304、E01不锈钢高温组织演变及其对高温塑性的影响

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1250～1350℃加热、保温过程中，δ相的形核和长大显著；并观察了1350～1450℃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300～1250℃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。

目录

文摘

英文文摘

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

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