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热处理工艺对1Cr16Ni3CuMoWV组织和性能的影响

作　者: 钟海林
导　师: 孙力军；杨钢；王立民
学　校: 昆明理工大学
专　业: 冶金物理化学
关键词: 马氏体 沉淀硬化 第二相 时效 ε-Cu
分类号: TG113
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要


本文系统研究了热处理制度对新型沉淀硬化不锈钢1Cr16Ni3CuMoWV组织和性能的影响,采用金相显微镜、TEM、SEM等分析手段研究了钢中第二相的尺寸、形貌、体积分数及析出位置随热处理制度的变化规律,借助于试验结果对1Cr16Ni3CuMoWV钢的强化机理进行了探讨。 测定了1Cr16Ni3CuMoWV钢连续冷却转变曲线及临界点（As=640℃,Af=745℃）,随着冷却速度加快,马氏体相交点Ms降低。 1Cr16Ni3CuMoWV钢经淬火后组织由马氏体、少量铁素体和少量残余奥氏体组成。经1070℃1h+-70℃2h+100℃2h处理后残余奥氏体为18.63%,当冷处理温度为-192℃时残余奥氏体为14.02%,经1100℃1h+-192℃2h+100℃2h处理残余奥氏体为16.47% 1Cr16Ni3CuMoWV最佳热处理工艺为:1100℃1h+-192℃2h+485℃2h,此时,σb为1610MPA,AKU2为88J。 1Cr16Ni3CuMoWV钢主要是通过在位错线上析出第二相来阻碍位错的运动,从而提高材料的强度。第二相的尺寸、形貌、分布及体积分数与试验钢的性能是密切相关的。随着时效温度的提高,第二相的尺寸、形貌、体积分数及种类都发生变化,其中MX、M2X及ε-Cu相的尺寸从几纳米长大到十几个纳米,形貌从球状转变为短棒状、碟片状及长条状。同时,颗粒间间距变大、位错密度减小及马氏体板条回复,沉淀硬化效果先增后减。在超过600℃温度时效,可以观察到大颗粒M23C6。

全文目录


第一章 绪论  7-22
  1.1 国外高强不锈钢的发展状况  7-10
    1.1.1 沉淀硬化不锈钢  7-8
    1.1.2 马氏体时效不锈钢  8-10
  1.2 国内高强不锈钢的发展状况  10-12
    1.2.1 沉淀硬化不锈钢  11
    1.2.2 马氏体时效不锈钢  11
    1.2.3 铁素体不锈钢  11-12
  1.3 沉淀硬化不锈钢的强化机理  12-14
    1.3.1 马氏体相变强化  12
    1.3.2 固溶强化  12-13
    1.3.3 位错强化  13
    1.3.4 沉淀强化  13-14
    1.3.5 细晶强化  14
  1.4 沉淀硬化不锈钢的韧化机理  14-15
    1.4.1 控制马氏体的形态  14
    1.4.2 控制残余奥氏体数量  14-15
    1.4.3 细晶化处理  15
    1.4.4 获得复合组织  15
  1.5 影响马氏体沉淀硬化不锈钢组织和性能的主要因素  15-21
    1.5.1 合金元素的影响  15-19
    1.5.2 热处理制度的影响  19-20
    1.5.3 沉淀硬化不锈钢的成分设计  20-21
  1.6 本文研究的目的与主要内容  21-22
第二章 试验材料及方法  22-25
  2.1 试验材料  22
  2.2 试验方法  22-25
    2.2.1 临界点及连续冷却转变(CCT)曲线测定  22-23
    2.2.2 热处理工艺试验  23
    2.2.3 热处理后室温力学性能试验  23-24
    2.2.4 显微组织观察  24-25
第三章 试验结果  25-53
  3.1 临界点及CCT曲线  25-27
  3.2 物理性能  27
    3.2.1 弹性模量  27
    3.2.2 热膨胀系数  27
  3.3 淬火态  27-28
  3.4 热处理制度对试验钢组织与性性能的影响  28-36
    3.4.1 固溶温度对试验钢组织与性能的影响  28-32
    3.4.2 冷处理温度对试验钢组织和性能的影响  32-36
  3.5 时效峰的确定  36-40
    3.5.1 时效峰温度的确定  36-37
    3.5.2 时效时间对试验钢组织与性能的影响  37-40
  3.6 金相显微组织、扫描电镜、透射电镜观察结果及分析  40-51
    3.6.1 金相显微观察结果及分析  40-42
    3.6.2 扫描电镜观察结果及分析  42-44
    3.6.3 透射电镜观察结果及分析  44-51
  3.7 本章小结  51-53
第四章 试验结果分析与讨论  53-64
  4.1 马氏体相变与残余奥氏体  53-54
  4.2 时效过程中1Cr16Ni3CuMoWV钢组织和性能的变化  54-63
    4.2.1 时效第一阶段  55-56
    4.2.2 时效第二阶段  56-62
      4.2.2.1 析出相的体积分数、尺寸对试验钢性能的影响  58-60
      4.2.2.2 析出相形貌及位置对试验钢性能的影响  60-62
    4.2.3 时效第三阶段  62-63
  4.3 本章小结  63-64
第五章 结论  64-65
参考文献  65-68
致谢  68

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 金属学（物理冶金） > 金相学（金属的组织与性能）
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