改性纳米SiC粉体强韧化技术在铸造双相不锈钢中的应用与研究

摘要

双相不锈钢（DSS）具有优异的耐腐蚀性和力学性能，是一种真正意义上的高性能结构材料，目前正越来越多地用于化学、石化、造纸和石油等工业。为了进一步提高双相不锈钢的性能及扩大其应用范围，本文结合前期大量的实验研究，将先进的改性纳米SiC粉体强韧化技术应用到铸造双相不锈钢中，成功的制备出改性纳米SiC粉体强化的双相不锈钢材料。 本研究用的纳米SiC粉体预先经过表面改性处理，粒径为20-80nm。采用透射电镜研究了改性纳米SiC粉体的组成和形貌，采用金相检验、布氏硬度检测、拉伸试验、冲击试验、扫描电镜、化学浸泡试验、电化学分析等方法检测了双相不锈钢的晶粒组织、力学性能、断口组织形貌和耐腐蚀性能，并进一步讨论了不同纳米SiC粉体加入量对双相不锈钢的组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响及其作用机理。结果表明：在双相不锈钢中添加改性纳米SiC粉体，能使双相不锈钢得到显著强化，组织细化的同时也更均匀化，力学性能、耐点蚀性能和耐均匀腐蚀性能均得到有效提高。当添加的纳米SiC粉体含量为0．1％时，强化效果最为明显，延伸率和断面收缩率分别提高了3．76％和3．82％，硬度、抗拉强度和冲击韧性分别提高了6．11％、7．18％和13．6％；断口分析结果表明：经强韧化处理后，双相不锈钢断口上的韧窝数量明显增加；极化曲线表明：强化后的双相不锈钢的电极电位提高，当纳米SiC粉体含量为0．1％时，双相不锈钢的电极电位由原来的-0．93提高到-0．85V。由于SiC微粒进入铸件中能起到核心基底作用，经它为中心形成核心。SiC微粒越细、生核能力越强，增强增韧的效果越明显，因此可将经表面改性的SiC广泛应用在铸造生产中。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪 论

1.1选题背景和意义

1.2双相不锈钢的现状与发展

1.2.1.历史背景

1.2.2近代发展

1.3双相不锈钢的性能特点及其应用

1.3.1双相不锈钢的性能特点

1.3.2双相不锈钢的应用领域

1.4双相不锈钢中各合金元素的作用

1.5合金元素对双相不锈钢相比例的影响

1.5.1相比例对性能的影响

1.5.2两相所引发的选择性腐蚀

1.6中国双相不锈钢的发展前景

1.7纳米SiC的概述

1.8本课题研究的主要内容

第二章 试验材料及方法

2.1试验材料

2.2试验方法

2.2.1改性纳米SiC粉体的TEM观察

2.2.2组织观察

2.2.3拉伸试验

2.2.4冲击试验

2.2.5硬度测定

2.2.6点腐蚀化学浸泡试验

2.2.7点腐蚀电化学试验

2.2.8均匀腐蚀试验

本章小结

第三章试验结果与分析

3.1纳米SiC粉体的形貌分析

3.2金相组织观察

3.3拉伸试验

3.3.1拉伸试验结果

3.3.2拉伸断口形貌分析

3.4冲击试验

3.4.1冲击试验结果

3.4.2冲击断口形貌分析

3.5硬度检测结果及分析

3.6点腐蚀化学浸泡试验

3.7点腐蚀电化学试验

3.7.1点腐蚀电位的测定

3.7.2点腐蚀坑形貌和能谱分析

3.8均匀腐蚀试验

本章小结

第四章 讨论

4.1纳米SiC粉体

4.1.1纳米SiC粉体的表面改性

4.1.2孕育剂的概述

4.2铸造双相不锈钢的显微组织特征

4.2.1细晶强化对双相不锈钢性能的影响

4.2.2强化机理的探讨

4.3双相不锈钢的腐蚀

4.3.1金属腐蚀

4.3.2双相不锈钢的点腐蚀

4.3.3均匀腐蚀

4.4问题与展望

4.4.1存在的问题与不足

4.4.2展望

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