鐵素體不銹鋼晶粒細(xì)化及耐腐蝕性研究.pdf

1、本文介紹了在工業(yè)純鐵和0Cr17鐵素體不銹鋼中加入不同含量的強(qiáng)碳氮化合物形成元素鈦，并加入適量的硅、錳、鋁，利用鈦與C、N原子的強(qiáng)烈親和作用，來(lái)固定C、N等間隙原子，生產(chǎn)含鈦鐵素體不銹鋼。包括試驗(yàn)鋼的化學(xué)成分設(shè)計(jì)，冶煉、鍛造及普通的軋制工藝設(shè)計(jì)。采用了金相顯微鏡、透射電子顯微鏡等顯微分析手段和力學(xué)性能、電化學(xué)試驗(yàn)等試驗(yàn)方法，觀察和分析了試驗(yàn)鋼的組織、晶界、析出物的特點(diǎn)，考察了鈦對(duì)試驗(yàn)鋼的強(qiáng)韌性的影響，研究了試驗(yàn)鋼的耐腐蝕性能，并對(duì)不銹鋼

2、的微合金化問(wèn)題進(jìn)行了較為全面的探討。 通過(guò)對(duì)試驗(yàn)鋼的力學(xué)性能和顯微分析后可以認(rèn)為，當(dāng)材料在低于奧氏體再結(jié)晶溫度而高于Ar3相變溫度時(shí)變形，能夠促使相變?cè)谳^高的溫度下發(fā)生，并且能得到較小半徑的臨界核胚。要想得到超細(xì)晶鐵素體組織，必須對(duì)鋼鐵材料進(jìn)行較大程度的變形。強(qiáng)碳氮化合物形成元素鈦可以通過(guò)其碳氮化合物在均熱時(shí)阻止奧氏體晶粒的長(zhǎng)大，熱軋過(guò)程中阻止奧氏體再結(jié)晶及鋼中存在的細(xì)小未溶的鈦的碳氮化合物促進(jìn) 轉(zhuǎn)變這幾個(gè)方面來(lái)細(xì)化鐵素體晶粒。

3、試驗(yàn)結(jié)果表明，鈦可以細(xì)化0Cr13鐵素體不銹鋼晶粒，提高其強(qiáng)度，改善其韌性，使之具有較好的加工性能。鈦的添加量有一最佳范圍，過(guò)多過(guò)少都不能獲得理想的強(qiáng)化效果，當(dāng)鈦的含量為碳含量的6～9倍時(shí)具有較好的效果。 分析計(jì)算表明，第二相析出粒子Ti（C,N）粒子對(duì)鐵素體晶界的拖曳力主要取決于其大小及所占體積分?jǐn)?shù)。Ti（C,N）粒子越小，所占體積分?jǐn)?shù)越大，越能有效地細(xì)化鐵素體晶粒，從而提高鋼鐵材料的綜合性能。通過(guò)對(duì)沉淀析出第二相粒子的熱力學(xué)

4、與動(dòng)力學(xué)分析可知，Ti（C,N）析出粒子越細(xì)小，越容易粗化，因而要得到極細(xì)的第二相析出粒子比較困難。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)室的電化學(xué)試驗(yàn)結(jié)果分析，表明：普通的0Cr13型鐵素體不銹鋼耐晶間腐蝕的能力較差。引入鈦之后，鋼中的碳與強(qiáng)碳氮化合物形成元素鈦可以生成很穩(wěn)定的鈦碳化物，(Fe,Cr)7C3在晶界上的析出受到抑制。鈦元素的引入，消除了鋼中的C、N間隙原子，抑制了珠光體組織的生成，凈化了鐵素體晶界，提高了鐵素體組織的均勻性，使其耐腐蝕性能顯