Nb及Nb、B微合金化430铁素体不锈钢织构及成形性能

论文摘要

面对不锈钢出现的镍资源的严重短缺、产品质量差及品种单一等一系列问题,开发高成形性及抗皱性的低碳氮的超纯铁素体不锈钢品种及其生产工艺技术是实现不锈钢生产可持续发展的重要途径。而组织及织构控制是开发高性能的广泛应用于汽车排气、家用器具、建筑装饰等深冲领域的430铁素体不锈钢的主要手段。基于此,本文分别以铌及铌、硼微合金化的超纯430铁素体不锈钢为基础,探索性研究了传统热轧工艺及低温轧制工艺对铌及铌、硼微合金化的超纯430铁素体不锈钢的组织、织构演变和成形性能的影响。另外,通过传统轧制工艺研究了B对Nb微合金化的超纯430铁素体不锈钢的组织、织构演变和成形性能的影响。其主要创新工作如下:（1）对于Nb微合金化的430铁素体不锈钢,通过对比传统轧制工艺及低温轧制工艺提出了低温轧制通过抑制动态回复,增加变形储存能来细化热轧板组织,改善组织均匀性,使热轧板的织构强点转向沿α纤维织构,强化γ纤维织构进而得到较弥散热轧退火织构。并且将最终得到细化的冷轧组织,弱化的冷轧板α纤维织构,促使冷轧板织构沿α纤维织构的强点下移,显著提高γ纤维织构的相对强度。并有助于强化冷轧退火板的γ纤维再结晶织构,减弱以致消除了γ纤维再结晶织构的偏离{111}<1-21>组分程度。相对于传统轧制工艺,采用低温轧制后将会使冷轧退火板的平均r值提高16.9%,最大褶皱高度降低11.13%。（2）对于Nb、B微合金化的430铁素体不锈钢,同样对比传统轧制工艺及低温轧制工艺提出了低温轧制可显著细化及均匀热轧退火组织,弱化热轧及热轧退火板的α纤维织构,强化γ纤维织构。进而有助于形成均匀而细小的冷轧组织,弱化冷轧板α纤维织构,强化γ纤维织构。并最终进一步弱化α纤维织构,改善板厚方向上的织构梯度,降低强点偏离γ纤维再结晶织构特定{111}<1-21>组分的程度,降低γ纤维再结晶织构各个组分的强度差异,利于形成“管状”的γ纤维再结晶织构。相对于传统轧制工艺,采用低温轧制后将会使冷轧退火板的平均r值提高40.3%,最大褶皱高度降低17.28%。（3）通过传统轧制工艺,发现添加微量的B是以固溶的形态存在于基体中,起到提高再结晶温度,并恶化热轧及热轧退火组织均匀性,强化了热轧及退火板的α纤维织构（尤其是旋转立方{001}<1-10>组分）,强化了冷轧板的α纤维织构,弱化冷轧退火板γ纤维再结晶织构。与单独添加Nb的430铁素体不锈钢相比,添加微量11ppm的B使冷轧退火板的r值降低16.7%,最大褶皱高度增加20.3%。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 不锈钢的过去、发展及其新动向
• 1.1.2 我国不锈钢发展和现状
• 1.2 铁素体不锈钢的兴起
• 1.3 铁素体不锈钢的性能特点
• 1.3.1 焊接性能
• 1.3.2 铸造性能
• 1.3.3 锻造性能
• 1.3.4 切削性能
• 1.3.5 腐蚀性能
• 1.3.6 成形性
• 1.4 织构对铁素体不锈钢成形性能的影响
• 1.4.1 织构
• 1.4.2 织构检测与分析
• 1.4.3 宏观织构对平均塑性应变比的影响
• 1.4.4 微织构对表面皱折的影响
• 1.5 铁素体不锈钢成形性的研究现状
• 1.5.1 合金元素的作用机制
• 1.5.2 热轧工艺的影响
• 1.6 本课题主要研究内容
• 1.6.1 论文研究背景
• 1.6.2 论文研究内容
• 第二章 热轧工艺对含Nb 430铁素体不锈钢组织、织构和成形性的影响
• 2.1 前言
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 加工工艺
• 2.2.3 显微组织观察
• 2.2.4 宏观织构的X射线法测定
• 2.2.5 微观织构的EBSD测定
• 2.2.6 力学性能测试
• 2.2.7 表面褶皱检测
• 2.3 实验结果分析与讨论
• 2.3.1 不同热轧工艺对显微组织的影响
• 2.3.2 不同热轧工艺对织构的影响
• 2.3.3 不同热轧工艺对织构的影响
• 2.3.4 不同热轧工艺对冷轧退火板成形性及机械性能的影响
• 2.3.5 不同热轧工艺对冷轧退火板表面褶皱的影响
• 2.4 本章小结
• 第三章 热轧工艺对含Nb、B 430铁素体不锈钢组织、织构和成形性的影响
• 3.1 前言
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 实验材料
• 3.2.2 加工工艺
• 3.2.3 显微组织观察
• 3.2.4 宏观织构的X射线法测定
• 3.2.5 微观织构的EBSD测定
• 3.2.6 力学性能测试
• 3.2.7 表面褶皱检测
• 3.3 实验结果分析与讨论
• 3.3.1 不同热轧工艺对显微组织的影响
• 3.3.2 不同热轧工艺对织构的影响
• 3.3.3 不同热轧工艺对冷轧退火板成形性及机械性能的影响
• 3.3.4 不同热轧工艺对冷轧退火板表面褶皱的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 B对超纯430铁素体不锈钢组织、织构和成形性能影响
• 4.1 前言
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 实验材料
• 4.2.2 加工工艺
• 4.2.3 显微组织观察
• 4.2.4 宏观织构的X射线法测定
• 4.2.5 微观织构的EBSD测定
• 4.2.6 力学性能测试
• 4.2.7 表面褶皱检测
• 4.2.8 相图分析
• 4.3 实验结果分析与讨论
• 4.3.1 B对显微组织的影响
• 4.3.2 B在基体中存在形态分析
• 4.3.3 B对织构的影响
• 4.3.4 B对成形性及机械性能的影响
• 4.3.5 B对冷轧退火板表面褶皱的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢