2205双相不锈钢高温组织性能及热轧工艺研究

摘要

双相不锈钢因具备良好的力学性能、焊接性及耐腐蚀性，正越来越多地被用于石化、造纸、化肥和海洋工程等领域。双相不锈钢显微组织中铁素体与奥氏体一般约各占50％，因为它的热加工成形性能较差，使得工件在锻造、高温轧制等热加工过程中容易产生裂纹等缺陷而报废，目前双相不锈钢的锻造、热轧以及焊接等加工工艺仍然是一个难题，所以对双相不锈钢热塑性及相关研究是目前不锈钢研究领域中的一个热点。因此，本文通过对实验钢进行高温拉伸、单道次热轧、多道次热轧、楔形热轧及随后的退火热处理等实验，系统探究热加工工艺参数对双相不锈钢的微观组织和力学性能的影响规律。论文主要取得以下研究成果: (1)2205双相不锈钢的热处理实验表明，在900～1200℃范围内，随热处理保温时间的延长，奥氏体相比例总体呈现增加趋势。此外，温度的降低使得奥氏体有所增加，实验发现，相比例对合金室温力学性能具有显著影响。随着奥氏体比例的下降，合金的硬度有所升高。 (2)2205双相不锈钢的相比例对合金高温拉伸力学性能有重要影响。600～1200℃范围内，随着温度的升高奥氏体相比例有所降低，合金动态软化能力逐渐增强，高温抗拉强度迅速下降，断面收缩率显著升高。且高温塑性变形过程中奥氏体塑性较差，裂纹优先向奥氏体中扩展。 (3)道次压下量对2205双相不锈钢热轧过程中微观组织演变有重要影响，压下量较小时(5～20％)，表层微观组织较为细密;随压下量的增加，变形逐渐向试样中心处推进，试样内部的奥氏体越来越细长，铁素体晶粒尺寸逐渐减小。 (4)压下量的分配显著影响热轧态2205双相不锈钢的组织形貌。研究表明，热轧时的前几道次应采用较大变形量(30～40％)，可获得微观组织较为均匀的轧板。前几道次压下量过小，板材表层处微观组织中可见裂纹形成于奥氏体相中，在实际生产热轧2205双相不锈钢时，把前几道次的压下量控制在35～40％，有利于细化轧板的微观组织，提高塑性变形的均匀性。 (5)对热轧态2205双相不锈钢两相比例进行调控。结果表明，在900～1200℃范围内，较低的温度有利于合金中铁素体→奥氏体相转变的发生。温度高于1150℃时，奥氏体相在保温初期有所增加，而后合金发生奥氏体→铁素体相转变。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1选题背景

1．2双相不锈钢的发展与现状

1．2．1国外双相不锈钢的发展与现状

1．2．2国内双相不锈钢的发展与现状

1．3双相不锈钢的分类

1．4双相不锈钢的性能特点及主要应用

1．4．1双相不锈钢的性能特点

1．4．2双相不锈钢的主要应用领域

1．5双相不锈钢的相组织

1．6双相不锈钢中合金元素的主要作用

1．6．1合金元素对双相不锈钢的组织和性能的影响

1．6．2合金元素对双相不锈钢相比例的影响

1．7双相不锈钢的热加工性能研究

1．7．1双相不锈钢的热加工工艺

1．7．2双相不锈钢热变形行为研究

1．7．3双相不锈钢热加工的物理模拟

1．8本文研究目的、意义及主要内容

1．8．1研究目的、意义

1．8．2研究主要内容

2．1实验材料

2．2实验方法

2．2．1双相不锈钢热处理实验

2．2．2高温拉伸实验

2．2．3热轧实验

2．2．4热轧板相比例的调控

2．2．5硬度实验

2．2．6金相组织观察

2．2．7 SEM分析

2．2．8 TEM分析

第3章2205双相不锈钢高温组织转变及性能研究

引言

3．1 2205双相不锈钢高温变形及热处理条件下的相转变

3．1．1不同热处理制度下2205双相不锈钢的相转变

3．1．2不同温度拉伸后2205双相不锈钢的相组成

3．2不同相比例下2205双相不锈钢的室温力学性能

3．3不同相比例下2205双相不锈钢的高温力学性能

3．4 2205双相不锈钢高温塑性变形断裂机理

3．5相比例对2205双相不锈钢室温及高温状态下力学性能的影响

3．6小结

第4章2205双相不锈钢热加工过程中的组织演变及控制

引言

4．1楔形热轧下2205双相不锈钢的微观组织演变

4．2 2205双相不锈钢热轧过程中铁素体的微观组织演变

4．3 2205双相不锈钢热轧过程中奥氏体的微观组织演变

4．4双相不锈钢加工性能影响因素的讨论

4．4．1铁素体晶粒尺寸的影响

4．4．2奥氏体形貌特征的影响

4．4．3相比例的影响

4．5双相不锈钢热轧板材两相比例的调控

4．6小结

第5章结论

参考文献

致谢