Mn對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,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型雙相不銹鋼通過以Mn代Ni來穩(wěn)定奧氏體相,由于Mn和Ni穩(wěn)定奧氏體機制不同,對層錯能影響不同,從而導(dǎo)致不同Mn-Ni含量對其高溫?zé)嶙冃涡袨橛绊懘嬖诓町悺Ｒ虼?本文通過控制Mn含量變化,并對比2304商業(yè)雙相不銹鋼,研究了Mn添加對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),為實際生產(chǎn)工作提供指導(dǎo)。采用Gleeble-3800熱力模擬試驗機對不同Mn含量23%Cr節(jié)Ni型雙相不銹鋼進行了變形溫度為1073~1423 K、應(yīng)變速率為0.01~10 s~(-1)的高溫壓縮實驗。經(jīng)組織和熱力學(xué)分析可知:在相同應(yīng)變速率條件下,變形溫度升高會使奧氏體由細密萌生晶粒向尺寸均一等軸晶轉(zhuǎn)變,奧氏體動態(tài)再結(jié)晶(DRX)越易發(fā)生。在相同變形溫度條件下,過高的應(yīng)變速率會影響試驗鋼DRX,應(yīng)變速率過高會使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含量實驗鋼兩相均出現(xiàn)連續(xù)DRX,且奧氏體相DRX更充分,且6.26%Mn實驗鋼中兩相的LAGB比例較低,更能促進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,會使熱激活能略升高然后回落到較低值,且會使低Z值對應(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。得到了四種不同Mn含量試驗鋼熱加工圖及其對應(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,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試驗鋼,且其在熱加工圖中失穩(wěn)區(qū)面積亦高于高Mn含量試驗鋼,表明較高Mn含量添加有益于高溫壓縮變形。采用Gleeble-3800熱力模擬試驗機對不同Mn含量23%Cr節(jié)Ni型雙相不銹鋼進行了拉伸溫度為573~1323 K,應(yīng)變速率為0.05 s~(-1)的高溫拉伸實驗,對比分析Mn含量對熱塑性行為的影響,得到以下結(jié)論:隨著變形溫度升高,實驗用鋼的峰值流變應(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,試驗鋼受力承載相受Mn含量變化影響減小。在573 K變形時,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,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,極限抗拉強度降低趨勢減小。隨著Mn含量的增加,在573 K變形時,極限抗拉強度降低程度亦變緩。Mn含量增加會使試驗鋼在高溫拉伸變形時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重要原因。對比商用2304不銹鋼,在低變形溫度時,Mn含量增加能有效提高極限抗拉強度;而高溫變形時,Mn含量增加對極限抗拉強度影響不大。不同變形溫度下2304不銹鋼斷面收縮率均高于高Mn含量試驗鋼,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在上世紀(jì) 30 年代末研較高的鉻、鉬元素，碳含量也相對較高（C%≤0.1% ），具性。第一代雙相不銹鋼一般不用于焊接，主要是因為在焊縫織分布比較多，由于鐵素體的韌性較低，就會導(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、法國和英國分別研制出了 08X21H5T、1.4582、255 等雙相不銹鋼。日本通過降低 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)些基本實驗方法的使用有利于研究塑性加工成型的工作者對雙、研制和分類時，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 個階段進硬化階段（I）、過渡階段（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：進入穩(wěn)態(tài)時力; 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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG142.71
【參考文獻】
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1 豐涵;周曉玉;劉虎;宋志剛;;特超級雙相不銹鋼的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J];鋼鐵研究學(xué)報;2015年04期
2 吳從風(fēng);李時磊;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;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;2013年06期
4 王月香;劉振宇;王國棟;周平;;雙相不銹鋼2205熱變形行為的實驗[J];塑性工程學(xué)報;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)狀及未來市場趨勢[J];世界鋼鐵;2012年01期
6 王佳夫;王月香;花福安;李建平;王國棟;;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;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展[J];金屬功能材料;2010年05期
8 宋紅梅;江來珠;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;2010年02期
9 覃銀江;潘清林;何運斌;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[J];金屬學(xué)報;2009年07期
10 李長明;張亞男;;雙相不銹鋼的研究探討[J];熱加工工藝;2009年06期
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3 張翼;Cr、Ni、Mo對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程及其機理研究[D];蘭州理工大學(xué);2010年
6 戚運蓮;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：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在上世紀(jì) 30 年代末研較高的鉻、鉬元素，碳含量也相對較高（C%≤0.1% ），具性。第一代雙相不銹鋼一般不用于焊接，主要是因為在焊縫織分布比較多，由于鐵素體的韌性較低，就會導(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、法國和英國分別研制出了 08X21H5T、1.4582、255 等雙相不銹鋼。日本通過降低 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)
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【分類號】：TG142.71
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7 童駿;超級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：2654356
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