【摘要】：創(chuàng)新熱處理方案是改善鋼鐵材料性能的重要途徑之一。將強(qiáng)磁場應(yīng)用到材料熱處理中是一種新興的熱處理方式,對鋼鐵材料領(lǐng)域帶來重大影響。本文的目的就是研究強(qiáng)磁場在不同回火溫度下對高鉻鋼的碳化物析出和位錯密度的影響。本文設(shè)計了一種9%Cr的耐熱鋼,應(yīng)用JMTD-12T100超導(dǎo)強(qiáng)磁場系統(tǒng)裝置進(jìn)行回火,通過光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、位錯密度計算等手段,研究了外加12 T強(qiáng)磁場在200°C、500°C和700°C溫度下對高鉻鋼回火后的位錯密度影響。主要研究結(jié)果如下:強(qiáng)磁場提高M(jìn)s點,促進(jìn)了組織向馬氏體的轉(zhuǎn)變,在12 T強(qiáng)磁場下,500°C回火1h后,馬氏體組織更加明顯,位錯線更加密集,板條間與板條內(nèi)都分布有大量位錯線。2、200℃下回火,磁場作用使形核勢壘△G~*降低,最終導(dǎo)致更高的形核速率N,使碳化物析出數(shù)量增加。磁場促進(jìn)了碳化物的形核與析出,12 T強(qiáng)磁場下析出的碳化物數(shù)量比無磁場下的多約50%。3、磁場降低了碳化物形核所需的能量,促進(jìn)了碳化物的析出,在500°C和700°C回火時,析出碳化物以M_(23)C_6和M_3C為主,碳化物密度比無磁場回火后的分別高出160%和105%。4、磁場大幅促進(jìn)了碳化物的析出,碳化物的彌散分布增強(qiáng)了析出強(qiáng)化作用,使得更多可動位錯由于析出相的釘扎效應(yīng)轉(zhuǎn)化為不可動位錯。在700℃回火時,引入強(qiáng)磁場環(huán)境后,碳化物析出增加了接近一倍,位錯密度從無磁場的5.6×10~(14)/m~2增加到11.8×10~(14)/m~2,增長率達(dá)110%。5、強(qiáng)磁場對位錯密度的影響,隨著回火溫度的升高而增大。700℃回火時,對碳化物顆粒的析出以及位錯密度影響最大。 【學(xué)位授予單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG142.1;TG161

【圖文】：

武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文變包含兩種形式：等溫轉(zhuǎn)變和變溫轉(zhuǎn)變。早在上世紀(jì)]對馬氏體在靜磁場中的轉(zhuǎn)變特征做了許多研究。實驗結(jié)果下，馬氏體轉(zhuǎn)變從等溫變?yōu)樽儨兀瞎剑?-3）。這樣和變溫轉(zhuǎn)變具有相同的實質(zhì)。實驗結(jié)果還發(fā)現(xiàn)[38]“C”形圖仍圖，但在磁場作用下，比無磁場時具有更短的孕育周期。強(qiáng)度的增大而變短，如下圖 1.2 所示。

武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文積下，最高的非共格應(yīng)變能只能以球形形態(tài)析出，而此時的析出物有最低的能。而對于其他形態(tài)，扁平狀球體的應(yīng)變能則較低，于是橢球狀的析出物更在非共格平衡時出現(xiàn)。M23C6的形態(tài)并不是恒定的，，它與基體間有很大的錯配無磁場的條件下，M23C6主要以橢球狀析出，相應(yīng)地應(yīng)變能因此減小。而析3C6與基體之間的界面能在強(qiáng)磁場作用下會增大，析出顆粒因此球化以通過表面積來獲得較低的總能量。M23C6還有長條狀，此狀態(tài)發(fā)生在磁致伸縮應(yīng)到主導(dǎo)作用的時候。鋼在回火時，引入強(qiáng)磁場則會使馬氏體板條與馬氏體晶析出球狀碳化物，這是因為析出物與基體界面能的減少程度遠(yuǎn)不如非共格應(yīng)在球化時的增大程度。M23C6的不同形態(tài)在磁場作用下時表現(xiàn)不一，沿晶界棒狀碳化物的生長受到磁場的抑制，而碳化物逐漸表現(xiàn)為球狀。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2712293