Nmag100无磁钢的组织和性能研究

论文摘要

本文以Nmag100无磁钢为研究对象,通过高温压缩热模拟实验,结合金相观察,对无磁钢的高温热变形行为、显微组织演变进行了研究;同时研究了实验钢在热轧态和不同热处理工艺时的组织和性能。论文取得了如下的研究成果：（1）研究了热变形参数对Nmag100无磁钢的高温变形抗力和组织的影响规律。研究表明热变形过程中,Nmag100无磁钢的变形抗力随应变速率的增大而增大,随着变形温度的升高而降低。变形温度与速率的变化会导致动态回复和再结晶等软化过程,变形程度对变形抗力的影响随此发生较复杂的变化。（2）通过热模拟实验数据,采用Origin软件回归了Nmag100无磁钢的变形抗力模型。经检验,该模型方程精度较高。（3）热轧后的实验钢组织为奥氏体组织,实验钢在室温拉伸时屈服强度为550MPa,抗拉强度为713MPa,延伸率为44%。低温拉伸时实验钢的抗拉强度为890Mpa,屈服强度为580Mpa,延伸率为62%,性能明显改善；固溶处理后的实验钢仍为奥氏体组织,固溶温度为1030℃具有最高的强塑积,达到43.882GPa%。时效处理后的实验钢组织大部分仍为奥氏体。600℃时实验钢的延伸率达到最大值68%,具有较高的水平,屈服强度达到346Mpa,抗拉强度达到612MPa,强塑积最高,达到41.616GPa%。延长时效保温时间,对其进行拉伸性能测试,结果表明实验钢力学性能随着时效时间的延长变化不大。对断口进行扫描分析,结果表明实验钢断口都为韧窝断口,表现出良好的韧性。（4）在整个冲击温度范围内,实验钢在固溶后的冲击功都比热轧态高8J左右。随着温度的降低,冲击吸收功有所降低,但曲线斜率较平缓,即使在-196℃时仍具有较高的冲击韧性。对断口进行SEM分析,属于典型的韧性断裂。这也证实实验钢具有较高的冲击能量吸收能力以及作为结构件在低温时有较高的韧性。（5）实验钢室温时磁导率为1.0043H/m,固溶处理后磁导率为1.0039H/m。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 奥氏体无磁钢的发展概况
• 1.3 奥氏体无磁钢的分类
• 1.3.1 奥氏体无磁不锈钢
• 1.3.2 奥氏体无磁高锰钢
• 1.4 影响无磁钢奥氏体稳定性的因素
• 1.4.1 合金元素对奥氏体稳定性的作用
• 1.4.2 热处理和塑性变形对奥氏体稳定性的影响
• 1.4.3 低温对奥氏体稳定性的影响
• 1.5 无磁钢的生产工艺、性能特点及应用
• 1.5.1 非不锈的无磁钢
• 1.5.2 无磁不锈钢及不锈耐蚀合金
• 1.6 本文所研究的钢种
• 1.7 本文主要研究内容、目的及意义
• 第2章 样品的制备和实验方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验过程
• 2.2.1 热模拟实验
• 2.2.2 热轧
• 2.2.3 固溶-时效热处理
• 2.3 试样的制备与检测
• 2.3.1 拉伸实验
• 2.3.2 冲击试实验
• 2.3.3 磁导率测试试样
• 2.3.4 金相观察
• 2.3.5 扫描试样拉伸断口组织的观察
• 2.3.6 电子探针
• 2.3.7 TEM观察
• 2.3.8 X射线衍射分析
• 第3章 NMAG100无磁钢变形抗力模型
• 3.1 变形抗力研究基本理论
• 3.1.1 影响金属变形抗力的因素
• 3.1.2 热加工金属变形抗力模型
• 3.2 实验结果及分析
• 3.2.1 真应力—真应变曲线
• 3.2.2 热变形参数对变形抗力的影响
• 3.2.3 热变形参数对微观组织的影响
• 3.3 变形抗力模型的建立
• 3.3.1 数学模型建立的原则
• 3.3.2 Nmag100无磁钢变形抗力数学模型
• 3.4 本章小结
• 第4章 NMAG100无磁钢的制备及组织、力学和磁性能
• 4.1 奥氏体钢变形机理的研究
• 4.1.1 奥氏体钢的层错能
• 4.1.2 孪生变形及影响因素
• 4.1.3 孪生变形对材料性能的影响
• 4.2 热轧实验钢组织与力学性能
• 4.2.1 热轧实验钢组织
• 4.2.2 热轧实验钢的力学性能
• 4.3 不同温度固溶处理后实验钢组织与力学性能
• 4.3.1 固溶处理后实验钢的组织
• 4.3.2 固溶处理后实验钢的力学性能
• 4.4 不同温度时效处理后实验钢组织与力学性能
• 4.4.1 不同温度时效处理后实验钢的组织
• 4.4.2 不同温度时效处理后实验钢的力学性能
• 4.5 热处理对实验钢力学性能的影响
• 4.5.1 热处理对实验钢拉伸性能的影响
• 4.5.2 热处理对实验钢冲击性能的影响
• 4.6 实验钢的磁导率性能
• 4.7 本章小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢