奧氏體耐熱鋼因其良好的抗高溫氧化性以及較高的蠕變強(qiáng)度而被廣泛應(yīng)用于燃煤鍋爐和乙烯裂解爐管等高溫結(jié)構(gòu)件中。但隨著生產(chǎn)需求的提高,耐熱鋼的工作環(huán)境愈加復(fù)雜且其服役溫度也隨之升高,因此改善材料的高溫綜合性能,尤其是抗高溫氧化性受到人們更多的關(guān)注。本文以K-52型奧氏體耐熱鋼為基,添加Y、Ce、Zr等微量稀有合金元素,設(shè)計(jì)了幾種新型奧氏體耐熱鋼。通過拉伸性能曲線以及高溫拉伸斷口形貌的觀察與分析,探討奧氏體鋼的拉伸斷裂機(jī)理。采用單位面積氧化增重法,研究了高溫氧化動(dòng)力學(xué)規(guī)律。對(duì)氧化試樣的表面和截面形貌進(jìn)行觀察、XPS衍射分析及AFM表面粗糙度分析,探討了在1000℃下氧化膜的結(jié)構(gòu)組成,揭示了奧氏體耐熱鋼的抗氧化機(jī)制。在實(shí)驗(yàn)鋼中添加Zr元素,不僅細(xì)化晶粒也可提高實(shí)驗(yàn)鋼的高溫硬度和高溫拉伸性能。Zr可以改善斷口夾雜物的大小及分布,斷口韌窩數(shù)量增多,撕裂現(xiàn)象不明顯。實(shí)驗(yàn)鋼的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度分別平均提高了23.53%和6.73%。Zr元素提高鋼高溫強(qiáng)度,同時(shí)降低了高溫下實(shí)驗(yàn)鋼伸長(zhǎng)率對(duì)溫度的敏感性。但對(duì)于實(shí)驗(yàn)鋼在1000℃下的抗高溫氧化性,Zr的作用不明顯。在鋼中添加稀土Y元素,鋼中的析出相主要沿晶界分布。...

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 耐熱鋼的概述
    1.2 耐熱鋼的分類及現(xiàn)狀
        1.2.1 耐熱鋼的分類
        1.2.2 耐熱鋼的現(xiàn)狀
    1.3 稀有金屬元素對(duì)耐熱鋼的影響
        1.3.1 稀土元素Ce對(duì)耐熱鋼的影響
        1.3.2 稀土元素Y對(duì)耐熱鋼的影響
        1.3.3 稀有元素Zr對(duì)耐熱鋼的影響
    1.4 課題研究意義及內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料及方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.1 高溫拉伸
        2.2.2 恒溫高溫連續(xù)氧化
    2.3 材料表征方法
        2.3.1 顯微組織分析
        2.3.2 高溫力學(xué)性能測(cè)試
        2.3.3 試樣高溫氧化截面
        2.3.4 SEM和 EDS表征
        2.3.5 AFM氧化形貌表征
        2.3.6 XPS表征分析
        2.3.7 XRD表征分析
第3章 稀有金屬元素對(duì)耐熱鋼顯微組織和高溫硬度的影響
    3.1 耐熱鋼相分析
    3.2 耐熱鋼顯微組織形貌
    3.3 耐熱鋼高溫硬度
第4章 稀有金屬元素對(duì)耐熱鋼高溫拉伸性能的影響
    4.1 合金高溫拉伸性能
    4.2 合金斷口形貌分析
第5章 稀有金屬元素對(duì)耐熱鋼高溫氧化性能的影響
    5.1 氧化動(dòng)力學(xué)
    5.2 氧化物表面形貌
    5.3 氧化層截面形貌
第6章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
在學(xué)研究成果
致謝



本文編號(hào)：4030042