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题名: 微量合金元素对11wt.%Cr铁素体不锈钢组织和性能的影响
作者: 刘静
学位类别: 硕士
答辩日期: 2011
授予单位: 中国科学院金属研究所
授予地点: 北京
导师: 罗兴宏
关键词: 超纯铁素体不锈钢
学位专业: 材料加工工程
中文摘要: "超纯铁素体不锈钢(UP-FSS)的性能较普通铁素体不锈钢有了很大提高，但超纯化也带来凝固组织柱状晶异常，焊接热影响区(HAZ)晶粒易粗化等缺陷，影响其成形性和可焊性。本文通过向11wt.%Cr UP-FSS添加Ti、Nb、B、Al等微合金化元素，力求改善其铸态、冷轧态及HAZ组织，揭示微合金化作用机制及间隙元素对UP-FSS组织和性能的影响。
首先，采用Thermo-Calc软件研究了Ti、Nb、C、N元素含量对11wt.%Cr UP-FSS平衡相图的影响。结果表明，添加Ti、Nb后，钢中出现了TiN、MX等析出相，其中TiN在Ti、N含量达到一定条件时在固-液两相区析出，MX和其他析出相则在固相中析出。此外，Ti、Nb、C、N含量的增加还使得固-液两相区温度区间增大。
在此基础上制备了13种不同成分的FSS，分析了其铸态组织及析出相形貌。实验结果表明，向钢中添加Ti、Nb后，等轴晶比例和晶粒球化率提高，晶粒尺寸和伸长率降低。复合添加Ti和Nb的钢比单独添加Ti的钢具有更小的晶粒尺寸和更高的等轴晶比例，且当钢中间隙元素含量较高时，这一效果更好。而B、Al的加入则使得铸态组织等轴晶比例降低，晶粒粗大。钢中的析出相随加入元素总量的增多由氧化物过度到氧化物和碳氮化物，最后转变为(Ti,Nb)(C,N)及少量共生析出相，且碳氮化物数量逐步增多。分析表明，TiN在固-液两相区析出和结晶温度范围的增大是改善铸态晶粒尺寸和形貌的主要因素。
对实验钢冷轧态板材分析结果表明，复合添加Ti和Nb元素后，冷轧态组织细小均匀。相对于超纯钢，间隙元素含量较高的钢中Ti和Nb复合添加对组织改善的效果更好。实验条件下各个成分的实验钢的平均塑性应变比 12r' type=&#_x0000_t75&&均大于1，表明板材具有良好的冲压成形性能。随着微合金化元素的加入，&Dr值降低，复合添加Ti和Nb的样品&Dr最低。板材经TIG焊接后，焊缝成形状况良好。微合金化元素的加入，对焊接热影响区晶粒有一定细化作用，复合添加Ti和Nb并提高N含量的样品热影响区晶粒尺寸最低。"
内容类型: 学位论文
URI标识: []&&
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