详情

原文传递船用双相不锈钢热冲压成形析出相与力学性能研究

论文题名：	船用双相不锈钢热冲压成形析出相与力学性能研究
关键词：	双相不锈钢;热冲压成形;析出相;力学性能
摘要：	高强度双相不锈钢以其强度高、韧性好、焊接性能优越等性能，特别是双相不锈钢钢超低C和高Cr、Mo及N的成分设计，使其在船舶工程、海洋工程等特殊苛刻的腐蚀环境中得到广泛的应用，但高强度双相不锈钢的双相组织导致其屈服强度是与其耐点蚀性能相当的奥氏体不锈钢的2倍以上，使得高强度双相不锈钢成为一种难成形材料。本文以SAF2507双相不锈钢（SAF2507Duplex Stainless Steel简称SAF2507 DSS）板材为研究对象，采用不同热冲压成形温度和不同保温时间下的热冲压成形试验;通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、能谱仪等研究SAF2507 DSS在不同热冲压温度和不同保温时间下的材料析出相种类、析出规律和化学元素变化等，并应用JMatPro软件进行模拟计算，与试样结果进行比对;应用液压式万能试验机、显微硬度计、冲击试验机等对热冲压成形后SAF2507 DSS的抗拉强度、显微硬度、抗冲击性能等主要力学性能进行测试，研究不同热冲压成形温度和不同保温时间下SAF2507 DSS析出相与力学性能变化的关系及析出相对力学性能变化的影响;同时研究不同热冲压成形温度和不同保温时间下SAF2507 DSS析出相与断面形貌变化间的关系。　　本文主要研究结果如下: 　　(1) SAF2507 DSS热冲压成形析出相主要为x相和σ相。x相为亚稳定相，当热冲压成形温度为650℃-800℃时，随着温度的上升，x相含量呈先上升后迅速下降的变化趋势，x相主要分布于δ/δ晶界，稳定存在温度范围750℃-800℃，x相在温度的共同作用下，在800℃时通过晶格重组转变σ相;σ相主要分布于δ/γ相界，当热冲压成形温度为650℃-900℃时，随着温度的上升，σ相含量逐步上升，当热冲压成形温度为950℃时,σ相含量急剧上升至峰值，而后快速下降，至1050℃完全溶解;热冲压成形SAF2507 DSS试验结果与JMatPro软件模拟计算结论基本一致。　　(2)x相和σ相是硬脆相，热冲压成形SAF2507 DSS时析出的x相和σ相含量的变化直接影响材料的力学性能。热冲压成形温度在650℃-1100℃，热冲压成形后的SAF2507 DSS抗拉强度呈先上升后急剧下降再略微上升的变化趋势;硬度呈先上升后急剧下降再略微上升的变化趋势;延伸率呈先下降后急剧上升再下降的变化趋势;抗冲击性呈先下降后急剧上升再下降的变化趋势;当热冲压成形温度为950℃时，x相完全转化为σ相，析出的σ相达到峰值，材料的抗拉强度和硬度达到最大值。　　(3)热冲压成形温度为650℃、950℃、1050℃，保温5分钟后，材料断口形貌分别为韧窝断裂-解理断裂-韧窝断裂。650℃时仅有极少量的x相析出，对断裂形貌几乎没有影响，950℃时析出的σ相达到峰值，断口形貌由大量的解理面构成，1050℃时σ相全部溶解，材料恢复韧性，仍为韧窝断裂。热冲压成形温度为950℃时，随着保温时间的增加，σ相含量增加，断口形貌的解理面数量减少，解理面面积逐渐增大。热冲压成形温度为1050℃时，随着保温时间的增加，δ相逐渐上升，断口形貌由韧窝断裂逐渐转成准解理断裂。
作者：	梁昱晨
专业：	船舶与海洋工程
导师：	郭幼丹
授予学位：	硕士
授予学位单位：	集美大学
学位年度：	2018
正文语种：	中文