤為重要。首先,SEM及EDS成分分析結(jié)果表明,Ti-Nb穩(wěn)定Fe-17Cr鐵素體不銹鋼軋板表面的白色條紋缺陷是由1-2μm尺寸的TiN大量聚集所引起的,且由于Nb的添加,TiN傾向于形成規(guī)則形態(tài)復(fù)合結(jié)構(gòu)的的(Ti、Nb)C、N,其結(jié)構(gòu)為先形成TiN核心,外層形成NbC復(fù)合包裹TiN。其次,對(duì)鋼中夾雜物的熱力學(xué)計(jì)算表明,熔煉過(guò)程中優(yōu)先析出鎂鋁尖晶石(MgO·Al_2O_3),鋼液中Mg含量降至2.196×10~(-5)wt%之下時(shí),進(jìn)入Al_2O_3析出優(yōu)勢(shì)區(qū)。TiN、NbN和NbC的開(kāi)始析出溫度分別為1759K、1570K和1455K。較低的析出溫度使得NbN與NbC能在TiN周圍形核生長(zhǎng)。通過(guò)EBSD系統(tǒng)地研究了Fe-17Cr不銹鋼固相組織中TiN析出物與鐵素體晶粒之間的取向關(guān)系。進(jìn)行重熔實(shí)驗(yàn)以在觀察區(qū)內(nèi)獲得更多的TiN。結(jié)果表明,在重熔之后,凝固的樣品中存在七種TiN沉淀物和鐵素體晶粒(包括Kurdjumov-Sachs和其他六種晶粒)之間的取向關(guān)系�；贓BSD結(jié)果中TiN析出物與鐵素體晶粒取向之間的錯(cuò)配和取向關(guān)系,沿TiN析出物的[001]和[110]方向生長(zhǎng)的鐵素體晶粒擇優(yōu)生長(zhǎng)方向?yàn)閇111]。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和TiN析出物與鐵素體晶粒的取向關(guān)系,討論了鋼中TiN析出物對(duì)鐵素體晶粒的細(xì)化機(jī)理。通過(guò)點(diǎn)蝕試驗(yàn)和電化學(xué)測(cè)試,對(duì)比研究了Ti穩(wěn)定和Ti-Nb雙穩(wěn)定鐵素體不銹鋼的耐蝕性能。研究發(fā)現(xiàn)Nb的添加導(dǎo)致鋼中析出物的數(shù)量和密度增加,并且在鋼的表面上觀察到固溶態(tài)的Nb存在。電化學(xué)測(cè)試表明,Ti-Nb雙穩(wěn)定鐵素體不銹鋼的耐腐蝕性優(yōu)于Ti穩(wěn)定的鐵素體不銹鋼,而Ti含量的增加可以提高鋼的耐蝕性,因此Nb對(duì)改善鋼的耐蝕性要優(yōu)于Ti。
【圖文】：

圖 1.1 不銹鋼軋板表面白色條紋缺陷Fig.1.1 White streak defects on the surface of stainless steel plate題國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀于鐵素體不銹鋼，眾多研究表明鐵素體的晶粒尺寸對(duì)鋼的力學(xué)性能決定性的影響[26]。除鐵素體外，因 Ti 的添加而使鋼中析出的 TiN鋼的顯微組織和性能也有顯著影響[27]。為了解鐵素體不銹鋼中 T，，國(guó)內(nèi)外研究者從各方面做出了很多工作。首先，J. O. Jo[28-29]和 -31]對(duì)添加鈦進(jìn)行穩(wěn)定化的鐵素體不銹鋼中 TiN 的生成熱力學(xué)數(shù)據(jù)算，得到了 TiN 在高 Cr 鐵素體不銹鋼中析出的重要熱力學(xué)數(shù)據(jù)。計(jì)算表明[32-34]，熔體中 N 和 Ti 的含量對(duì) TiN 的析出行為有明顯影鈦和氮的含量的乘積小于熔體溫度下的平衡溶度積時(shí)，TiN 不會(huì)從Fu[35]等計(jì)算了 AISI439 鐵素體不銹鋼在冷卻速度極快時(shí)非平衡狀出行為。研究發(fā)現(xiàn) TiN 在凝固過(guò)程中形成而不是從熔體直接形成，速率可以促進(jìn) TiN 的形成并且可以在凝固過(guò)程中細(xì)化 TiN 的晶粒

10圖 2.1 氬氣保護(hù)的鋼液熔煉示意圖Fig.2.1Argon-protected molten steel schematic diagram煉過(guò)程在如圖 2.1 所示的感應(yīng)爐中進(jìn)行，溫度升時(shí)后澆鑄到高 150mm，內(nèi)徑 100mm 的氧化鎂煉過(guò)程中采用 Ar 氣保護(hù)，防止氧化。隨爐取 10mm×10mm 尺寸的試樣，試樣經(jīng)鑲樣、磨，在 MR-5000 大型金相顯微鏡下觀察其顯微組鏡進(jìn)行成分能譜分析。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG178

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3 王W

本文編號(hào)：2637506