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成分及热处理对奥氏体不锈钢的组织与性能的影响开题报告

 2020-02-10 11:02  

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着经济的发展, 不锈钢的应用越来越广泛, 奥氏体不锈钢由于具有弱磁性,良好的焊接性能及抗蚀性能, 成为产量、用量最大, 型号最多的一种不锈钢[1]。其中304奥氏体不锈钢经济便宜,具有较强的耐热性、耐腐蚀性,较好的冷加工成型和焊接性,是应用最广的一种不锈钢[2]。316l奥氏体不锈钢也很常见,它的特点是加入了一定量的mo元素,使钢的耐点蚀、缝隙腐蚀和酸液腐蚀能力增强;同时含c量较低,提高了抗晶间腐蚀能力[3]。随着奥氏体不锈钢的应用领域愈来愈广泛, 奥氏体不锈钢强度、韧性、低磁性和耐蚀性的要求越来越高[4]

由于不同的应用领域和环境条件对奥氏体不锈钢的性能要求不一样,改进型奥氏体不锈钢一直是热门的研究课题。奥氏体不锈钢是以cr18ni9铁基合金为基础发展起来的。普通奥氏体不锈钢不能通过淬火提高其硬度,显微组织为奥氏体,所以普通的奥氏体不锈钢强度都较低[5]。赵进刚等人研究证明以n代c, 发展高n奥氏体不锈钢;采用c、mn、n或ni、mn、n的复合强化, 可以获得屈服强度rp0.2≥800mpa的超高强度的高氮高锰奥氏体不锈钢[6]。zhou li等人研究了增氮降镍对奥氏体不锈钢组织结构和力学性能的影响,结果证明:适当增氮降镍后,试验钢仍为单一奥氏体组织,且力学性能显著提高[7,8]。n合金化的cr-mn奥氏体不锈钢是一种以mn、n代替ni的资源节约型材料, 通过奥氏体形成元素mn和n的加入,使材料基体在制备和加工过程中保持单一稳定的奥氏体组织,材料因此具有无磁性[9]。不难看出,成分调整是改进型奥氏体不锈钢研究中常用的方法。

另外,热处理对奥氏体不锈钢的组织与性能也有重要的影响。前文的高n奥氏体不锈钢有很高的强度,但是和铁素体钢一样存在着延性-脆性转变行为, 而且钢的韧性在低温下会显著下降[10]。涂春莲采用能够实现不同化学成分间合金化和细化晶粒的机械合金化法, 制得了一种细晶高氮奥氏体不锈钢[11]。晶粒细化机制和氮的固溶强化机制不仅能保证材料良好的韧性和抗腐蚀性能, 而且会一定程度提高材料的强度[12]。weddeling anna等人发现在纯氮气氛下进行高温热处理获得的氮化相能改善力学性能,提高耐蚀性,使生产无镍奥氏体不锈钢成为可能[13]。吴林、邢长军等人研究了不同ti含量及热处理工艺对0cr18ni10ti钢组织及力学性能的影响规律[14]。尽管国内外在奥氏体不锈钢领域已经硕果累累,但还有许多关键技术需要我们不断的去研究和探索[15]

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备:选择确定基本化学成份、合金化元素,利用中频感应电炉熔制合金,浇注试样。采用适宜的热处理工艺,对部分试样进行适当的热处理。

材料表征:采用光谱成分分析仪、金相显微镜、硬度测试仪、磁导率测试仪、万能材料性能试验及电子探针等仪器设备分析铸态与热处理态试样的成分、组织和性能。

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第4-7周:按照研究方案,确定基本成分、合金成分及热处理工艺,熔制合金,对部分试样进行热处理,制备待测试分析试样。

第8-12周:采用光谱成分分析仪、金相显微镜、硬度测试仪、磁导率测试仪、万能材料性能试验及电子探针等仪器设备分析铸态与热处理态的成分、组织和性能。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]袁志钟,戴起勋,程晓农,等.氮在奥氏体不锈钢中的作用[j].江苏大学学报 (自然科学版),2002,23(3):72-75.

[2]王祥丽,吴继宗,谈树苹,等.304奥氏体不锈钢在硝酸溶液体系中的电化学腐蚀行为[j].核化学与放射化学,2017,39(03):223-226.

[3]蔡林. 316l奥氏体不锈钢箱式储罐应力腐蚀裂纹产生机理研究[d].天津:天津大学,2015.

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