301LN不锈钢冷轧板及其电阻点焊性能研究

论文摘要

301LN奥氏体不锈钢是亚稳态合金,室温下的塑性变形就可以导致诱发马氏体相变,引起其组织和性能发生一系列变化。本论文通过拉伸试验和微观分析方法对国产和进口商用冷轧态301LN奥氏体不锈钢的组织、性能分别进行对比研究,明确了各基本参数如塑性变形量、马氏体转变量和抗拉强度之间的变化关系。国产和进口板材的屈服强度和抗拉强度随硬化程度的增大而提高,而塑性随着硬化程度的增大而降低,其原因是随着预应变量增大,板材中形变诱发马氏体转变量增多,而马氏体的强度比奥氏体高、塑性较奥氏体低。进口和国产4/4H板的强度基本相同,但国产板塑性较进口板具有显著优势。原因是国产板的氮含量较进口板高,而氮可以提高奥氏体稳定性,使得进口板中有较多的马氏体相变发生,而国产板中奥氏体较多。进口4/4H板材中较高的马氏体含量以及形变孪晶的出现使板材的塑性变形困难。将应变硬化程度不同、厚度相同的国产和进口商用301LN不锈钢冷轧板采用相同的焊接工艺分别制成标准电阻点焊试样,对它们进行了疲劳试验和微观结构分析。结果表明:应变硬化程度较高的国产板点焊试样疲劳极限低于应变硬化程度较低的进口板点焊试样。国产板点焊试样焊点边缘产生了折叠变形;该部位同时存在再结晶组织和应变硬化组织,所以不但有结构应力集中而且出现了组织性能不均匀所造成的应力集中,折叠变形和应力集中是造成疲劳极限降低的主要原因。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 2 301LN不锈钢板的静拉伸性能
• 2.1 引言
• 2.2 试验材料及方法
• 2.3 试验结果分析
• 2.4 不锈钢的应变硬化行为
• 2.5 小结
• 3 301LN不锈钢板的微观组织及应变硬化机理
• 3.1 引言
• 3.2 微观组织分析
• 3.2.1 试样的制备
• 3.2.2 X射线衍射物相定量分析方法
• 3.2.3 原始板材微观组织分析
• 3.2.4 静拉伸后板材微观组织分析
• 3.2.4.1 变形过程中301LN不锈钢的组织变化
• 3.2.4.2 预变形对301LN不锈钢组织和性能的影响
• 3.2.4.3 氮对301LN不锈钢组织和性能的影响
• 3.2.4.4 两种物相定量分析方法的比较
• 3.3 应变诱发马氏体形核及长大机制
• 3.4 冷轧301LN不锈钢的加工硬化机理
• 3.4.1 拉伸过程中的颈缩失稳
• 3.4.2 几种加工硬化机制
• 3.4.3 301LN不锈钢的加工硬化机制
• 3.5 小结
• 4 301LN冷轧不锈钢点焊接头的微观组织分析
• 4.1 引言
• 4.2 点焊接头型式
• 4.3 点焊接头微观分析
• 4.3.1 焊点组织结构
• 4.3.2 点焊接头微观组织和性能的不均匀性
• 4.4 点焊接头的焊接缺陷
• 4.5 小结
• 5 301LN不锈钢点焊试样的疲劳性能试验
• 5.1 疲劳性能曲线
• 5.1.1 S-N曲线
• 5.1.2 P-S-N曲线
• 5.2 P-S-N曲线的试验方法
• 5.2.1 成组法
• 5.2.2 升降法
• 5.2.3 P-S-N曲线方程
• 5.3 试验条件
• 5.4 试验结果与数据处理
• 5.4.1 国产1.5+1.5mm板点焊接头P-S-N曲线
• 5.4.2 进口1.5+1.5mm板点焊接头P-S-N曲线
• 5.5 小结
• 6 301LN不锈钢点焊试样的疲劳断裂失效分析
• 6.1 引言
• 6.2 国产板和进口板点焊接头疲劳性能对比研究
• 6.2.1 两种板点焊接头S-N曲线对比
• 6.2.2 应变硬化对301LN点焊接头疲劳性能的影响
• 6.3 点焊接头疲劳断裂过程的相变分析
• 6.4 小结
• 7 总结
• 参考文献