本文關(guān)鍵詞：9Cr2WVTa低活化馬氏體鋼的組織調(diào)控及性能研究

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【摘要】：低活化鐵素體/馬氏體鋼(RAFM鋼)在強(qiáng)的中子輻照下具有熱膨脹系數(shù)和輻照腫脹系數(shù)低、熱導(dǎo)率和幾何穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是未來聚變堆第一壁的理想候選材料。高能中子輻照會使低活化鋼組織結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生改變,從而使力學(xué)性能退化,最終導(dǎo)致構(gòu)件的過早失效。本論文立足于晶界工程的概念,在設(shè)計、制備實驗鋼的基礎(chǔ)上,利用軋制變形結(jié)合退火處理的方式對實驗鋼的晶界結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控,研究了晶界特征分布對實驗鋼性能的影響,得到以下幾點(diǎn)結(jié)論：(1)固溶處理工藝對實驗鋼的組織和室溫拉伸性能有顯著影響,經(jīng)1050℃保溫30min固溶處理結(jié)合760℃保溫90min回火處理實驗鋼的靜力韌性和塑性最好；9Cr2WVTa低活化馬氏體鋼的應(yīng)力因子為27,蠕變變形由位錯控制。通過外推法,預(yù)測實驗鋼在550℃,穩(wěn)態(tài)蠕變速率為10-7%/s時的蠕變極限為200MPa,與其他RAFM鋼可比擬。(2)通過形變熱處理可以提高實驗鋼的特殊晶界比例和亞晶界密度,5%冷軋后在1050℃退火30min為最佳形變熱處理工藝。(3)晶界結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的試樣相比于基材試樣抗拉強(qiáng)度提高50MPa左右,屈服強(qiáng)度提高40MPa左右,延伸率提高10%以上；實驗鋼高溫蠕變性能提高,特別是550℃時275MPa條件下,實驗鋼的蠕變壽命提高約1倍,平均蠕變速率降低將近一個數(shù)量級,這主要是因為小角度∑1晶界能夠抑制碳化物粗化,低CSL特殊晶界能夠在一定程度上打斷大角度晶界,有效抑制裂紋或腐蝕源的形成和沿晶界擴(kuò)展。
【關(guān)鍵詞】：低活化馬氏體鋼 晶界工程 晶界特征分布 形變熱處理 蠕變
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG142.24
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-23
• 1.1 低活化鐵素體/馬氏體鋼的特點(diǎn)與研究現(xiàn)狀11-17
• 1.1.1 低活化鐵素體/馬氏體鋼的性能特點(diǎn)11-12
• 1.1.2 低活化鐵素體/馬氏體鋼的研究現(xiàn)狀12-16
• 1.1.3 低活化鐵素體/馬氏體鋼存在的問題16-17
• 1.2 晶界工程17-22
• 1.2.1 晶界與晶界工程17-20
• 1.2.2 晶界工程的應(yīng)用20-21
• 1.2.3 晶界工程的發(fā)展趨勢21-22
• 1.3 課題研究的目的意義22-23
• 2 實驗過程及方法23-29
• 2.1 實驗材料23
• 2.2 實驗流程23-24
• 2.3 實驗方法24-25
• 2.3.1 固溶處理24-25
• 2.3.2 冷軋結(jié)合退火處理25
• 2.3.3 熱軋結(jié)合退火處理25
• 2.4 分析測試方法25-29
• 2.4.1 DSC測試25
• 2.4.2 金相組織觀察25-26
• 2.4.3 顯微硬度測試26
• 2.4.4 XRD物相分析26
• 2.4.5 室溫拉伸性能測試26-27
• 2.4.6 高溫蠕變性能測試27
• 2.4.7 斷口組織分析27-28
• 2.4.8 電化學(xué)腐蝕性能測試28
• 2.4.9 EBSD測試28-29
• 3 9Cr2WVTa低活化馬氏體鋼的制備及性能研究29-42
• 3.1 9Cr2WVTa低活化馬氏體鋼的制備29-32
• 3.1.1 9Cr2WVTa低活化馬氏體鋼熔煉29-30
• 3.1.2 9Cr2WVTa低活化馬氏體鋼熔煉后微觀組織分析30-32
• 3.2 固溶工藝對實驗鋼組織及性能的影響32-38
• 3.2.1 固溶溫度的確定32-33
• 3.2.2 固溶溫度和時間對實驗鋼微觀組織的影響33-35
• 3.2.3 固溶溫度對實驗鋼顯微硬度的影響35-36
• 3.2.4 固溶溫度對實驗鋼室溫拉伸性能的影響36-38
• 3.3 實驗鋼的蠕變性能38-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 4 9Cr2WVTa低活化馬氏體鋼的晶界結(jié)構(gòu)優(yōu)化42-57
• 4.1 9Cr2WVTa低活化馬氏體鋼基材晶界特征分布42-43
• 4.2 冷軋結(jié)合退火對實驗鋼晶界特征分布的影響43-51
• 4.2.1 冷軋變形量對實驗鋼晶界特征分布的影響43-47
• 4.2.2 冷軋后退火溫度對實驗鋼晶界特征分布的影響47-51
• 4.3 熱軋結(jié)合退火對實驗鋼晶界特征分布的影響51-55
• 4.3.1 熱軋變形量對實驗鋼晶界特征分布的影響52-55
• 4.3.2 不同熱軋變形量下實驗鋼的耐腐蝕性能55
• 4.4 本章小結(jié)55-57
• 5 晶界結(jié)構(gòu)對9Cr2WVTa低活化馬氏體鋼力學(xué)性能的影響57-67
• 5.1 晶界結(jié)構(gòu)對實驗鋼室溫拉伸性能的影響57-60
• 5.1.1 室溫拉伸性能分析57-59
• 5.1.2 室溫拉伸斷口形貌分析59-60
• 5.2 晶界結(jié)構(gòu)對實驗鋼高溫蠕變性能的影響60-65
• 5.2.1 高溫蠕變性能分析60-64
• 5.2.2 高溫蠕變斷口形貌分析64-65
• 5.3 本章小結(jié)65-67
• 6 結(jié)論67-68
• 致謝68-69
• 參考文獻(xiàn)69-75
• 附錄75

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本文編號：699663