热处理对0Cr21Ni6Mn9N含氮奥氏体不锈钢管组织与性能的影响

摘要

0Cr21Ni6Mn9N含氮奥氏体不锈钢管(以下简称21-6-9冷拔管)因强度高、塑韧性好、成型性好及耐腐蚀等优点,而具有作为航空发动机油管材料应用的潜力。但其生产过程中要进行多次冷拔加工,为了消除冷拔后所产生的残余应力及加工硬化,以便顺利完成下一次冷拔成型,需进行适当热处理来改善其综合力学性能。
　　本文研究了固溶及时效对国产和进口21-6-9冷拔管显微组织的影响,利用热力学软件、OM、XRD等手段探讨了固溶及时效对冷拔管晶粒尺寸、孪晶变化及第二相的影响。系统研究了退火处理对21-6-9冷拔管显微组织和力学性能的影响规律。
　　固溶及时效对冷拔管显微组织的影响结果表明:国产和进口冷拔管经1100℃固溶后均为奥氏体组织,与来料状态相比,晶粒尺寸变大,孪晶含量增多,国产冷拔管来料时存在的第二相消失。国产冷拔管经650℃时效后孪晶含量较固溶后增加,但850℃时效后其含量却比650℃时效后减少;进口冷拔管在650℃时效后孪晶含量较固溶后减少,但经850℃时效后含量同650℃时效后基本相同。两种冷拔管在650℃时效后晶界处均有析出物,其含量随时效温度的升高逐渐增多。
　　退火温度对冷拔管组织和性能的影响规律表明:国产冷拔管在550℃以上退火过程中孪晶含量随温度的升高逐渐减少;进口冷拔管在550~650℃之间退火时,孪晶含量随温度的升高而增加,退火温度超过650℃时,其含量逐渐减少。国产冷拔管经650℃退火后,析出量明显增多,析出物为 CrN,850℃退火后消失;进口冷拔管经650℃退火后开始有粒状M23C6型碳化物析出,析出温度范围在650~900℃,但两者的析出敏感温度均在800℃左右。对力学性能的研究显示,国产冷拔管经500℃退火后抗拉强度达到1062MPa,600℃退火后,屈服强度达到942MPa;进口冷拔管经500℃退火后抗拉强度和屈服强度分别达到1041MPa和924MPa。
　　通过研究700℃时保温时间对冷拔管组织的影响结果表明:国产冷拔管经60min保温后,孪晶含量最少,在60~360min保温过程中,随保温时间的延长孪晶含量逐渐增多;进口冷拔管保温60 min后,孪晶含量较保温40 min时有所增加,但保温120 min后,孪晶含量较保温60 min时有所减少,在120~360min保温过程中,随保温时间延长孪晶含量逐渐增多。经10min的保温后,晶界处均有第二相析出,且随保温时间延长,析出量逐渐增多。

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第1章 绪论

1.1 选题背景和意义

1.2 不锈钢的概念及分类

1.3 含氮奥氏体不锈钢

1.4 0Cr21Ni6Mn9N含氮奥氏体不锈钢

1.5 课题研究的主要内容

第2章 实验材料与方法

2.1 实验材料

2.2 热力学计算

2.3 热处理方案

2.4 组织观察与分析

2.5力学性能测试

第3章 固溶及时效对21-6-9冷拔管显微组织的影响

3.1 引言

3.2 固溶及时效对国产21-6-9冷拔管显微组织的影响

3.3 固溶及时效对进口21-6-9冷拔管显微组织的影响

3.4 本章小结

第4章 退火温度对21-6-9冷拔管显微组织及性能的影响

4.1 引言

4.2 退火温度对国产21-6-9冷拔管显微组织及性能的影响

4.3 退火温度对进口21-6-9冷拔管显微组织及性能的影响

4.4本章小结

第5章 保温时间对21-6-9冷拔管显微组织的影响

5.1 引言

5.2 保温时间对国产21-6-9冷拔管显微组织的影响

5.3 保温时间对进口21-6-9冷拔管显微组织的影响

5.4 本章小结

第6章 结论

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢