430铁素体不锈钢中稀土作用机理的研究

论文摘要

本文以430铁素体不锈钢为出发点,系统的开展了稀土在430铁素体不锈钢中变质夹杂以及微合金化等作用的研究,主要内容包括稀土对铁素体不锈钢的非金属夹杂物、组织、力学性能、耐腐蚀性能等多方面的影响以及作用机理的研究。通过定量金相实验配合扫描电镜以及能谱仪对430铁素体不锈钢中的非金属夹杂物展开了深入细致的研究,研究结果表明：合适的稀土对样品中的非金属夹杂物有明显的细化、球化作用；过多的稀土使夹杂物聚集长大,细化、球化作用减弱,对钢的性能产生不利影响；稀土改变了非金属夹杂物的种类,由MnS、Al2O3以及铝酸盐变质为稀土氧化物、稀土硫氧化物、稀土铝酸盐以及这些夹杂物的复合夹杂物。对试样的组织以及晶界成分的研究表明：稀土对铁素体晶粒有细化作用,合适的含量能够使铁素体晶粒度提高一级。随着稀土含量的增加,样品中晶界处的稀土含量也随之增加,并且晶界处的稀土含量远远大于钢中的平均含量,稀土易于偏聚在晶界处；稀土偏聚在晶界,降低了S、P等元素在晶界的含量,有利于强化晶界。通过拉伸实验、系列冲击实验对430铁素体不锈钢中稀土对力学性能的影响进行了研究,并通过扫描电镜和能谱仪对断口进行了分析。研究结果表明：与横向延伸率相比稀土对横向屈服强度、抗拉强度影响更为显著；稀土对拉伸性能的影响主要是细晶强化、固溶强化以及改变非金属夹杂物种类、数量等作用的综合结果；稀土对试样的横向冲击功提高显著；加入稀土后,样品的冲击断口中有纤维区出现。通过极化曲线以及交流阻抗实验研究了稀土对430铁素体不锈钢耐腐蚀性能的影响,研究结果表明：钢中加入稀土后,样品的腐蚀电位有向正向移动的趋势,自腐蚀电流也有减小的趋势,样品的耐腐蚀性能得到了改善；加入稀土后不同样品的点蚀击穿电位也有不同程度的提高,稀土能够有效的提高430铁素体不锈钢的钝化膜电阻。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 不锈钢简介
• 1.2 铁素体不锈钢概述
• 1.2.1 铁素体不锈钢中主要合金元素及其对组织性能的影响
• 1.3 稀土概述
• 1.3.1 稀土在国内外钢铁中的应用
• 1.3.2 稀土在钢中的作用
• 1.3.2.1 稀土对钢液的净化作用
• 1.3.2.2 稀土对钢中夹杂物的变质作用
• 1.3.2.3 稀土在钢中的微合金化作用
• 1.4 本课题的目的与意义
• 1.5 本课题的研究内容及研究方法
• 第二章 实验方案
• 2.1430 铁素体不绣钢的冶炼及加工工艺
• 2.1.1 实验钢的冶炼
• 2.1.2 实验430铁素体不锈钢的锻造、热轧、冷轧、退火、酸洗和热处理工艺
• 2.2 实验方案
• 2.2.1 非金属夹杂物的观察及其成分分析
• 2.2.2 力学性能实验
• 2.2.3 电化学实验
• 第三章 稀土对430铁素体不锈钢非金属夹杂物及组织、晶界组成的影响
• 3.1 稀土对非金属夹杂物的影响
• 3.1.1 稀土对非金属夹杂物数量、分布的影响
• 3.1.2 稀土对夹杂物形状的影响
• 3.1.3 稀土对夹杂物组成的影响
• 3.2 稀土对组织的影响
• 3.3 稀土对晶界组成的影响
• 3.4 本章小节
• 第四章 稀土对430铁素体不锈钢力学性能的影响
• 4.1 拉伸实验
• 4.1.1 拉伸实验结果
• 4.1.2 稀土影响拉伸性能的讨论
• 4.2 冲击实验
• 4.2.1 冲击实验结果
• 4.2.2 冲击断口的观察
• 4.2.3 稀土影响冲击性能的讨论
• 4.3 本章小节
• 第五章 稀土对430铁素体不锈钢腐蚀性能的影响
• 5.1 极化曲线实验
• 5.1.1 热轧极化曲线测量数据
• 5.1.2 冷轧光亮退火极化曲线数据
• 5.1.3 稀土影响点蚀性能机理讨论
• 5.2 交流阻抗实验
• 5.2.1 热轧样品交流阻抗数据分析与讨论
• 5.3 本章小节
• 第六章 结论
• 参考文献
• 附录A 交流阻抗谱拟合结果
• 致谢