| 题名 | 冷变形与热处理对00Cr18Ni10N钢组织与力学性能的影响 |
| 作者 | 黄文克 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2009-05-29 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 金属研究所 |
| 导师 | 冼爱平 |
| 关键词 | 奥氏体不锈钢 形变孪晶 形变马氏体 逆转变 再结晶 |
| 其他题名 | Effects of cold working and heat treatment on microstructures and mechanical properties of 00Cr18Ni10N steel |
| 学位专业 | 材料加工工程 |
| 中文摘要 | 奥氏体不锈钢是比较常见的一类不锈钢，也可用作高强度不锈钢。无论是在耐腐蚀性能方面还是在可加工性能方面都具有优势。但是为了满足高强度需求，这类不锈钢通常是在冷变形状态下使用，塑性不理想，使应用受到限制。根据该类不锈钢的上述特点，本文对高强度奥氏体不锈钢的组织与力学性能进行了系统的研究，对组织与力学性能之间的关系进行了分析。 本文采用超低碳不锈钢00Cr18Ni10作为奥氏体不锈钢的代表性试验材料。在其成分中加入少量的N，以弥补C含量的降低所引起的强度偏低。对00Cr18Ni10N在冷变形与热处理过程中的组织与力学性能展开研究。 对00Cr18Ni10N进行室温拔制，获得了面缩率分别为10%、36%、45.1%、67.3%、75%与84%的六组不锈钢丝。对钢丝样品进行拉伸实验、磁性实验与显微组织观察试验。结果表明，在面缩率小于40%的形变初期阶段，滑移与孪生是主要的变形方式，显微组织中含有大量的孪生片层组织，亚结构是由形变孪晶和位错胞状组织所组成，抗拉强度在600~1200 MPa范围内变化，在抗拉强度提高的同时，断后伸长率由固溶态的67%下降到5%以下，下降趋势比较剧烈。在面缩率大于40%的大变形阶段，形变马氏体继孪生之后开始参与变形, 显微组织是纤维状的条带，亚结构由位错胞与形状不规则、细碎的形变孪晶所组成，抗拉强度在1200 MPa以上，在此形变阶段内，断后伸长率的下降趋势比较平缓。 对面缩率分别为36%、67.3%与84%的00Cr18Ni10N冷拔不锈钢丝进行热处理。拉伸试验, 磁性试验与显微组织观察试验结果显示：1. 对低变形量（36%面缩率）、α’含量较低的00Cr18Ni10N在550℃~650℃之间进行热处理，可使抗拉强度在1000MPa时，断后伸长率达到10%以上。回复过程中形变孪晶等形变组织的稳定存在是使强度保持稳定的主要原因，塑性的提高则是由于回复过程中空位等点缺陷的湮灭与重组所致；2.对大变形量（67.3%与84%）、α’含量较高的00Cr18Ni10N在650℃进行热处理，可使抗拉强度为900MPa时，断后伸长率达到30%，这是由于大变形00Cr18Ni10N不锈钢经热处理之后，在再结晶初期形成了细小的等轴晶粒所致。 对不同面缩率的00Cr18Ni10N不锈钢进行了显微组织分析，结果显示：对于面缩率为36%的低变形量00Cr18Ni10N不锈钢，在500~670℃的温度范围里主要发生以点缺陷、位错与形变孪晶等组织演化为主的回复过程。随着温度的升高与保温时间的延长，宽度约为几十个纳米的小尺寸形变孪晶逐渐消失，而宽度约为100~200 nm的大尺寸的形变孪晶在700℃时也能够稳定存在。当温度在670℃以上时，组织中主要发生再结晶。对于大变形量、马氏体含量较高的00Cr18Ni10N不锈钢，逆转变首先在500~650℃的温度区间里发生。在600~630℃的温度范围里，再结晶晶粒开始出现，逆转变、回复与再结晶三种进程能够同步地进行。随着温度的升高或保温时间的延长，在逆转变所产生的奥氏体中发生由小尺寸孪晶到亚晶粒、再由亚晶粒到位错网的组织演化过程的同时，在未发生过相变的奥氏体中则进行着通常意义上的回复与再结晶。 根据显微组织与力学性能研究结果，本文对高强度00Cr18Ni10N不锈钢的组织与力学性能变化特点进行了分析。认为在1300~2000MPa的强度范围内，力学性能主要受形变马氏体的影响，热处理过程中受逆转变影响塑性未有显著的提高，断后伸长率处于5%以下的冷变形态水平；在1000~1300MPa的强度范围里，组织上处于逆转变向再结晶过渡的阶段，通过热处理，断后伸长率可在5%~20%之间变化；在800~1000MPa的强度范围内，力学性能主要受回复与再结晶的影响，通过热处理，塑性能够获得显著的提高，断后伸长率在20%以上。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 136 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/17228]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 黄文克. 冷变形与热处理对00Cr18Ni10N钢组织与力学性能的影响[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2009. |
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