变形量对304奥氏体不锈钢组织和性能的影响

论文摘要

304奥氏体不锈钢常会发生晶间腐蚀,产生严重后果,传统的工艺措施存在种种缺陷,而晶界工程技术是从根本上解决奥氏体不锈钢的敏化、提高其晶间腐蚀抗力的有效方法。本文采用冷轧以及退火工艺来处理304奥氏体不锈钢的组织结构,利用OM、EBSD、SEM和X射线衍射分析技术等方法对304奥氏体不锈钢组织微观组织演化规律进行研究,利用利用化学和电化学腐蚀实验对材料处理前后的耐晶间腐蚀性能进行测定,并对晶界特征分布抑制304奥氏体不锈钢晶间腐蚀的机理进行了探讨,得出以下主要结论：(1)经过冷加工变形的304奥氏体不锈钢,随着变形量的增加,会形成大量的α马氏体,使得材料的晶间腐蚀抗力越来越弱,没有出现晶间腐蚀抗力提高的现象。(2)冷轧变形结合高温退火处理可以改善304奥氏体不锈钢组织结构和抗晶间腐蚀性能,而小变形量5%与10%更有利于晶间腐蚀抗力的提高。冷轧变形量5%的样品在947℃退火24h可以显著提高304奥氏体不锈钢的晶间腐蚀抗力,主要是由于晶界特征分布(GBCD)得到了优化。EBSD测试结果表明,变形量5%的试样在947℃退火24h后,其特殊晶界比例达到70.7%,其中∑3晶界比例为41.2%,∑9和∑27之和达到6.9%,较基体材料的特殊晶界比例57.3%有较大的提高。在947℃退火要比927℃、967℃、987℃退火更有利于提高304奥氏体不锈钢的晶间腐蚀抗力。(3)冷轧变形结合高温退火对304奥氏体不锈钢的常温拉伸力学性能有一定影响,但并不显著。变形量为5%的样品在947℃和927℃退火24h后,304奥氏体不锈钢的极限断裂强度有所提高,延伸率有所下降。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究意义
• 1.2 奥氏体不锈钢晶间腐蚀研究
• 1.2.1 晶间腐蚀机理
• 1.2.2 晶间腐蚀的防护措施
• 1.3 晶界工程
• 1.3.1 晶界工程发展
• 1.3.2 晶界结构
• 1.3.3 晶界工程抑制晶间腐蚀的机理
• 1.3.4 实现晶界工程的途径
• 1.3.5 晶界工程的研究进展
• 1.4 研究背景
• 1.5 论文主要研究内容
• 1.6 本文的研究技术路线
• 第二章 实验过程及方法
• 2.1 试样制备
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 固溶处理
• 2.1.3 冷加工变形
• 2.1.4 退火处理
• 2.2 组织分析测试方法
• 2.2.1 X射线衍射分析
• 2.2.2 金相试样制备及组织观察
• 2.2.3 SEM观察
• 2.3 晶间腐蚀性能测试
• 2.3.1 硫酸-硫酸铁腐蚀实验
• 2.3.2 EPR测试实验
• 2.4 室温拉伸测试
• 2.5 EBSD测试
• 2.5.1 EBSD的简介
• 2.5.2 EBSD样品的制备
• 2.5.3 EBSD样品的测试
• 第三章 变形量对304奥氏体不锈钢组织与性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 304奥氏体不锈钢的典型组织特征
• 3.3 变形量对304奥氏体不锈钢组织的影响
• 3.4 冷加工对304奥氏体不锈钢马氏体相变的影响
• 3.5 变形量对304奥氏体不锈钢抗晶间腐蚀性能的影响
• 3.6 本章小结
• 第四章 退火处理对304奥氏体不锈钢组织与性能的影响
• 4.1 引言
• 4.2 变形量对退火后304奥氏体不锈钢组织与性能研究
• 4.2.1 变形量对退火后304奥氏体不锈钢组织的影响
• 4.2.2 变形量对退火后304奥氏体不锈钢性能的影响
• 4.3 退火温度对304奥氏体不锈钢组织与性能的影响
• 4.3.1 退火温度对304奥氏体不锈钢组织的影响
• 4.3.2 退火温度对304奥氏体不锈钢性能的影响
• 4.4 退火时间对304奥氏体不锈钢组织与性能影响
• 4.4.1 退火时间对304奥氏体不锈钢组织的影响
• 4.4.2 退火时间对304奥氏体不锈钢性能的影响
• 4.5 晶界特征分布的EBSD测试
• 4.5.1 冷轧-退火对304奥氏体不锈钢晶粒取向的影响
• 4.5.2 冷轧-退火对304奥氏体不锈钢特殊晶界的影响
• 4.5.3 晶粒尺寸对晶间腐蚀影响的讨论
• 4.5.4 晶界特征分布优化抑制304奥氏体不锈钢晶间腐蚀
• 4.6 室温拉伸测试
• 4.7 本章小结
• 第五章 结论
• 致谢
• 参考文献