304、E01不锈钢高温组织演变及其对高温塑性的影响

论文摘要

近年来薄带钢铸轧成为当今钢铁工业最令人关注的新工艺,但不锈钢铸坯中存在裂纹,会严重影响到铸坯的后续加工以及最终产品的质量。而后续热轧钢卷产生的边损、边裂、起皮等缺陷更是对产品的成品率和经济效益产生了明显的不良影响。本文通过对铸态304奥氏体不锈钢（简称304不锈钢）和铸态E01低镍奥氏体不锈钢（简称E01不锈钢）的高温组织演变与力学性能进行基础性研究,为铸轧工艺的制定提供基础数据。本文采用激光共焦扫描显微镜原位观察铸态304不锈钢高温下碳化物的析出、溶解及组织演变的过程。结果表明,薄带连铸304不锈钢在600℃开始析出碳化物,碳化物析出量随温度升高逐渐增加,到820℃析出量最大;850℃时,大部分碳化物迅速溶解。继续加热到1442℃,开始出现新的δ相形核并迅速长大。利用共聚焦激光扫描显微镜原位观察了E01奥氏体不锈钢中奥氏体（γ）向高温铁素体（δ）转变的全过程。结果表明,在12501350℃加热、保温过程中,δ相的形核和长大显著;并观察了13501450℃区间内δ相晶界的迁移现象。腐蚀试样在室温至1450℃区间加热和保温过程中,原室温组织中δr相的形态、分布变化不大,高温下新形成的δe相与原δr相无明显联系。利用晶粒长大动力学理论和Creq/Nieq比值分析了节镍型奥氏体不锈钢中δ相晶界迁移现象和凝固模式。使用光学显微镜、扫描电镜、能量分析光谱仪对连铸304、E01不锈钢中的夹杂物进行了研究。结果表明,板坯中夹杂物一般呈球形,主要为CaO-SiO2-Al2O3-MgO组成的复杂氧化物;尺寸以直径小于10μm的细小夹杂物为主。夹杂物主要以钢液脱氧产生的脆性内生夹杂物为主,对钢加工性能危害较大。本文研究了3001250℃范围内304、E01不锈钢的高温强度、热塑性和高温塑性模量随温度的变化规律。同时对两种不锈钢高温拉伸试样断口进行了宏观和微观形貌观察,并探讨了断口形貌的成因及影响材料塑、韧性的因素。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 不锈钢的发展
• 1.1.1 国外不锈钢的发展
• 1.1.2 国内不锈钢的发展
• 1.2 不锈钢的定义与分类
• 1.3 奥氏体不锈钢
• 1.3.1 奥氏体不锈钢的化学成分及平衡组织
• 1.3.2 奥氏体不锈钢的晶间腐蚀和应力腐蚀
• 1.3.3 奥氏体不锈钢的热处理
• 1.3.4 奥氏体不锈钢高温组织研究进展
• 1.3.5 奥氏体不锈钢高温力学性能研究进展
• 1.4 不锈钢中所含主要元素及其作用
• 1.5 国内外铸轧现状
• 1.6 本文的研究内容
• 第二章 试验材料及方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 试样制备
• 2.3 试验方法
• 2.3.1 304、E01不锈钢中非金属夹杂物研究
• 2.3.2 高温金相试验
• 2.3.3 高温拉伸数据及试样断口分析
• 第三章 304、E01 不锈钢中的非金属夹杂物
• 3.1 引言
• 3.2 试验结果与分析
• 3.2.1 304不锈钢中夹杂物
• 3.2.2 E01不锈钢中夹杂物
• 3.2.3 夹杂物的来源
• 3.2.4 夹杂物对钢性能的影响
• 3.2.5 减少连铸板坯中夹杂物的措施
• 3.3 本章小结
• 第四章 304、E01不锈钢高温金相研究
• 4.1 引言
• 4.2 E01 不锈钢高温金相观察
• 4.2.1 实验结果与分析
• 4.2.2 讨论
• 4.2.3 E01加热和保温中的相变小结
• 4.3 304 不锈钢高温金相观察
• 4.3.1 实验结果与分析
• 4.3.2 304加热和保温中的相变小结
• 第五章 304、E01不锈钢高温塑性研究
• 5.1 试验结果与分析
• 5.1.1 304热塑性曲线
• 5.1.2 304不锈钢断口分析
• 5.1.3 E01热塑性特征曲线
• 5.1.4 E01高温拉伸断口分析
• 5.2 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录