RE、C、Cu对CD3MN铸造双相不锈钢组织和性能的影响

摘要

铁素体-奥氏体双相不锈钢是兼具较好的耐海水腐蚀性能和较高强度的金属材料，潮汐发电设备中的诸多零部件如叶轮等均可用该材料制备。本文采用对比试验法，研究RE、C、Cu对CD3MN铸造双相不锈钢组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响，为满足潮汐发电的发展做理论和技术储备。
　　对比试验法拟定合金成分为22Cr-5Ni-3Mo-0.9Mn-0.6Si-0.25N-xRE-yC-zCu(x=0.012,0.022,0.032,0.042,0.052;y=0,0.1,0.2,0.3,0.4;z=0,0.4,0.6,0.8)。研究发现:RE可以显著提高耐蚀性能，在RE为0.3％时耐腐蚀性能最好。RE还可以增加奥氏体含量，细化组织，提高塑性和室温冲击韧性，但使低温冲击韧性略有降低，对强度和硬度影响不大。
　　C可以提高塑性和冲击韧性，但使耐蚀性能急剧下降，使硬度显著降低，对奥氏体量和强度影响不大，C含量高于0.022％时，耐应力腐蚀性能急剧降低，C含量高于0.042％时，耐电化学腐蚀性能急剧降低，为保证CD3MN铸造双相不锈钢具有较高耐蚀性能，应控制C含量在0.022％以下。
　　Cu能明显增加奥氏体量，使低温冲击韧性显著提高，使耐蚀性能略有提高，对强度和塑性影响不大，使硬度略有下降。在保证综合力学性能的前提下，为提高其耐蚀性能，CD3MN铸造双相不锈钢中Cu含量为0.6％较为合适。
　　最终得出综合性能最佳的CD3MN铸造双相不锈钢的合金成分为:22Cr-5Ni-3Mo-0.9Mn-0.6Si-0.25N-0.3RE-0.022C-0.6Cu，在此成分下，该钢经过1070℃保温4h的固溶处理后，其抗拉强度705MPa，屈服强度509MPa;伸长率30.5％，收缩率62％;冲击功常温下为127J，-20℃时为99J，-40℃时为70J;布氏硬度218;室温下，自腐蚀电位Ecorr为-452.8mV，维钝电流密度ip为3.401E-6A/cm2;应力腐蚀的破断时间为39h。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景及意义

1．2 铸造双相不锈钢的主要产品

1．3 铸造双相不锈钢的研究现状

1．4 主要研究内容

第2章 试验方案及试验方法

2．1 试验方案

2．2 试验原材料

2．3 熔铸工艺

2．3．1 造型

2．3．2 熔炼和浇注

2．4 热处理工艺

2．5 组织观察及相比例测试

2．6 力学性能测试

2．7 电化学试验

2．7．1 电化学腐蚀

2．7．2 电化学实验

2．8 应力腐蚀实验

2．8．1 应力腐蚀开裂

2．8．2 应力腐蚀实验

第3章 RE对CD3MN钢组织及性能的影响

3．1 引言

3．2 RE对CD3MN钢组织的影响

3．3 RE对CD3MN钢力学性能的影响

3．4 RE对CD3MN钢电化学腐蚀性能的影响

3．5 RE对CD3MN钢应力腐蚀性能的影响

3．6 本章小结

第4章 C对CD3MN钢钢组织和性能的影响

4．1 引言

4．2 C对CD3MN钢组织的影响

4．3 C对CD3MN钢力学性能的影响

4．4 C对CD3MN钢电化学腐蚀性能的影响

4．5 C对CD3MN钢应力腐蚀性能的影响

4．6 本章小结

第5章 Cu对CD3MN钢组织和性能的影响

5．1 引言

5．2 Cu对CD3MN钢组织的影响

5．3 Cu对CD3MN钢力学性能的影响

5．4 Cu对CD3MN钢电化学腐蚀性能的影响

5．5 Cu对CD3MN钢应力腐蚀性能的影响

5．6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢