本文關鍵詞：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)異的綜合力學性能和耐腐蝕性能,因而在航空、船艦等很多領域得到了廣泛關注和應用。本文使用光學顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)和X射線衍射儀(XRD)、力學試驗機等實驗手段,研究了熱處理工藝對該0Cr16Ni5Mo馬氏體不銹鋼顯微組織和力學性能的影響;在Gleeble-3800熱模擬試驗機上進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℃、應變速率為0.01~10s-1條件下的熱變形行為。研究結論如下:通過對淬火處理制度的研究,發(fā)現實驗鋼在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性能的影響比較復雜,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950℃淬火450~700℃不同溫度回火時,發(fā)現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,逆轉變奧氏體含量先增加后降低,在600℃回火后,其含量達到最大值。逆轉變奧氏體的形態(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)下馬氏體與逆轉變奧氏體中的Ni含量,結果可知,逆轉變奧氏體中的Ni含量明顯高于馬氏體,說明逆轉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)律與逆轉變奧氏體含量的變化規(guī)律呈對應關系。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果表明,在熱壓縮過程中,流變應力隨變形溫度的升高而降低,隨應變速率的升高而增加,變形條件對材料的組織結構有較大影響。本文基于雙曲線正弦模型,建立了與應變量相關的本構關系模型。計算結果表明材料熱變形參數與應變量之間可采用四次函數關系式表示。然后根據動態(tài)材料模型建立了材料在不同應變量下的熱加工圖。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范圍為:變形溫度980~1150℃,應變速率0.01~0.2s-1。
【關鍵詞】：0Cr16Ni5Mo馬氏體不銹鋼 顯微組織 力學性能 應力應變曲線 本構關系 熱加工圖
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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 熱變形流變應力和本構方程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容30-31
• 1.5.1 研究意義30
• 1.5.2 研究內容30-31
• 第2章 實驗材料與研究方法31-36
• 2.1 實驗方案設計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 相結構分析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 淬火處理對力學性能的影響42-43
• 3.4 本章小結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73-74
• 5.5.2 流變失穩(wěn)準則74-75
• 5.5.3 熱加工圖的構建及分析75-79
• 5.6 本章小結79-81
• 結論81-82
• 參考文獻82-88
• 致謝88-89
• 附錄 攻讀碩士期間發(fā)表的學術論文89

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