Ti、Nb和W復(fù)合強(qiáng)化超純鐵素體不銹鋼的時(shí)效析出行為研究.pdf

1、作為汽車排氣系統(tǒng)用材料，超純鐵素體不銹鋼的組織和性能直接關(guān)系到排氣系統(tǒng)的使用溫度和壽命。為滿足排氣系統(tǒng)的高溫使用要求，超純鐵素體不銹鋼的合金化是重要且有效的途徑。本文利用真空電弧熔煉的方法制備了Ti、Nb和W復(fù)合強(qiáng)化的系列超純鐵素體不銹鋼，對(duì)其進(jìn)行了固溶和時(shí)效處理，然后采用顯微硬度計(jì)和萬能材料試驗(yàn)機(jī)測(cè)試了其力學(xué)性能，并利用掃描電子顯微鏡、能量色散X光譜、透射電子顯微鏡研究了不同溫度下材料的時(shí)效析出行為、析出相的成分、組織和結(jié)構(gòu)，得出以下

2、結(jié)論：
　　1. Ti、Nb和W三種元素的含量分別為1.45、0.21和0.45(wt.％)的鐵素體不銹鋼在600℃峰時(shí)效時(shí)的維氏顯微硬度為198.3HV0.5，此時(shí)的抗拉強(qiáng)度達(dá)553.2MPa，且具有較好的斷裂伸長(zhǎng)率（>18%）。當(dāng) W元素含量增加到1.6（wt.%），且Ti和Nb含量分別降低到0.16和0.35（wt.%）時(shí)，鐵素體不銹鋼材料的硬度、屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度降低。
　　2.當(dāng)時(shí)效溫度在550℃～600℃時(shí)，Ti

3、、Nb和W三種元素在晶粒內(nèi)部及晶界區(qū)域的分布比較均勻，沒有明顯的晶界元素偏析現(xiàn)象。但當(dāng)時(shí)效溫度達(dá)到700℃以后，Nb和W兩種元素均在晶界區(qū)域出現(xiàn)了偏析現(xiàn)象。
　　3. W元素含量為1.06～1.45（wt.%），Ti和Nb兩種元素含量分別為0.21～0.24、0.45～0.48（wt.%）時(shí)，550℃至600℃時(shí)效處理后材料中彌散分布著兩種析出相，一種是不規(guī)則顆粒狀的(Ti,Nb)C，另外一種是長(zhǎng)條狀 Laves相 Fe2(Nb,

4、W)，這兩種析出相與鐵素體基體均存在固定的晶體學(xué)取向關(guān)系，即兩相界面呈共格或半共格關(guān)系，可以有力強(qiáng)化不銹鋼材料。時(shí)效溫度提高到700℃時(shí)，(Ti,Nb)C的數(shù)量減少，而Fe2(Nb,W)的數(shù)量增加，并且兩種析出相的尺寸增大，強(qiáng)化效應(yīng)減弱。
　　4.隨 W元素的含量增加到1.6（wt.%），Ti、Nb的含量降低到0.16和0.35（wt.%），鐵素體不銹鋼材料中仍然存在析出相 Fe2(Nb,W)，并且析出少量形貌呈復(fù)雜多體型的WC。