2507超级双相不锈钢钢筋关键生产工艺研究

摘要

在建设海洋强国的政策之下，海洋工程结构和海上建筑设施的耐海水腐蚀性能显得十分重要，尤其是南海环境下高湿热、高氯离子浓度、高紫外线的特点，海洋工程结构腐蚀更为严重。为保证建筑物的安全性和寿命要求，有必要开发适用于海洋建筑环境下的高强度经济型双相不锈钢钢筋。 本文采用实验室生产的2507双相不锈钢，通过热模拟压缩实验研究2507双相不锈钢在不同变形温度、不同变形速率和不同变形程度下的组织。通过热加工行为的研究，获得了形变激活能和热变形方程，建立不同应变量下的加工图，确立了合金的热变形优化工艺参数；通过固溶工艺来调控显微组织，进而获得优异的综合力学性能和耐腐蚀性能。 用JMatPro和Thermo-Calc热力学软件计算了不同固溶温度下的CCT曲线和各相含量随固溶温度和冷速变化，以及平衡状态条件下各相含量随温度的变化情况。当固溶温度为1180℃的时候，此温度下的α∶γ的比例最为接近1∶1，σ相的析出温度约为1040℃，2507超级双相不锈钢对温度的敏感系数很高。 根据热模拟计算的结果，开展不同温度下的固溶处理实验，结果表明，热轧态和1050℃~1100℃区间内组织中有脆性相析出，在1150℃~1200℃区间内没有脆性相析出且铁素体面积百分数随着固溶温度的升高而增加，在1180℃时，两相组织均匀，两相比例最接近1∶1。 分别进行了不同固溶态的2507双相不锈钢的力学性能测试，结果表明：1150℃~1200℃区间内的Rm在824MPa左右，Rp0.2在550MPa左右，1180℃的延伸率和断面收缩率达到了最大值分别为39.5%和70%，1150℃下的冲击功最高350J，在1150℃~1180℃范围内具有优异的力学性能。 对不同固溶态的2507双相不锈钢的耐氯离子腐蚀性能测试，结合极化曲线和交流阻抗谱的测试结果，在1050℃~1200℃内进行固溶处理，1150℃~1180℃耐蚀性能最优。 通过热模拟压缩实验，求出了2507双相不锈钢的形变激活能为450.34KJ/mol，n=3.7417；求出了应变量为0.7、不同变形温度及应变速率下的应变速率敏感因子m及能量消耗效率，建立了2507双相不锈钢的热加工图，得到真应变为0.7条件下最优的热加工工艺参数为1050℃~1200℃，应变速率为0.1s-1~1s-1。

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摘 要

Abstract

目 录

绪 论

1.1 引言

1.2.1 双相不锈钢的发展历史

1.2.2 双相不锈钢的发展趋势

1.3.1 双相不锈钢中的组织

1.3.2 双相不锈钢的力学性能

1.3.3 合金元素在双相不锈钢中的作用

1.3.4 双相不锈钢的耐腐蚀性能

1.3.4.1 双相不锈钢的点蚀机制

1.3.4.2 双相不锈钢点蚀敏感性的评定方法

1.4.1 双相不锈钢的热变形特性

1.4.2 双相不锈钢的热加工图

1.5 本文主要研究内容

第2章 试验材料及方法

2.1 试验材料及制备

2.2 试验仪器及试验方法

2.2.1 热力学计算及热处理工艺

2.2.2 显微组织观察

2.2.2.1 OM观察及晶粒度观察

2.2.2.2 电子形貌观察

2.2.3 力学性能测试

2.2.3.1 室温拉伸实验

2.2.3.2 冲击实验

2.2.3.3 硬度测试

2.2.4 耐腐蚀性能测试

2.2.5 热模拟试验

2.3 本章小结

第3章 固溶温度对2507双相不锈钢组织和性能的影响

3.1 引言

3.2.1 JMatPro热力学材料性能计算

3.2.2 Thermo-Calc热力学计算

3.3 实验结果与讨论

3.3.1 固溶温度对组织和析出行为的影响

3.3.2 固溶温度对晶粒度和相比例的影响

3.3.3 固溶温度对钢力学性能的影响

3.3.4 固溶温度对耐腐蚀性能的影响

3.3.4.1 2507双相不锈钢的点蚀电位测试结果

3.3.4.2 交流阻抗测试实验结果

3.4 结果分析

3.5 本章小结

第4章 2507双相不锈钢热加工行为研究

4.1 引言

4.2 实验结果与讨论

4.2.1 2507双相不锈钢的真应力-真应变曲线

4.2.1.1 不同变形温度下的真应力-真应变曲线

4.2.1.2 不同变形速率下的真应力-真应变曲线

4.2.1.3 不同变形程度下的真应力-真应变曲线

4.2.2 2507双相不锈钢的形变激活能和热变形方程

4.2.3 2507双相不锈钢的热加工图

4.3 结果分析

4.4 本章小结

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文

致 谢

个人简历