奧氏體耐熱鋼因其良好的抗高溫氧化性以及較高的蠕變強度而被廣泛應(yīng)用于燃煤鍋爐和乙烯裂解爐管等高溫結(jié)構(gòu)件中。但隨著生產(chǎn)需求的提高,耐熱鋼的工作環(huán)境愈加復(fù)雜且其服役溫度也隨之升高,因此改善材料的高溫綜合性能,尤其是抗高溫氧化性受到人們更多的關(guān)注。本文以K-52型奧氏體耐熱鋼為基,添加Y、Ce、Zr等微量稀有合金元素,設(shè)計了幾種新型奧氏體耐熱鋼。通過拉伸性能曲線以及高溫拉伸斷口形貌的觀察與分析,探討奧氏體鋼的拉伸斷裂機理。采用單位面積氧化增重法,研究了高溫氧化動力學規(guī)律。對氧化試樣的表面和截面形貌進行觀察、XPS衍射分析及AFM表面粗糙度分析,探討了在1000℃下氧化膜的結(jié)構(gòu)組成,揭示了奧氏體耐熱鋼的抗氧化機制。在實驗鋼中添加Zr元素,不僅細化晶粒也可提高實驗鋼的高溫硬度和高溫拉伸性能。Zr可以改善斷口夾雜物的大小及分布,斷口韌窩數(shù)量增多,撕裂現(xiàn)象不明顯。實驗鋼的屈服強度和抗拉強度分別平均提高了23.53%和6.73%。Zr元素提高鋼高溫強度,同時降低了高溫下實驗鋼伸長率對溫度的敏感性。但對于實驗鋼在1000℃下的抗高溫氧化性,Zr的作用不明顯。在鋼中添加稀土Y元素,鋼中的析出相主要沿晶界分布。...

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 耐熱鋼的概述
    1.2 耐熱鋼的分類及現(xiàn)狀
        1.2.1 耐熱鋼的分類
        1.2.2 耐熱鋼的現(xiàn)狀
    1.3 稀有金屬元素對耐熱鋼的影響
        1.3.1 稀土元素Ce對耐熱鋼的影響
        1.3.2 稀土元素Y對耐熱鋼的影響
        1.3.3 稀有元素Zr對耐熱鋼的影響
    1.4 課題研究意義及內(nèi)容
第2章 實驗材料及方法
    2.1 實驗材料
    2.2 實驗方法
        2.2.1 高溫拉伸
        2.2.2 恒溫高溫連續(xù)氧化
    2.3 材料表征方法
        2.3.1 顯微組織分析
        2.3.2 高溫力學性能測試
        2.3.3 試樣高溫氧化截面
        2.3.4 SEM和 EDS表征
        2.3.5 AFM氧化形貌表征
        2.3.6 XPS表征分析
        2.3.7 XRD表征分析
第3章 稀有金屬元素對耐熱鋼顯微組織和高溫硬度的影響
    3.1 耐熱鋼相分析
    3.2 耐熱鋼顯微組織形貌
    3.3 耐熱鋼高溫硬度
第4章 稀有金屬元素對耐熱鋼高溫拉伸性能的影響
    4.1 合金高溫拉伸性能
    4.2 合金斷口形貌分析
第5章 稀有金屬元素對耐熱鋼高溫氧化性能的影響
    5.1 氧化動力學
    5.2 氧化物表面形貌
    5.3 氧化層截面形貌
第6章 結(jié)論
參考文獻
在學研究成果
致謝



本文編號：4030042