高氮奧氏體不銹鋼的組織與性能研究.pdf

1、高氮奧氏體不銹鋼（以下簡(jiǎn)稱(chēng)高氮鋼）具有高強(qiáng)度、高韌性等優(yōu)異的力學(xué)性能，優(yōu)良的耐蝕性能和磁性能，通過(guò)以氮代鎳既能穩(wěn)定奧氏體組織又能大大降低原材料成本，高氮鋼的研究工作受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注與重視。作為結(jié)構(gòu)材料的高氮鋼，工程使用中要承受不同載荷，然而在高溫條件下，高氮鋼的組織穩(wěn)定性較差。基于這兩點(diǎn)，深入研究高氮鋼的力學(xué)性能和組織穩(wěn)定性具有相當(dāng)重要的意義。
　　本文以鑄態(tài)0Cr21Mn17Mo2NbN高氮鋼為研究對(duì)象，對(duì)不同熱處理?xiàng)l件下高

2、氮鋼的拉伸應(yīng)變硬化行為進(jìn)行分析，擬合其應(yīng)變硬化曲線(xiàn)，并分析了拉伸斷口形貌；對(duì)不同壓縮變形量下固溶處理后高氮鋼的組織特征進(jìn)行了分析，探究了其變形特征；研究了高氮鋼的時(shí)效析出規(guī)律，對(duì)時(shí)效后層片狀的析出物進(jìn)行熱處理調(diào)整，分析了熱處理調(diào)整后的組織特征。
　　研究結(jié)果表明：
　?。?）固溶態(tài)的拉伸試樣抗拉強(qiáng)度最高，鑄態(tài)的次之，而最大總伸長(zhǎng)率分別達(dá)到了48.7％、46.6%，表現(xiàn)出了很強(qiáng)的塑性變形能力。時(shí)效態(tài)的試樣力學(xué)性能最差，最大總伸

3、長(zhǎng)率僅為9%。固溶態(tài)的應(yīng)變硬化指數(shù)最高為0.83，鑄態(tài)次之，時(shí)效態(tài)最低。固溶態(tài)高氮鋼拉伸斷口韌窩特征明顯，斷裂方式為典型的微孔聚集型斷裂，表現(xiàn)出明顯的韌性斷裂特征；時(shí)效態(tài)高氮鋼的斷裂為沿晶斷裂，表現(xiàn)出明顯的脆性斷裂特征；鑄態(tài)高氮鋼的斷口為穿晶斷裂和沿晶斷裂混合斷口，斷裂類(lèi)型近似為準(zhǔn)解理斷裂。
　?。?）固溶態(tài)實(shí)驗(yàn)鋼在壓縮變形初期時(shí)，主要是以滑移變形為主，滑移主要以單滑移為主。隨變形量增加至30%，開(kāi)始出現(xiàn)孿晶。當(dāng)變形量增加至40%

4、左右，孿晶局部被滑移線(xiàn)切過(guò)。當(dāng)變形量進(jìn)一步增加時(shí)，位錯(cuò)大量增殖導(dǎo)致孿晶被滑移線(xiàn)切成塊狀。
　?。?）鑄態(tài)實(shí)驗(yàn)鋼經(jīng)1140℃和10小時(shí)固溶處理后，在750℃、850℃、950℃下進(jìn)行不同保溫時(shí)間時(shí)效處理，然后在1020℃分別保溫2小時(shí)、4小時(shí)后水淬。實(shí)相同的保溫時(shí)效時(shí)間內(nèi)，850℃下析出最為明顯。同一時(shí)效溫度下，隨保溫時(shí)間延長(zhǎng)，胞狀析出物由晶界向晶內(nèi)生長(zhǎng)，形狀呈層片狀、條狀、短棒狀及顆粒狀；850℃時(shí)效8小時(shí)、16小時(shí)后經(jīng)1020℃