本文關鍵詞：超高強度馬氏體時效不銹鋼的疲勞損傷機理研究

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【摘要】：在科學技術飛躍發(fā)展的今天,馬氏體時效不銹鋼因其十分優(yōu)異的綜合性能被廣泛地應用在各個領域,但是新技術的需求與應用對其提出了很大的挑戰(zhàn),不僅服役條件更加苛刻,對其力學性能有了更高的要求,而且對其節(jié)能、環(huán)保等社會效益提出了新的挑戰(zhàn)。由于當前針對馬氏體時效不銹鋼疲勞性能相關研究報道十分少見,及實際應用的迫切需求,因此對馬氏體時效不銹鋼疲勞性能的研究與探討具有重要意義。本文以馬氏體時效不銹鋼為實驗研究對象,通過對其熱處理工藝的優(yōu)化與相關參數(shù)的調整,獲得了1900MPa級馬氏體時效不銹鋼的最佳熱處理工藝:首先在1050℃固溶1h,之后在液氮中深冷8h,最后在500℃時效12h。利用三維原子探針和透射電鏡對峰時效態(tài)馬氏體時效不銹鋼第二相粒子的分布與形態(tài)進行了觀察和分析,進一步分析與研究了馬氏體時效不銹鋼峰時效態(tài)中的三種析出相(富Cr相、富Mo相及Ni(Ti,Al)相)對材料力學性能的作用機制。利用超聲疲勞試驗機對峰時效態(tài)馬氏體時效不銹鋼的疲勞性能進行了研究與分析。根據(jù)獲得的S N數(shù)據(jù),分別計算了不同失效條件下Basquin公式中的疲勞強度系數(shù)和指數(shù),并對相關曲線進行了擬合。利用掃描電鏡與激光共聚焦顯微鏡觀察了疲勞斷口形貌特征,基于對疲勞試樣斷口的觀察和分析,提出了超高周內部基體起裂新模型,并利用疲勞斷口特征尺寸的統(tǒng)計與計算結果再一次驗證了該模型的可靠性。最后,針對超聲疲勞過程中的熱效應進行了相關研究,發(fā)現(xiàn)表面裂紋起裂試樣的燒蝕現(xiàn)象更為嚴重,相對來說內部基體起裂試樣的燒蝕現(xiàn)象較輕微,且燒蝕的起點位置均在斷口兩側幾乎對稱的位置。雙表面裂紋源斷口在裂紋交匯處的燒蝕更加嚴重,而在單表面裂紋源斷口上則出現(xiàn)了兩條與裂紋擴展方向相垂直的燒蝕線。經計算分析初步認為,內部基體起裂試樣的疲勞壽命對超聲疲勞過程中產生的熱效應是不敏感的。
【關鍵詞】：馬氏體時效不銹鋼 疲勞損傷 超聲疲勞 時效強化 熱效應
【學位授予單位】：沈陽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG161;TG142.71
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第1章緒論13-30
• 1.1 馬氏體時效不銹鋼的發(fā)展現(xiàn)狀13-19
• 1.1.1 不銹鋼的發(fā)展及分類13-14
• 1.1.2 馬氏體時效不銹鋼14-15
• 1.1.3 馬氏體時效不銹鋼中合金元素的作用15-17
• 1.1.4 馬氏體時效不銹鋼的強韌化機理17-18
• 1.1.5 馬氏體時效不銹鋼的冶煉及熱處理工藝18-19
• 1.2 疲勞19-29
• 1.2.1 疲勞的分類19-20
• 1.2.2 疲勞的發(fā)展概況20-21
• 1.2.3 超高周疲勞研究21-29
• 1.3 本文主要研究內容29-30
• 第2章實驗材料及方法30-34
• 2.1 引言30
• 2.2 馬氏體時效不銹鋼的成分設計及制備30-32
• 2.2.1 成分設計30
• 2.2.2 原材料制備30-32
• 2.3 實驗方法32-33
• 2.3.1 光學金相觀察32
• 2.3.2 掃描電鏡觀察32
• 2.3.3 激光共聚焦顯微鏡觀察32
• 2.3.4 透射電鏡觀察32-33
• 2.3.5 三維原子探針觀察33
• 2.3.6 熱物性測試33
• 2.4 力學性能測試33-34
• 2.4.1 硬度測試33
• 2.4.2 拉伸性能測試33
• 2.4.3 疲勞性能測試33-34
• 第3章馬氏體時效不銹鋼的熱處理工藝研究34-50
• 3.1 引言34
• 3.2 實驗方法34-36
• 3.3 實驗結果與分析36-48
• 3.3.1 相變特性研究36
• 3.3.2 熱處理工藝參數(shù)的選擇及優(yōu)化36-48
• 3.4 小結48-50
• 第4章馬氏體時效不銹鋼的疲勞性能研究50-66
• 4.1 引言50
• 4.2 實驗方法50-53
• 4.2.1 超聲疲勞試樣的制備50-52
• 4.2.2 超聲疲勞實驗52-53
• 4.2.3 疲勞斷.觀察53
• 4.3 實驗結果與分析53-64
• 4.3.1 S N曲線53-55
• 4.3.2 斷.分析55-64
• 4.4 小結64-66
• 第5章超聲疲勞過程中熱效應的探討66-72
• 5.1 引言66
• 5.2 實驗方法66-67
• 5.3 實驗結果與分析67-71
• 5.3.1 熔斷現(xiàn)象67-68
• 5.3.2 表面及基體起裂的熱效應68-71
• 5.4 小結71-72
• 結論72-74
• 參考文獻74-80
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果80-81
• 致謝81-83

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

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本文編號：1116541