鐵素體不銹鋼相比奧氏體不銹鋼具有明顯價(jià)格優(yōu)勢(shì),其冷軋產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于建筑內(nèi)裝修、家電廚衛(wèi)設(shè)備等。但鐵素體不銹鋼在凝固過(guò)程中容易形成粗大的柱狀晶,在后續(xù)軋制過(guò)程形成形變能力較低的織構(gòu),導(dǎo)致軋制產(chǎn)品表面出現(xiàn)起皺和裂紋缺陷。實(shí)施凝固過(guò)程的組織形態(tài)控制,抑制柱狀晶的生長(zhǎng)并促進(jìn)細(xì)小等軸晶形成是改善鐵素體不銹鋼成形過(guò)程起皺和裂紋缺陷的技術(shù)關(guān)鍵之一。目前,在凝固組織形態(tài)控制過(guò)程促進(jìn)等軸晶形核的方法主要包括施加物理場(chǎng)方法、澆鑄過(guò)程控制方法、化學(xué)方法、溫度場(chǎng)控制方法等。但對(duì)于高熔點(diǎn)的鐵素體不銹鋼大型鑄錠,澆鑄過(guò)程控制、化學(xué)方法及溫度控制方法的作用則有限,單純通過(guò)上述方法很難獲得細(xì)小的等軸晶。目前針對(duì)鐵素體不銹鋼凝固組織控制要么單一采用物理場(chǎng)的方法促進(jìn)等軸晶形成,要么通過(guò)添加形核劑方法細(xì)化晶粒。同時(shí)采用物理場(chǎng)和添加形核劑方法應(yīng)用于鐵素體不銹鋼凝固組織的研究尚未見報(bào)道。如何將兩種方法耦合應(yīng)用并有效提高細(xì)小等軸晶率成為一個(gè)亟待研究的課題。本文以Cr17鐵素體不銹鋼為研究對(duì)象,分別采用機(jī)械振動(dòng)、添加TiN異質(zhì)形核劑、機(jī)械振動(dòng)和異質(zhì)形核耦合作用三種不同的處理方式對(duì)鐵素體不銹鋼的凝固過(guò)程實(shí)施控制,實(shí)驗(yàn)研究了不同參數(shù)對(duì)試樣凝固組織、力學(xué)性能以及斷口形貌的影響,并初步探討了三種不同控制方式的作用機(jī)理。研究結(jié)果表明,三種不同處理方式對(duì)鐵素體不銹鋼凝固組織均具有一定的影響,其中機(jī)械振動(dòng)和異質(zhì)形核耦合作用的晶粒細(xì)化效果最為顯著。在800Hz振動(dòng)頻率條件的耦合作用處理后,試樣的凝固組織平均晶粒尺寸減小為109μm,等軸晶晶粒分布密度從8.9個(gè)/mm~2提高到104.7個(gè)/mm~2。施加振動(dòng)不僅可以彈射晶核發(fā)生器表面的TiN顆粒彌散進(jìn)入熔體成為非自發(fā)形核的有效基底,而且可以促進(jìn)激冷晶核發(fā)射器表面的初生晶粒脫落游離,同時(shí)增加熔體擾動(dòng)促進(jìn)樹枝晶折斷,形成更多細(xì)小等軸晶。三種不同處理方式均有利于提高試樣的力學(xué)性能。經(jīng)過(guò)機(jī)械振動(dòng)和異質(zhì)形核耦合作用處理后試樣的抗拉強(qiáng)度由410.7MPa(原始鑄態(tài))提升到828.1MPa,屈服強(qiáng)度由227.6MPa提高到359.4MPa,延伸率由2.5%增加到4.16%。
【學(xué)位單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG142.71
【部分圖文】：

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文。與其他物理場(chǎng)作用相同，電磁攪拌也是以控制凝固過(guò)程中熔善鑄坯的質(zhì)量。相比其他作用方式電磁攪拌的特殊優(yōu)異性觸，完全不會(huì)給產(chǎn)品帶入污染物，但是電磁作用的特性確專業(yè)性。電磁攪拌的作用根據(jù)位置不同而效果不同，一般結(jié)晶器電磁制動(dòng)，二冷區(qū)電磁攪拌，末端攪拌等[47]。其布用電磁攪拌（HEMS）、結(jié)晶器電磁攪拌（MEMS）、冷卻和凝固末端電磁攪拌（FEMS），布置位置[46]如圖 1.1。

圖 1.2 超聲波振動(dòng)裝置示意圖g 1.2 Schematic diagram of ultrasonic vibration de[51]首次將脈沖電流作用于 Sn-15%Pb 合金變?yōu)榧?xì)小的等軸晶，從而開啟了凝固過(guò)的作用機(jī)制可分為以下兩種：電導(dǎo)率的差異，電流將選擇固相通路，對(duì)均勻的凝固，促使凝固組織均勻化。也會(huì)存在電位差，進(jìn)而產(chǎn)生附加熱量，弱小電流存在，產(chǎn)生力的作用，對(duì)熔體

圖 1.3 振動(dòng)激發(fā)金屬液原位形核的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖hematic diagram of liquid metal original position nucleation stirred在大量學(xué)者的研究下，對(duì)機(jī)械振動(dòng)作用在金屬凝固過(guò)鐵材料中的應(yīng)用有了較為可觀的進(jìn)展。]在振動(dòng)激發(fā)金屬液形核過(guò)程機(jī)理的研究中，發(fā)現(xiàn)振動(dòng)于晶核發(fā)射器與液相的接觸表面；振動(dòng)和冷卻可促進(jìn)[58]在振動(dòng)條件下晶體游離模型探討及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證中指出中，振動(dòng)頻率影響最大，振幅次之，激冷溫度和表面]在振動(dòng)激發(fā)金屬液形核對(duì)鐵素體不銹鋼凝固組織的影主要影響晶粒細(xì)化的程度，振幅則影響晶粒細(xì)化的范的生長(zhǎng)范圍。[60]在振動(dòng)激發(fā)金屬液形核技術(shù)在鋼錠凝固過(guò)程中的應(yīng)形核的作用原理，技術(shù)特點(diǎn)以及實(shí)施效果等，從理論

【參考文獻(xiàn)】

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