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时效对05Cr15Ni5Cu4Nb组织及性能的影响研究

作　者: 余强
导　师: 范云鹰
学　校: 昆明理工大学
专　业: 材料学
关键词: 05Cr15Ni5Cu4Nb沉淀硬化不锈钢力学性能微观组织耐蚀性
分类号: TG142.71
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本文系统研究了时效处理对05Cr15Ni5Cu4Nb沉淀硬化不锈钢力学性能的影响,并应用透射电子显微镜、扫描电镜、能谱、X射线衍射仪等,观察和分析了相应的微观组织以及析出相,探索了时效制度、室温力学性能和微观组织之间的内在关系,对比了典型时效制度的耐腐蚀性能,为该钢的工程应用提供了实验数据和技术支持。研究结果表明,随着时效温度的升高和保温时间的延长强度逐渐下降,断面收缩率、伸长率、冲击吸收功逐渐升高,强度在482℃至579℃内下降较缓,高于579℃时下降幅度较大,在621℃时下降到最低值,而此时钢的塑韧性达到最高值,冲击试样断口由准解理形貌逐渐向以韧窝为主的形貌过渡,间接地证实了随着时效温度的升高韧性逐渐提高的试验结果。随着时效温度的升高,钢中逆转变奥氏体含量逐渐增加,在579℃时奥氏体含量为4.84%,温度高于579℃时转变量急剧增加至20%,在621℃时达到最大值27%,奥氏体体积分数的增加降低了钢的强度,提高了塑性和韧性；经过552℃保温4h时效,在马氏体板条界面上析出薄膜状的逆转变奥氏体,与马氏体保持着K-S位向关系(011)M//(111)γ,[111]M//[011]γ；此时,在板条马氏体上析出大量、弥散、细小的富Cu相,与基体保持着(111)Cu//(011)M,[011]Cu//[001]M晶体学取向关系,富Cu相是钢中的主要强化相,是使钢保持较高强度的主要因素之相结构分析中观察到钢中有少量的M23C6相和NbCN相,随着时效温度的升高或保温时间的延长M23C6相和NbCN相的质量百分数逐渐增加,在M23C6相分子式中的铬原子逐渐替代铁原子,在NbCN相分子式中氮原子逐渐替代碳原子。随时效温度的升高钢的耐点腐蚀和缝隙腐蚀性能逐渐下降,在593℃时耐蚀性最差,621℃时耐蚀性有所提高,经过482℃×1h处理后钢的耐蚀性最好,552℃保温4小时时效态的耐点蚀和缝隙腐蚀性能与621℃相当；在482℃时随着保温时间的延长,钢的抗应力腐蚀性能KISCC也逐渐增加。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-9
第一章绪论  9-25
  1.1 前言  9
  1.2 不锈钢的概述  9-11
  1.3 沉淀硬化不锈钢的特点及现状  11-14
    1.3.1 沉淀硬化不锈钢的概述  11-12
    1.3.2 国外沉淀硬化不锈钢的发展  12-13
    1.3.3 国内沉淀硬化不锈钢的发展  13-14
  1.4 沉淀硬化不锈钢中合金元素的作用  14-16
  1.5 沉淀硬化不锈钢的强韧化机理  16-20
    1.5.1 强化机理  16-18
    1.5.2 韧化机理  18-20
  1.6 沉淀硬化不锈钢的腐蚀类型  20-23
  1.7 本文研究工作的内容及意义  23-25
第二章实验材料与方法  25-31
  2.1 引言  25
  2.2 研究方法与思路  25-26
  2.3 实验材料及制备方法  26
  2.4 实验方法  26-31
    2.4.1 热处理制度的制定  26
    2.4.2 力学性能  26-27
    2.4.3 热处理设备  27
    2.4.4 组织观察  27-28
    2.4.5 奥氏体的测定  28
    2.4.6 第二相分析  28
    2.4.7 腐蚀试验  28-31
第三章时效对05Cr15Ni5Cu4Nb力学性能的影响  31-37
  3.1 前言  31-32
  3.2 时效温度对力学性能的影响  32
  3.3 时效时间对力学性能的影响  32-33
  3.4 时效对钢中奥氏体含量的影响  33-35
  3.5 时效温度对冲击断口形貌的影响  35-36
  3.6 本章小结  36-37
第四章时效对微观组织的影响  37-49
  4.1 时效处理对微观组织的影响  37-42
    4.1.1 时效对金相组织的影响  37-38
    4.1.2 时效态的TEM组织观察  38-42
  4.2 析出相的定量分析  42-48
    4.2.1 分析试液的制备  43-44
    4.2.2 时效处理对钢中M_(23)C_6析出的影响  44-46
    4.2.3 时效处理对钢中NbCN析出的影响  46-48
  4.3 本章小结  48-49
第五章时效对05Cr15Ni5Cu4Nb耐蚀性的影响  49-57
  5.1 前言  49
  5.2 时效对点腐蚀的影响  49-50
  5.3 时效对缝隙腐蚀的影响  50-51
  5.4 蚀坑的微观形貌  51-52
  5.5 耐蚀性与微观组织的关系  52-53
  5.6 时效对应力腐蚀性能的影响  53-55
  5.7 本章小结  55-57
第六章结论  57-59
致谢  59-61
参考文献  61-65
附录攻读硕士期间发表论文目录  65-67

时效对05Cr15Ni5Cu4Nb组织及性能的影响研究

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