浇铸—轧制复合2Cr13/9Cr18MoV/2Cr13不锈钢的制备与性能表征

论文摘要

本文采用浇铸-轧制复合技术制备出2Cr13/9Cr18MoV/2Cr13三层复合马氏体不锈钢。系统研究了不同热处理工艺对复合不锈钢板组织、硬度、拉伸性能和弯曲性能的影响。实验结果表明,采用浇铸-轧制复合技术制备的复合板不同成分合金层间组织过渡平缓,无明显界面。经淬火-回火处理后,复合板内层/9Cr18MoV合金组织由回火马氏体、颗粒状碳化物和残余奥氏体组成,外层2Cr13合金组织由较粗大回火马氏体组成。回火处理可显著提高复合板的韧性,复合不锈钢经淬火-回火处理的试样的断裂挠度明显大于淬火未回火试样。浇铸-轧制复合马氏体不锈钢经1050℃,30min淬火;200℃,2h回火处理后具有优异的综合力学性能。心部9Cr18MoV合金层硬度为585.7HV（54.8 HRC）;外层2Cr13合金层硬度为490.0HV （48.8HRC）;复合板抗拉强度为1539 MPa、延伸率为7.97%、抗弯强度为18047MPa、断裂挠度为51.84mm、最大弯曲力为2.41KN、断裂能量为96.73J。复合马氏体不锈钢的抗拉强度与2Cr13和9Cr18MoV单层板相近,延伸率接近2Cr13的性能水平,具有好的综合拉伸力学性能;复合板的抗弯强度比单层2Cr13和9Cr18MoV合金分别高11.3倍和9.36倍,断裂挠度比2Cr13和9Cr18MoV合金分别高4.47倍和11.78倍,表现出优异的韧性。浇铸-轧制复合马氏体不锈钢拉伸断口和弯曲断口呈现出典型的塑性断裂断口特征,是典型的塑性断裂,说明复合板具有很好的塑性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 不锈钢
• 1.1.1 不锈钢的分类
• 1.1.2 不锈钢的发展概况
• 1.2 马氏体不锈钢
• 1.2.1 马氏体不锈钢概况
• 1.2.2 马氏体不锈钢的热处理
• 1.2.3 马氏体不锈钢的耐蚀性能
• 1.3 马氏体不锈钢刀具材料
• 1.4 多层复合不锈钢刀具材料
• 1.4.1 复合钢制备技术发展现状
• 1.4.2 多层复合马氏体不锈钢制备新技术—浇铸-轧制复合
• 1.4.3 浇铸-轧制制备多层复合马氏体不锈钢工艺概述
• 1.5 课题的意义、研究目标及主要研究内容
• 1.5.1 课题的研究目标与意义
• 1.5.2 主要研究内容
• 1.5.3 课题的创新之处
• 第二章 试验方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 三层复合马氏体不锈钢板制备技术
• 2.2.1 熔炼工艺与设备
• 2.2.2 复合管坯的离心铸造
• 2.2.3 复合板坯的锻造
• 2.2.4 复合板的轧制
• 2.3 复合板的热处理
• 2.3.1 复合板淬火
• 2.3.2 复合板回火
• 2.4 复合板的组织观察
• 2.5 复合板的力学性能测试
• 2.5.1 显微硬度测定
• 2.5.2 室温拉伸性能测定
• 2.5.3 弯曲实验
• 2.6 本章小结
• 第三章 2Cr13/9Cr18MoV/2Cr13 复合不锈钢板的制备
• 3.1 三层复合不锈钢组成与成分
• 3.2 合金熔炼
• 3.3 三层复合不锈钢管坯的离心铸造
• 3.3.1 冷型涂料涂刷工艺
• 3.3.2 离心浇铸工艺
• 3.4 锻造开坯与轧制
• 3.4.1 锻造开坯
• 3.4.2 轧制
• 3.5 本章小结
• 第四章 三层复合马氏体不锈钢的组织与硬度
• 4.1 淬火对复合不锈钢硬度与组织的影响
• 4.1.1 试验方案
• 4.1.2 淬火处理对硬度的影响
• 4.1.3 淬火处理对复合钢组织的影响
• 4.2 回火处理对复合钢硬度的影响
• 4.2.1 回火工艺曲线
• 4.2.2 回火处理对复合钢组织的影响
• 4.3 试验结果讨论
• 4.3.1 合金元素对2Cr13/9Cr18MoV/2Cr13 硬度的影响
• 4.3.2 淬火工艺对硬度的影响
• 4.3.3 回火工艺对硬度的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 三层复合马氏体不锈钢的拉伸与弯曲性能
• 5.1 2Cr13/9Cr18MoV/2Cr13 复合不锈钢的室温拉伸性能
• 5.2 复合不锈钢拉伸断口分析
• 5.3 2Cr13/9Cr18MoV/2Cr13 复合不锈钢的弯曲性能
• 5.4 弯曲断口形貌分析
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢