Ti-Al復(fù)合強(qiáng)化馬氏體時(shí)效不銹鋼的力學(xué)性能和時(shí)效脆性研究
發(fā)布時(shí)間:2022-01-22 15:48
馬氏體時(shí)效不銹鋼是一種含F(xiàn)e,Cr,Ni,Ti(或Al)等基本元素的超低C含量合金。它通過(guò)馬氏體相變并隨后時(shí)效析出彌散的Ni3Ti(Al)相,實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)高韌的力學(xué)性能,在航空航天、核能和醫(yī)療器械等高端領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。醫(yī)用縫合針是一種量大面廣的醫(yī)療耗材,通常使用3Cr13馬氏體不銹鋼制造,其缺點(diǎn)是韌性不足。本實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)期開(kāi)展了以O(shè)OCr12Ni9Mo4Cu2Ti為代表的馬氏體時(shí)效不銹鋼的研究,并試圖將其用于高強(qiáng)高韌型醫(yī)用縫合針的制造。該合金最早由瑞典山特維克公司開(kāi)發(fā),牌號(hào)為1RK91,納米尺度Ni3Ti顆粒彌散析出是強(qiáng)化的主要手段。近些年進(jìn)一步發(fā)展中,少量Al元素與Ti元素同時(shí)加入被用來(lái)強(qiáng)化合金。本研究針對(duì)這一方向,設(shè)計(jì)合成了 一種以Ti/(Ti+Al)比值為變量的Ti-Al復(fù)合強(qiáng)化的合金,結(jié)合力學(xué)性能測(cè)試技術(shù)、微觀形貌觀察對(duì)其進(jìn)行了研究,重點(diǎn)關(guān)注了時(shí)效后材料的硬度和韌性。通過(guò)對(duì)Ti-Al復(fù)合馬氏體時(shí)效不銹鋼的研究發(fā)現(xiàn):(1)Ti/(Ti+Al)比值越高,硬度值越大;Ti/(Ti+Al)比值越低,則合金的韌性越高;(2)時(shí)效溫度升高,硬度先增大后減小,在475-525℃時(shí)效溫度范圍內(nèi)最佳。...
【文章來(lái)源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:72 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1熔煉主要步驟??Fi.2.1?Main?stes?of?smelting?process??
三點(diǎn)彎曲是彎曲試驗(yàn)的一種方法,用來(lái)測(cè)定材料承受彎曲載荷時(shí)的力學(xué)特??性,包括抗彎強(qiáng)度、韌性、撓度等,是材料機(jī)械性能試驗(yàn)的基本方法之一,區(qū)別??于四點(diǎn)彎曲,主要是受力點(diǎn)的不同,三點(diǎn)彎曲示意圖如圖2.2所示。三點(diǎn)彎測(cè)試??方法以其簡(jiǎn)便易行,所需設(shè)備較少,且為常規(guī)設(shè)備.適合于一般條件的試驗(yàn)室,??因此得到廣泛采用[69]。??F?一??—?—i—??/7/77?‘?/7V/7'??^?L?^??|?L<rrTTTTTrr>、??圖2.?2三點(diǎn)彎實(shí)驗(yàn)示意圖??Fig?2.2?Three-point?bending?experiment??抗彎強(qiáng)度即材料對(duì)致彎外力的承受能力,是強(qiáng)度的其中一種,根據(jù)醫(yī)用縫合??針的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合以及受力特點(diǎn),其抗彎強(qiáng)度有更高的要求,本實(shí)驗(yàn)對(duì)抗彎強(qiáng)度??進(jìn)行了測(cè)試。??韌性表示材料受到使其發(fā)生形變的力時(shí)對(duì)折斷的抵抗能力。韌性越好,脆性??就越小,也就越不容易發(fā)生脆性斷裂。韌性包括斷裂韌性和沖擊韌性,斷裂韌性??材料阻止宏觀裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展能力的度量,它和裂紋本身的大小、形狀及外加應(yīng)力??大小無(wú)關(guān)。是材料固有的特性,只與材料本身、熱處理及加工工藝有關(guān)。本實(shí)驗(yàn)??測(cè)試了材料的斷裂韌性。??三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)試樣需制成如圖2.1所示
Fig.2.3?Geometry?of?the?specimen?for?three-point?bending?test.??使用SANS?CTT2500的微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行式為位移控制,加載速率0.5?mm/min,三點(diǎn)彎曲試樣的電鏡(SEM)及X射線能譜(EDS)測(cè)試??(SEM)是介于透射電鏡和光學(xué)顯微鏡之間的一種觀察的工作原理是用極窄的電子束去掃描試樣,通過(guò)電子束同的效應(yīng),其中主要是試樣的二次電子發(fā)射,利用二次電的表面形貌。掃描電鏡的優(yōu)點(diǎn)有:①放大倍率高,最小倍數(shù)可達(dá)20萬(wàn)倍,且在這兩者之間可無(wú)級(jí)差調(diào)節(jié);②晰且富有立體感,可直觀地觀察到試樣凹凸不平表面的。??能譜儀(EDS)是用來(lái)分析材料徵區(qū)成分元素種類(lèi)和含中釋放出的特征能量AE不同,各元素都具有各自不同的一
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]17-4PH不銹鋼的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 陳貝,陳惠芬,王澤民. 上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(01)
[2]合金元素對(duì)馬氏體時(shí)效強(qiáng)化不銹鋼力學(xué)性能的影響[J]. 楊霞,白英龍,連玉棟,果世駒. 煉鋼. 2011(04)
[3]高Cu/Mg比Al-Cu-Mg-Ag(2139)合金時(shí)效析出行為研究[J]. 朱寶宏,熊柏青,張永安,張建波,李志輝,李錫武. 稀有金屬. 2011(03)
[4]新型形變誘發(fā)馬氏體時(shí)效不銹鋼的組織與性能[J]. 鄧?yán)?嚴(yán)偉,王威,單以銀,楊柯. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2011(04)
[5]固溶強(qiáng)化TiAl合金的成分優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 靜永娟,付明杰,王新英,張繼. 稀有金屬. 2011(01)
[6]鈦合金鍛造工藝及其鍛件的應(yīng)用[J]. 張智,巨建輝,戚運(yùn)蓮,杜宇. 熱加工工藝. 2010(23)
[7]Ce對(duì)00Cr17不銹鋼沖擊韌性及475℃脆性的影響[J]. 張輝,王建軍,劉春明. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2010(11)
[8]馬氏體時(shí)效不銹鋼熱處理工藝優(yōu)化[J]. 姜越. 材料科學(xué)與工藝. 2010(04)
[9]超高強(qiáng)度馬氏體時(shí)效不銹鋼中逆轉(zhuǎn)變奧氏體的析出與長(zhǎng)大行為[J]. 劉振寶,楊志勇,梁劍雄,張秀麗. 金屬熱處理. 2010(02)
[10]Al元素對(duì)310S耐熱鋼組織和力學(xué)性能的影響研究[J]. 喇培清,劉閃光. 材料工程. 2009(S1)
碩士論文
[1]馬氏體時(shí)效不銹鋼的噴丸強(qiáng)化[D]. 周浩鋒.浙江大學(xué) 2015
[2]00Cr12Ni9Mo4Cu2馬氏體時(shí)效不銹鋼的時(shí)效硬化行為研究[D]. 李駒.浙江大學(xué) 2007
本文編號(hào):3602476
【文章來(lái)源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
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【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1熔煉主要步驟??Fi.2.1?Main?stes?of?smelting?process??
三點(diǎn)彎曲是彎曲試驗(yàn)的一種方法,用來(lái)測(cè)定材料承受彎曲載荷時(shí)的力學(xué)特??性,包括抗彎強(qiáng)度、韌性、撓度等,是材料機(jī)械性能試驗(yàn)的基本方法之一,區(qū)別??于四點(diǎn)彎曲,主要是受力點(diǎn)的不同,三點(diǎn)彎曲示意圖如圖2.2所示。三點(diǎn)彎測(cè)試??方法以其簡(jiǎn)便易行,所需設(shè)備較少,且為常規(guī)設(shè)備.適合于一般條件的試驗(yàn)室,??因此得到廣泛采用[69]。??F?一??—?—i—??/7/77?‘?/7V/7'??^?L?^??|?L<rrTTTTTrr>、??圖2.?2三點(diǎn)彎實(shí)驗(yàn)示意圖??Fig?2.2?Three-point?bending?experiment??抗彎強(qiáng)度即材料對(duì)致彎外力的承受能力,是強(qiáng)度的其中一種,根據(jù)醫(yī)用縫合??針的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合以及受力特點(diǎn),其抗彎強(qiáng)度有更高的要求,本實(shí)驗(yàn)對(duì)抗彎強(qiáng)度??進(jìn)行了測(cè)試。??韌性表示材料受到使其發(fā)生形變的力時(shí)對(duì)折斷的抵抗能力。韌性越好,脆性??就越小,也就越不容易發(fā)生脆性斷裂。韌性包括斷裂韌性和沖擊韌性,斷裂韌性??材料阻止宏觀裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展能力的度量,它和裂紋本身的大小、形狀及外加應(yīng)力??大小無(wú)關(guān)。是材料固有的特性,只與材料本身、熱處理及加工工藝有關(guān)。本實(shí)驗(yàn)??測(cè)試了材料的斷裂韌性。??三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)試樣需制成如圖2.1所示
Fig.2.3?Geometry?of?the?specimen?for?three-point?bending?test.??使用SANS?CTT2500的微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行式為位移控制,加載速率0.5?mm/min,三點(diǎn)彎曲試樣的電鏡(SEM)及X射線能譜(EDS)測(cè)試??(SEM)是介于透射電鏡和光學(xué)顯微鏡之間的一種觀察的工作原理是用極窄的電子束去掃描試樣,通過(guò)電子束同的效應(yīng),其中主要是試樣的二次電子發(fā)射,利用二次電的表面形貌。掃描電鏡的優(yōu)點(diǎn)有:①放大倍率高,最小倍數(shù)可達(dá)20萬(wàn)倍,且在這兩者之間可無(wú)級(jí)差調(diào)節(jié);②晰且富有立體感,可直觀地觀察到試樣凹凸不平表面的。??能譜儀(EDS)是用來(lái)分析材料徵區(qū)成分元素種類(lèi)和含中釋放出的特征能量AE不同,各元素都具有各自不同的一
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期刊論文
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[5]固溶強(qiáng)化TiAl合金的成分優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 靜永娟,付明杰,王新英,張繼. 稀有金屬. 2011(01)
[6]鈦合金鍛造工藝及其鍛件的應(yīng)用[J]. 張智,巨建輝,戚運(yùn)蓮,杜宇. 熱加工工藝. 2010(23)
[7]Ce對(duì)00Cr17不銹鋼沖擊韌性及475℃脆性的影響[J]. 張輝,王建軍,劉春明. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2010(11)
[8]馬氏體時(shí)效不銹鋼熱處理工藝優(yōu)化[J]. 姜越. 材料科學(xué)與工藝. 2010(04)
[9]超高強(qiáng)度馬氏體時(shí)效不銹鋼中逆轉(zhuǎn)變奧氏體的析出與長(zhǎng)大行為[J]. 劉振寶,楊志勇,梁劍雄,張秀麗. 金屬熱處理. 2010(02)
[10]Al元素對(duì)310S耐熱鋼組織和力學(xué)性能的影響研究[J]. 喇培清,劉閃光. 材料工程. 2009(S1)
碩士論文
[1]馬氏體時(shí)效不銹鋼的噴丸強(qiáng)化[D]. 周浩鋒.浙江大學(xué) 2015
[2]00Cr12Ni9Mo4Cu2馬氏體時(shí)效不銹鋼的時(shí)效硬化行為研究[D]. 李駒.浙江大學(xué) 2007
本文編號(hào):3602476
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