本文關(guān)鍵詞：0Cr16Ni5Mo馬氏體不銹鋼熱處理及熱變形行為研究

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【摘要】：0Cr16Ni5Mo超級馬氏體不銹鋼具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能和耐腐蝕性能,因而在航空、船艦等很多領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注和應(yīng)用。本文使用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)和X射線衍射儀(XRD)、力學(xué)試驗機等實驗手段,研究了熱處理工藝對該0Cr16Ni5Mo馬氏體不銹鋼顯微組織和力學(xué)性能的影響;在Gleeble-3800熱模擬試驗機上進(jìn)行單道次等溫壓縮實驗,研究0Cr16Ni5Mo馬氏體不銹鋼在變形溫度為900~1150℃、應(yīng)變速率為0.01~10s-1條件下的熱變形行為。研究結(jié)論如下:通過對淬火處理制度的研究,發(fā)現(xiàn)實驗鋼在900~1050℃淬火時,試樣的組織為板條馬氏體+δ-鐵素體+殘余奧氏體。隨著淬火溫度的升高,板條馬氏體逐漸粗大,平均晶粒尺寸由18μm增加到68μm。在950℃淬火后,碳化物可基本溶于基體。淬火溫度對材料力學(xué)性能的影響比較復(fù)雜,材料的抗拉強度和硬度變化不大,沖擊功均高于160J。通過對回火處理制度研究,實驗鋼經(jīng)950℃淬火450~700℃不同溫度回火時,發(fā)現(xiàn)隨著回火溫度的升高,M23C6型碳化物在馬氏體板條之間析出量增加,逆轉(zhuǎn)變奧氏體含量先增加后降低,在600℃回火后,其含量達(dá)到最大值。逆轉(zhuǎn)變奧氏體的形態(tài)也隨著回火溫度升高而改變。使用EDS分析不同回火狀態(tài)下馬氏體與逆轉(zhuǎn)變奧氏體中的Ni含量,結(jié)果可知,逆轉(zhuǎn)變奧氏體中的Ni含量明顯高于馬氏體,說明逆轉(zhuǎn)變奧氏體形成過程中有Ni元素的富集,其形成機理為擴散型相變。隨著回火溫度的升高實驗鋼的抗拉強度和硬度先下降后升高,而延伸率和沖擊吸收功的變化規(guī)律則與之相反,抗拉強度Rm為885~1167MPa,HRC為25.2~37.2,變化規(guī)律與逆轉(zhuǎn)變奧氏體含量的變化規(guī)律呈對應(yīng)關(guān)系。各回火溫度下的沖擊斷口的斷裂方式均為韌性斷裂,斷口呈韌窩狀,韌窩底部分布有第二相顆粒。0Cr16Ni5Mo馬氏體不銹鋼的熱模擬試驗結(jié)果表明,在熱壓縮過程中,流變應(yīng)力隨變形溫度的升高而降低,隨應(yīng)變速率的升高而增加,變形條件對材料的組織結(jié)構(gòu)有較大影響。本文基于雙曲線正弦模型,建立了與應(yīng)變量相關(guān)的本構(gòu)關(guān)系模型。計算結(jié)果表明材料熱變形參數(shù)與應(yīng)變量之間可采用四次函數(shù)關(guān)系式表示。然后根據(jù)動態(tài)材料模型建立了材料在不同應(yīng)變量下的熱加工圖。通過分析熱加工圖可知,0Cr16Ni5Mo低碳馬氏體不銹鋼的最佳熱變形工藝參數(shù)范圍為:變形溫度980~1150℃,應(yīng)變速率0.01~0.2s-1。
【關(guān)鍵詞】：0Cr16Ni5Mo馬氏體不銹鋼 顯微組織 力學(xué)性能 應(yīng)力應(yīng)變曲線 本構(gòu)關(guān)系 熱加工圖
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG142.71;TG161
【目錄】：

• 摘要5-6
• Absract6-13
• 第1章 緒論13-31
• 1.1 引言13-14
• 1.2 馬氏體不銹鋼14-21
• 1.2.1 鋼中合金元素的作用15-18
• 1.2.2 馬氏體不銹鋼的強化機制18-20
• 1.2.3 馬氏體不銹鋼的韌化機制20-21
• 1.3 超級馬氏體不銹鋼的發(fā)展21-27
• 1.3.1 超級馬氏體不銹鋼的研究現(xiàn)狀21-22
• 1.3.2 超低碳馬氏體不繡鋼的組織22-26
• 1.3.3 逆轉(zhuǎn)變奧氏體的形成與穩(wěn)定機制26-27
• 1.4 合金的熱變形行為和熱加工圖27-30
• 1.4.1 熱變形流變應(yīng)力和本構(gòu)方程28-29
• 1.4.2 熱加工圖29-30
• 1.5 本文研究意義與主要研究內(nèi)容30-31
• 1.5.1 研究意義30
• 1.5.2 研究內(nèi)容30-31
• 第2章 實驗材料與研究方法31-36
• 2.1 實驗方案設(shè)計31
• 2.2 實驗材料31-32
• 2.3 材料相變點測試32
• 2.4 熱處理實驗32-33
• 2.4.1 淬火處理32
• 2.4.2 回火處理32-33
• 2.5 力學(xué)性能測試33-34
• 2.5.1 洛氏硬度測試33
• 2.5.2 拉伸性能測試33
• 2.5.3 沖擊性能測試33-34
• 2.6 顯微組織觀察34-35
• 2.6.1 金相顯微觀察34
• 2.6.2 掃描電鏡觀察34-35
• 2.6.3 透射電鏡分析35
• 2.7 相結(jié)構(gòu)分析35
• 2.8 奧氏體含量測量35-36
• 第3章 淬火處理對材料組織和性能的影響36-44
• 3.1 前言36
• 3.2 淬火溫度對試驗鋼組織的影響36-42
• 3.3 淬火處理對力學(xué)性能的影響42-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第4章 回火處理對材料組織和性能的影響44-61
• 4.1 前言44
• 4.2 回火處理對組織的影響44-57
• 4.3 回火溫度對力學(xué)性能的影響57-58
• 4.4 沖擊斷口形貌分析58-59
• 4.5 本章小結(jié)59-61
• 第5章 材料熱變形行為研究61-81
• 5.1 前言61
• 5.2 實驗方法61-63
• 5.2.1 固溶處理實驗方案61
• 5.2.2 熱壓縮實驗61-62
• 5.2.3 顯微組織分析62-63
• 5.3 熱變形方程建立63-68
• 5.3.1 0Cr16Ni5Mo流變應(yīng)力曲線的分析63
• 5.3.2 熱變形方程的建立63-68
• 5.4 熱變形組織68-72
• 5.5 熱加工圖72-79
• 5.5.1 熱加工建立的理論基礎(chǔ)73-74
• 5.5.2 流變失穩(wěn)準(zhǔn)則74-75
• 5.5.3 熱加工圖的構(gòu)建及分析75-79
• 5.6 本章小結(jié)79-81
• 結(jié)論81-82
• 參考文獻(xiàn)82-88
• 致謝88-89
• 附錄 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文89

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