Mn對(duì)23%Cr節(jié)Ni型雙相不銹鋼的高溫?zé)嶙冃涡袨橛绊懷芯?/H1>
發(fā)布時(shí)間：2020-05-08 07:46
【摘要】：雙相不銹鋼因兼具奧氏體鐵素體兩相組織特點(diǎn),作為一種高性能結(jié)構(gòu)材料被廣泛應(yīng)用于石化、化工、海水和造紙等工業(yè)領(lǐng)域。節(jié)Ni型雙相不銹鋼通過(guò)以Mn代Ni來(lái)穩(wěn)定奧氏體相,由于Mn和Ni穩(wěn)定奧氏體機(jī)制不同,對(duì)層錯(cuò)能影響不同,從而導(dǎo)致不同Mn-Ni含量對(duì)其高溫?zé)嶙冃涡袨橛绊懘嬖诓町�。因�?本文通過(guò)控制Mn含量變化,并對(duì)比2304商業(yè)雙相不銹鋼,研究了Mn添加對(duì)23%Cr節(jié)Ni型雙相不銹鋼高溫壓縮變形行為和高溫拉伸力學(xué)性能的影響。旨在改善節(jié)Ni型雙相不銹鋼熱加工性能,對(duì)鍛造工藝優(yōu)化、板軋制和熱擠壓等熱加工工藝提供必要的理論依據(jù),為實(shí)際生產(chǎn)工作提供指導(dǎo)。采用Gleeble-3800熱力模擬試驗(yàn)機(jī)對(duì)不同Mn含量23%Cr節(jié)Ni型雙相不銹鋼進(jìn)行了變形溫度為1073~1423 K、應(yīng)變速率為0.01~10 s~(-1)的高溫壓縮實(shí)驗(yàn)。經(jīng)組織和熱力學(xué)分析可知:在相同應(yīng)變速率條件下,變形溫度升高會(huì)使奧氏體由細(xì)密萌生晶粒向尺寸均一等軸晶轉(zhuǎn)變,奧氏體動(dòng)態(tài)再結(jié)晶(DRX)越易發(fā)生。在相同變形溫度條件下,過(guò)高的應(yīng)變速率會(huì)影響試驗(yàn)鋼DRX,應(yīng)變速率過(guò)高會(huì)使DRX發(fā)生不完全。Mn含量的增加能使奧氏體在更小變形溫度和應(yīng)變速率下提前發(fā)生DRX。在1323 K/1 s~(-1)變形條件下,6.26~14.13%Mn含量實(shí)驗(yàn)鋼兩相均出現(xiàn)連續(xù)DRX,且?jiàn)W氏體相DRX更充分,且6.26%Mn實(shí)驗(yàn)鋼中兩相的LAGB比例較低,更能促進(jìn)DRX發(fā)生。采用阿倫尼烏斯型雙曲正弦本構(gòu)模型得到四種不同Mn含量試樣鋼的峰值應(yīng)力熱變形方程,并構(gòu)建了包含Z參數(shù)的峰值應(yīng)力本構(gòu)方程。隨著Mn含量增加,會(huì)使熱激活能略升高然后回落到較低值,且會(huì)使低Z值對(duì)應(yīng)易發(fā)生DRX區(qū)域,向更寬泛的較高變形溫度(1323~1423 K)、較低應(yīng)變速率(0.01、0.1、1 s~(-1))移動(dòng)。得到了四種不同Mn含量試驗(yàn)鋼熱加工圖及其對(duì)應(yīng)的最佳熱加工工藝區(qū)間,同一Mn含量,隨著應(yīng)變的增加,失穩(wěn)區(qū)區(qū)域面積逐漸減小。當(dāng)應(yīng)變?yōu)?.4和0.6時(shí),隨著Mn含量的增加,失穩(wěn)區(qū)面積先增大后減小。商業(yè)低Mn高Ni 2304不銹鋼熱變形激活能和Z值均高于6.26-14.13%Mn試驗(yàn)鋼,且其在熱加工圖中失穩(wěn)區(qū)面積亦高于高M(jìn)n含量試驗(yàn)鋼,表明較高M(jìn)n含量添加有益于高溫壓縮變形。采用Gleeble-3800熱力模擬試驗(yàn)機(jī)對(duì)不同Mn含量23%Cr節(jié)Ni型雙相不銹鋼進(jìn)行了拉伸溫度為573~1323 K,應(yīng)變速率為0.05 s~(-1)的高溫拉伸實(shí)驗(yàn),對(duì)比分析Mn含量對(duì)熱塑性行為的影響,得到以下結(jié)論:隨著變形溫度升高,實(shí)驗(yàn)用鋼的峰值流變應(yīng)力和峰值應(yīng)變都隨之減小。隨著拉伸溫度由573K升高至1073K時(shí),試驗(yàn)鋼受力承載相受Mn含量變化影響減小。在573 K變形時(shí),隨著Mn含量增加,斷面收縮率降低,塑性隨之減低;在823、1073和1323K變形時(shí),隨著Mn含量的增加,斷面收縮率升高,塑性也隨之升高。相同Mn含量,隨著變形溫度升高,極限抗拉強(qiáng)度降低趨勢(shì)減小。隨著Mn含量的增加,在573 K變形時(shí),極限抗拉強(qiáng)度降低程度亦變緩。Mn含量增加會(huì)使試驗(yàn)鋼在高溫拉伸變形時(shí)第二相夾雜物顆粒尺寸變大(2~5μm增大到5~12μm),是材料高溫塑性變差的一個(gè)重要原因。對(duì)比商用2304不銹鋼,在低變形溫度時(shí),Mn含量增加能有效提高極限抗拉強(qiáng)度;而高溫變形時(shí),Mn含量增加對(duì)極限抗拉強(qiáng)度影響不大。不同變形溫度下2304不銹鋼斷面收縮率均高于高M(jìn)n含量試驗(yàn)鋼,且均為韌性斷裂。
【圖文】：
圖 1.1 雙相不銹鋼的發(fā)展歷史Fig 1.1 History of the development of duplex stainless steel第一代雙相不銹鋼的代表鋼種是美國(guó)在上世紀(jì) 30 年代末研較高的鉻、鉬元素，碳含量也相對(duì)較高（C%≤0.1% ），具性。第一代雙相不銹鋼一般不用于焊接，主要是因?yàn)樵诤缚p織分布比較多，由于鐵素體的韌性較低，就會(huì)導(dǎo)致在很多生，耐腐蝕性能也不是很好。20 世紀(jì)中期， 雙相不銹鋼得到聯(lián)、德國(guó)、法國(guó)和英國(guó)分別研制出了 08X21H5T、1.4582、255 等雙相不銹鋼。日本通過(guò)降低 AISI329 的碳含量，，得到命名為 329J，它降低了焊縫區(qū)鐵素體的含量，可以解決 AI
不銹鋼熱變形行為及機(jī)理研究雙相不銹鋼高溫塑性變形行為可以借助壓縮、拉伸和扭轉(zhuǎn)些基本實(shí)驗(yàn)方法的使用有利于研究塑性加工成型的工作者對(duì)雙、研制和分類時(shí)，能夠建立起有關(guān)雙相不銹鋼高溫塑性變形特。用拉伸、扭轉(zhuǎn)和壓縮等方法求得應(yīng)力．應(yīng)變關(guān)系數(shù)據(jù)，可用雙相不銹鋼的塑性變形行為。不銹鋼的熱變形軟化行為型 DRX 特征的雙相不銹鋼流變應(yīng)力曲線圖中可用 4 個(gè)階段進(jìn)硬化階段（I）、過(guò)渡階段（II） 、軟化階段（III）和穩(wěn)態(tài)流變階段，ε0：初始應(yīng)變; εc：臨界應(yīng)變; εp：峰值應(yīng)變; εs：進(jìn)入穩(wěn)態(tài)時(shí)力; σp：峰值應(yīng)力; σss飽和應(yīng)力; σs穩(wěn)態(tài)應(yīng)力。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG142.71
【參考文獻(xiàn)】
相關(guān)期刊論文 前10條
1 豐涵;周曉玉;劉虎;宋志剛;;特超級(jí)雙相不銹鋼的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J];鋼鐵研究學(xué)報(bào);2015年04期
2 吳從風(fēng);李時(shí)磊;張海龍;王西濤;王根啟;;316LN奧氏體不銹鋼的高溫拉伸斷裂行為[J];材料研究學(xué)報(bào);2014年07期
3 張繼祥;高波;秦海濤;李政君;;2205雙相不銹鋼中溫塑性變形行為及本構(gòu)方程[J];塑性工程學(xué)報(bào);2013年06期
4 王月香;劉振宇;王國(guó)棟;周平;;雙相不銹鋼2205熱變形行為的實(shí)驗(yàn)[J];塑性工程學(xué)報(bào);2012年04期
5 J Charles;P Chemelle;胡錦程;張偉;;雙相不銹鋼的發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)市場(chǎng)趨勢(shì)[J];世界鋼鐵;2012年01期
6 王佳夫;王月香;花福安;李建平;王國(guó)棟;;雙相不銹鋼熱變形后的靜態(tài)軟化行為及組織分析[J];鋼鐵研究學(xué)報(bào);2011年09期
7 杜春風(fēng);詹鳳;楊銀輝;嚴(yán)彪;;節(jié)鎳型雙相不銹鋼的研究進(jìn)展[J];金屬功能材料;2010年05期
8 宋紅梅;江來(lái)珠;余敏;林勤;;雙相不銹鋼2205的熱加工性能研究[J];鋼鐵研究學(xué)報(bào);2010年02期
9 覃銀江;潘清林;何運(yùn)斌;李文斌;劉曉艷;范曦;;ZK60鎂合金熱壓縮變形流變應(yīng)力行為與預(yù)測(cè)[J];金屬學(xué)報(bào);2009年07期
10 李長(zhǎng)明;張亞男;;雙相不銹鋼的研究探討[J];熱加工工藝;2009年06期
相關(guān)碩士學(xué)位論文 前7條
1 劉彥妍;2101雙相不銹鋼熱變形過(guò)程微觀組織與性能演變的研究[D];浙江大學(xué);2013年
2 吳琨;經(jīng)濟(jì)型雙相不銹鋼2101高溫變形行為及機(jī)理研究[D];西安建筑科技大學(xué);2013年
3 張翼;Cr、Ni、Mo對(duì)雙相不銹鋼組織和性能的影響[D];哈爾濱理工大學(xué);2012年
4 漆俊俊;雙相不銹鋼塑性變形及熱處理的研究[D];江蘇科技大學(xué);2011年
5 趙科巍;2205雙相不銹鋼的高溫變形過(guò)程及其機(jī)理研究[D];蘭州理工大學(xué);2010年
6 戚運(yùn)蓮;Ti600高溫鈦合金的熱變形行為及加工圖研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年
7 童駿;超級(jí)雙相不銹鋼的拉伸性能及熱變形行為研究[D];燕山大學(xué);2006年
本文編號(hào)：2654356
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/jinshugongy/2654356.html
【圖文】：
圖 1.1 雙相不銹鋼的發(fā)展歷史Fig 1.1 History of the development of duplex stainless steel第一代雙相不銹鋼的代表鋼種是美國(guó)在上世紀(jì) 30 年代末研較高的鉻、鉬元素，碳含量也相對(duì)較高（C%≤0.1% ），具性。第一代雙相不銹鋼一般不用于焊接，主要是因?yàn)樵诤缚p織分布比較多，由于鐵素體的韌性較低，就會(huì)導(dǎo)致在很多生，耐腐蝕性能也不是很好。20 世紀(jì)中期， 雙相不銹鋼得到聯(lián)、德國(guó)、法國(guó)和英國(guó)分別研制出了 08X21H5T、1.4582、255 等雙相不銹鋼。日本通過(guò)降低 AISI329 的碳含量，，得到命名為 329J，它降低了焊縫區(qū)鐵素體的含量，可以解決 AI
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【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG142.71
【參考文獻(xiàn)】
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