0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢热处理工艺及性能研究

论文摘要

本文以0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢在海洋环境中的实际应用为出发点,通过对经不同工艺热处理后的0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢进行电化学腐蚀测试试验及力学性能试验,研究了固溶处理及时效处理对其耐腐蚀性能及力学性能的影响。通过金相组织观察、化学成分分析及相分析等手段对其性能变化机理进行了分析探讨,选出了相对优化的固溶处理及时效处理工艺参数,并在此基础上重点研究了中间处理对其耐海水腐蚀性能、力学性能及组织结构的影响,采用OM、SEM、EDS及XRD等研究方法深入分析探讨了其性能变化机理,为该不锈钢经适当工艺热处理后应用在海洋相关结构及设备中提供了一定的理论储备和技术支持,具有较高的实际参考价值和理论指导意义。通过在1040℃下对该不锈钢进行40min、60min和80min不同时间的固溶处理试验,发现在该温度下保温60min后材料的耐腐蚀性能最好,且经时效处理后硬度值最高；在480℃-520℃温度区间（时间均为240min）及60min-240min时间区间内（温度均为520℃）,随着时效处理温度的升高及时间的延长,材料的硬度值呈下降趋势,但在520℃下时效240min的试样耐腐蚀性能最好,且综合力学性能优良；通过对经不同工艺中间处理的0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢进行性能测试,发现815℃x30min为相对优化的中间处理工艺参数,且与固溶后直接时效处理的试样相比,该中间处理工艺加入后,材料的组织变的均匀细小且逆转变奥氏体含量增加,虽然导致材料的强度稍有降低,但显著提高了其耐腐蚀性能、塑韧性及常温和低温冲击性能,材料的综合性能指标明显改善。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究目的、内容及意义
• 1.2 金属在海水中的腐蚀
• 1.2.1 碳钢、低合金钢在海水中的腐蚀行为及特点
• 1.2.2 不锈钢在海水中的腐蚀行为及特点
• 1.2.3 海水腐蚀的防护措施
• 1.3 海水腐蚀试验及评定方法
• 1.3.1 海水腐蚀试验
• 1.3.2 常规腐蚀评定方法
• 1.4 0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢
• 1.4.1 0Cr17Ni4Cu4Nb钢的成分
• 1.4.2 0Cr17Ni4Cu4Nb钢的性能
• 1.4.3 0Cr17Ni4Cu4Nb钢的热处理
• 第2章 试验材料及试验方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 主要试验仪器
• 2.3 试验方法
• 2.3.1 腐蚀电化学测试方法
• 2.3.2 腐蚀电化学测试系统的组成
• 2.3.3 电化学测试试样制备
• 第3章 固溶及时效处理对0Cr17Ni4Cu4Nb钢性能的影响
• 3.1 固溶处理对0Cr17Ni4Cu4Nb钢性能的影响
• 3.1.1 热处理方案的制定
• 3.1.2 0Cr17Ni4Cu4Nb钢的热处理
• 3.1.3 极化曲线测试及分析
• 3.1.4 循环极化曲线测试及分析
• 3.1.5 硬度测试及分析
• 3.1.6 显微组织观察及物相分析
• 3.2 时效处理对0Cr17Ni4Cu4Nb钢性能的影响
• 3.2.1 热处理方案的制定
• 3.2.2 极化曲线测试及分析
• 3.2.3 循环极化曲线测试及分析
• 3.2.4 硬度测试及分析
• 3.2.5 显微组织观察及腐蚀机理分析
• 3.3 本章小结
• 第4章 中间处理对0Cr17Ni4Cu4Nb钢性能的影响
• 4.1 中间处理参数的确定
• 4.1.1 热处理方案的制定
• 4.1.2 极化曲线测试及分析
• 4.1.3 循环极化曲线测试及分析
• 4.1.4 硬度测试及分析
• 4.2 试验材料的热处理
• 4.3 电化学腐蚀试验
• 4.3.1 极化曲线测试
• 4.3.2 循环极化曲线测试
• 4.3.3 腐蚀形貌观察
• 4.4 人工海水间浸试验
• 4.4.1 试验方法
• 4.4.2 试验结果及分析
• 4.5 显微组织观察
• 4.6 XRD物相分析
• 4.7 力学性能测试
• 4.7.1 常温力学试验
• 4.7.2 低温冲击试验
• 4.7.3 海水浸泡后力学性能
• 4.8 断口分析
• 4.8.1 拉伸断口分析
• 4.8.2 冲击断口分析
• 4.8.3 扭转断口分析
• 4.9 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢