热轧27.5Cr-3.5Mo-2Ni超级铁素体不锈钢微观组织及力学性能研究

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超级铁素体不锈钢具有良好的机械性能，优异的耐腐蚀性能，被广泛应用于滨海电站冷凝设备、化学加工工业和建筑业等领域中。因其在生产制造过程中易产生脆化现象，阻碍了超级铁素体不锈钢大规模生产和更广泛的应用。本文以 27.5Cr-3.5Mo-2Ni 超级铁素体不锈钢为研究对象，采用扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）观察微观组织形貌，采用能谱仪（EDS）进行微区成分分析，采用电子万能试验机及显微硬度计进行力学性能测试。研究了1100℃热轧对27.5Cr-3.5Mo-2Ni微观组织和力学性能的影响；对热轧试样在800℃时效不同时间，研究了1100℃热轧对27.5Cr-3.5Mo-2Ni时效析出行为的影响。设计了一种新的热处理工艺，对 1100℃热轧后的钢板进行不同参数的热处理，研究了不同参数的热处理对 27.5Cr-3.5Mo-2Ni 热轧板微观组织、时效析出行为和力学性能的影响。研究的结果表明：在 1100℃热轧时，27.5Cr-3.5Mo-2Ni 主要发生动态回复，在基体中存在由轧制变形产生的大量位错和空位等缺陷，使 27.5Cr-3.5Mo-2Ni 发生了加工硬化；溶质原子Nb和Mo在位错线上偏聚，促进了富Nb和Mo元素的σ 相和 Laves 相晶核的形成和析出，σ 相和 Laves 相等第二相粒子的析出，使 27.5Cr-3.5Mo-2Ni 发生了第二相强化。加工硬化和第二相强化使27.5Cr-3.5Mo-2Ni 抗拉强度由 610MPa 上升至 730MPa ，显微硬度由218.76HV上升至287.15HV，伸长率由22.4%下降至14.4%。TiN和NbC在1100℃能稳定地存在于基体中，1100℃热轧对TiN和NbC的析出行为没有明显的影响。1100℃热轧对27.5Cr-3.5Mo-2Ni在800℃的时效析出行为有极其显著的促进作用。在980℃保温5min、15min和30min时，27.5Cr-3.5Mo-2Ni的组织中有多边化结构，27.5Cr-3.5Mo-2Ni中还存在大量位错，加工硬化和第二相强化并未得到消除。在1150℃保温20s，27.5Cr-3.5Mo-2Ni微观组织还是条带状，未发生再结晶，位错密度较高，没有观察到析出相；保温40s，27.5Cr-3.5Mo-2Ni发生再结晶，条带状组织已经全部转变为等轴晶，位错密度很低；保温 80s，27.5Cr-3.5Mo-2Ni晶粒有长大的趋势。1150℃热处理使热轧后27.5Cr-3.5Mo-2Ni的加工硬化和第二相强化得以消除。1150℃热处理消除了热轧后27.5Cr-3.5Mo-2Ni在800℃时效析出的倾向。在1150℃保温20s，27.5Cr-3.5Mo-2Ni中σ相的体积分数下降为5.3%；保温40~80s，σ相的体积分数下降一个数量级以上。然而在保温 20s的试样中，σ 相的析出倾向依然很大，因此在1150℃保温的时间应在20s以上。

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作者
骆毅;
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作者单位

太原理工大学;

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授予单位太原理工大学;
学科材料科学与工程
授予学位硕士
导师姓名梁伟;
年度 2018
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正文语种中文
中图分类
关键词
热轧; 铁素体不锈钢; 微观组织; 力学;

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