微纳结构2507双相不锈钢制备及其力学性能轧制调控

摘要

本文主要在铝热反应法制备少量微纳结构2507双相不锈钢的基础上，采用大炉子进行放大化制备，制备出大尺寸块体的微纳结构2507双相不锈钢。在1000℃下开坯后，再在600和800℃下分别以30、50和70%的变形量轧制，研究轧制温度对力学性能的影响和轧制变形量对力学性能的影响。结合XRD、SEM和EPMA探索微纳结构2507双相不锈钢的最佳轧制工艺。 1.大炉子制备微纳结构2507双相不锈钢时Cr元素在反应过程中有损耗，主要是由于反应的高温使得Cr元素蒸发，沉积在炉壁上造成的。在反应物料中多加入70%的Cr即可与蒸发量相抵消，获得符合成分和组织要求的微纳结构2507双相不锈钢。其中奥氏体和铁素体之比基本为1:1，纳米晶的体积分数为41%，平均晶粒尺寸为34 nm。 2.在1000℃下不同变形量轧制时不锈钢由奥氏体和铁素体组成，占比为1:1。1000℃轧制后铸态合金中的孔洞已基本消失，合金的元素分布均匀，有少量碳化物析出。以40、60和80%变形量轧制后材料的抗拉强度分别为533、577和582 MPa，延伸率分别为12.5、11.1和11.5%。断口分析表明材料是韧脆混合断裂，随着变形量的增大，脆性断裂的比例逐渐增大。 3. 800℃下轧制变形量为30%、50%和70%轧制后强度、硬度和延伸率先增加后减小，主要以韧-脆混合型断裂为主，50%轧制变形量轧制后材料的力学性能最佳，70%轧制变形量轧制后出现σ析出相。在600℃下轧制后材料强度、硬度和延伸率随变形量的增加而增加，70%轧制变形量轧制后材料的力学性能最佳。 4.在600℃下不同轧制变形量时，材料的强度和塑性逐渐提高，随着变形量的增大，材料在高温下停留的时间越长，纳米晶更多的长大为亚微米晶和微米晶，晶粒尺寸增大。根据反Hall-Petch关系，晶粒尺寸增大，材料的强度增大。另外随着轧制变形量的增加，奥氏体和铁素体沿轧制方向拉长，也使得轧制方向的力学性能提高。 5.在50%变形量轧制时，随着轧制温度降低，材料的强度降低，在600℃下轧制，晶粒的破碎大于晶粒长大的速度，使得纳米晶尺寸减小，根据反Hall-Petch关系，强度降低。

目录

声明

第1章绪论

1.1引言

1.2双相不锈钢的研究概述

1.3微纳结构金属的研究现状

1.4本文的主要研究内容及意义

第2章微纳结构2507双相不锈钢制备

2.1实验过程

2.2实验结果

2.3结果讨论

2.4本章小结

第3章1000℃下不同轧制变形量对2507双相不锈钢力学性能及其组织的影响

3.1实验过程

3.2实验结果

3.3结果讨论

3.4本章小结

第4章轧制参数对微纳结构2507双相不锈钢力学性能的影响

4.1实验过程

4.2实验结果

4.3结果讨论

4.4本章小结

结论

参考文献

致谢

附录 攻读学位期间所发表的学术论文目录