本文關(guān)鍵詞：429與429Mo兩種鐵素體不銹鋼的高溫疲勞行為

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【摘要】：鐵素體不銹鋼以其優(yōu)良的抗應(yīng)力腐蝕性、較低的熱膨脹系數(shù)、較好的韌性和延伸性、優(yōu)異的抗高溫氧化性和高溫強(qiáng)度以及較低的價(jià)格,已代替奧氏體不銹鋼被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)排氣系統(tǒng)。根據(jù)其與發(fā)動(dòng)機(jī)的位置,排氣系統(tǒng)中的部件可處于從排氣尾管的100oC變化到排氣歧管的1000oC的高溫環(huán)境中。在工作過(guò)程中,排氣系統(tǒng)構(gòu)件可能受到汽車(chē)尾氣氣流的沖擊或者路面的震蕩作用,高溫和機(jī)械振動(dòng)是導(dǎo)致汽車(chē)排氣系統(tǒng)部件使用壽命降低甚至失效斷裂的主要原因。因此,針對(duì)鐵素體不銹鋼高溫疲勞行為開(kāi)展研究十分必要。本文針對(duì)15CrNbTi和15CrMoNbTi兩種鐵素體不銹鋼在800oC時(shí)高溫疲勞以及在引入10s保持時(shí)間的疲勞-蠕變交互作用加載條件下的疲勞行為開(kāi)展了研究,以期為鐵素體不銹鋼結(jié)構(gòu)件的抗疲勞設(shè)計(jì)和安全使用提供可靠的理論依據(jù)。疲勞試驗(yàn)結(jié)果表明,15CrNbTi和15CrMoNbTi鐵素體不銹鋼的疲勞極限分別為30MPa和35MPa。相較于15CrNbTi鐵素體不銹鋼,15CrMoNbTi鐵素體不銹鋼擁有更高的疲勞極限,說(shuō)明Mo的添加能夠有效的提高鐵素體不銹鋼的疲勞極限。在較高的應(yīng)力區(qū)間內(nèi),當(dāng)最大循環(huán)應(yīng)力相同時(shí),15CrNbTi鐵素體不銹鋼的疲勞壽命高于15CrMoNbTi鐵素體不銹鋼的疲勞壽命;在較的低應(yīng)力區(qū)間內(nèi),當(dāng)最大循環(huán)應(yīng)力相同時(shí),15CrMoNbTi鐵素體不銹鋼的疲勞壽命高于15CrNbTi鐵素體不銹鋼的疲勞壽命。當(dāng)引入10s保持時(shí)間后,由于疲勞-蠕變的交同作用,鐵素體不銹鋼的疲勞壽命大幅度降低。疲勞斷口形貌觀察結(jié)果表明,在應(yīng)力控制的高溫疲勞加載條件下,15CrNbTi和15CrMoNbTi兩種鐵素體不銹鋼的疲勞裂紋均以穿晶方式萌生于試樣表面,并以穿晶方式擴(kuò)展。在引入10s保持時(shí)間的疲勞-蠕變交互作用加載條件下,15CrNbTi和15CrMo NbTi兩種鐵素體不銹鋼疲勞斷口表面均可觀察到大量的蠕變孔洞。微觀組織結(jié)構(gòu)觀察結(jié)果表明:在疲勞-蠕變交互作用加載條件下,15CrNbTi和15CrMoNbTi兩種鐵素體不銹鋼中均出現(xiàn)了Laves相,而Laves相是孔洞形核和裂紋形成的誘因,蠕變孔洞的形成、匯集并擴(kuò)展,加速了疲勞裂紋的擴(kuò)展。在高溫疲勞加載條件下的15CrNbTi和15CrMoNbTi兩種鐵素體不銹鋼中可觀察到清晰的亞晶界,而保持時(shí)間的引入使位錯(cuò)發(fā)生重新排列,形成低能量的位錯(cuò)組態(tài),故在15CrNbTi和15CrMoNbTi兩種鐵素體不銹鋼變形區(qū)未觀察到明顯的亞晶界。
【關(guān)鍵詞】：鐵素體不銹鋼 疲勞極限 保持時(shí)間 Laves相 疲勞-蠕變交互作用
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TG142.71
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-20
• 1.1 不銹鋼概述9
• 1.2 汽車(chē)排氣系統(tǒng)用不銹鋼性能要求9-12
• 1.3 合金元素在鐵素體不銹鋼中的作用12-14
• 1.4 材料的疲勞14-18
• 1.5 課題的提出及研究意義18-20
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料、設(shè)備及方法20-24
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料20
• 2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備20
• 2.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法20-24
• 2.3.1 疲勞試樣的制備20-21
• 2.3.2 高溫疲勞行為的研究21-22
• 2.3.3 高溫疲勞-蠕變行為的研究22
• 2.3.4 顯微組織觀察22
• 2.3.5 高溫疲勞與疲勞-蠕變斷口的觀察22
• 2.3.6 高溫疲勞與疲勞-蠕變微觀結(jié)構(gòu)的觀察22-24
• 第3章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論24-42
• 3.1 兩種鐵素體不銹鋼的顯微組織24-25
• 3.2 兩種鐵素體不銹鋼的高溫疲勞行為25-29
• 3.2.1 15CrNbTi鐵素體不銹鋼的S-N曲線26
• 3.2.2 15CrMoNbTi鐵素體不銹鋼的S-N曲線26-27
• 3.2.3 兩種鐵素體不銹鋼的S-N曲線比較27-28
• 3.2.4 兩種鐵素體不銹鋼疲勞壽命預(yù)測(cè)28-29
• 3.3 兩種鐵素體不銹鋼的疲勞-蠕變行為29-33
• 3.3.1 15CrNbTi鐵素體不銹鋼的S-N曲線29-30
• 3.3.2 15CrMoNbTi鐵素體不銹鋼的S-N曲線30-31
• 3.3.3 兩種鐵素體不銹鋼的S-N曲線比較31
• 3.3.4 疲勞與疲勞-蠕變交互作用加載條件下的S-N曲線比較31-33
• 3.4 高溫疲勞加載條件下兩種鐵素體不銹鋼的斷口形貌33-37
• 3.4.1 15CrNbTi鐵素體不銹鋼斷口形貌觀察34-35
• 3.4.2 15CrMoNbTi鐵素體不銹鋼斷口形貌觀察35-37
• 3.5 疲勞-蠕變交互作用加載條件下兩種鐵素體不銹鋼的斷口形貌37-42
• 3.5.1 15CrNbTi鐵素體不銹鋼斷口形貌觀察37-39
• 3.5.2 15CrMoNbTi鐵素體不銹鋼斷口形貌觀察39-42
• 第4章 討論42-55
• 4.1 微觀組織42-44
• 4.2 疲勞壽命行為44-45
• 4.3 疲勞-蠕變行為45-50
• 4.4 微觀結(jié)構(gòu)演化50-55
• 第5章 結(jié)論55-56
• 參考文獻(xiàn)56-60
• 在學(xué)研究成果60-61
• 致謝61

【相似文獻(xiàn)】

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