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塑性变形对304不锈钢应力腐蚀性能影响的试验研究

作　者: 卢沛
导　师: 卢志明
学　校: 浙江工业大学
专　业: 化工过程机械
关键词: 304不锈钢塑性变形形变马氏体应力腐蚀固溶处理
分类号: TG142.71
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

塑性变形在奥氏体不锈钢的加工成型过程中普遍存在,发生塑性变形后,材料的强度和硬度提高,塑性和韧性下降,对应力腐蚀性能也会产生显著的影响。应力腐蚀开裂是奥氏体不锈钢最常见的失效形式,其腐蚀速度快,破坏严重,对设备和企业都造成不可忽视的损失,而在设备的运行过程中,往往塑性变形大的区域最先发生腐蚀破坏。因此,研究塑性变形对304奥氏体不锈钢应力腐蚀性能的影响规律,对于设备的安全稳定运行,具有十分重要的现实意义。本文采用不同变形速率和变形量,对304奥氏体不锈钢进行拉伸处理。通过金相显微镜、显微硬度计和X射线衍射仪(XRD)测试了变形前后试样的微观组织和马氏体含量,研究了变形量和变形速率对304不锈钢力学性能的影响；通过慢应变速率拉伸腐蚀试验,研究了不同变形量和变形速率对304奥氏体不锈钢应力腐蚀敏感性的影响规律,得到如下研究成果：(1)通过金相观察和显微硬度测试得到,304奥氏体不锈钢试样经历塑性变形后,产生了形变诱发马氏体相变,提高了材料的显微硬度。XRD测试结果表明：马氏体体积分数随塑性变形量增大而增加,其增加速率呈现先快后慢的趋势。当变形量小于30%时,马氏体含量增加速率较快；当变形量大于30%后,增长速率明显减缓。(2)对比不同变形速率试样的XRD分析数据和硬度值得到,在相同塑性变形量下,相比快速(5mm/min)拉伸试样,慢速(0.5mm/min)拉伸试样产生的马氏体含量更多,硬度更高。(3)对经过拉伸变形处理的试样在3.5%NaCl溶液中进行慢应变速率拉伸试验,试验结果表明：随着塑性变形量增加,304不锈钢应力腐蚀敏感性增大。当变形量小于30%时,应力腐蚀敏感性指数随变形量增大幅度比较明显,而当变形量达到30%之后,试样的敏感性指数增大速率放缓。在相同塑性变形量下,慢速拉伸试样的应力腐蚀敏感性要高于快速拉伸试样。(4)塑性变形导致304不锈钢应力腐蚀敏感性增大的主要原因是马氏体相变。随着变形量的增大,马氏体相变量增加,不锈钢的应力腐蚀敏感性提高。(5)将塑性变形试样进行固溶处理,比较处理前后试样的力学性能和应力腐蚀敏感性的差异。固溶处理能够降低塑性变形304不锈钢的马氏体含量,明显提高了材料的抗应力腐蚀性能；当变形量大于30%时,虽有改善,但试样的应力腐蚀倾向仍然明显。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-9
目录  9-11
第1章绪论  11-19
  1.1 课题的研究背景和意义  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-17
    1.2.1 塑性变形对奥氏体不锈钢力学性能的影响  12-15
    1.2.2 塑性变形对不锈钢应力腐蚀影响的试验研究现状  15-17
  1.3 论文研究内容  17-19
第2章塑性变形诱发304不锈钢组织和力学性能的变化  19-37
  2.1 引言  19
  2.2 试验材料及试样制备  19-21
  2.3 试验过程  21-31
    2.3.1 金相试验  21-22
    2.3.2 马氏体相变检测  22-29
    2.3.3 马氏体相变驱动力和相变温度  29-31
  2.4 塑性变形对304不锈钢显微硬度的影响  31-34
  2.5 本章小结  34-37
第3章塑性变形对304不锈钢应力腐蚀敏感性的影响  37-55
  3.1 引言  37
  3.2 慢应变速率拉伸试验  37-39
    3.2.1 试验装置  38
    3.2.2 试验溶液  38-39
    3.2.3 试验方法  39
  3.3 应力腐蚀试验结果与讨论  39-45
    3.3.1 快速拉伸变形的应力腐蚀试验结果  40-41
    3.3.2 慢速拉伸变形的应力腐蚀试验结果  41-43
    3.3.3 变形速率对应力腐蚀敏感性指数的影响  43-44
    3.3.4 分析与讨论  44-45
  3.4 断口形貌分析  45-53
  3.5 本章小结  53-55
第4章固溶处理对塑性变形304不锈钢组织及性能的影响  55-63
  4.1 引言  55
  4.2 固溶处理对塑性变形304不锈钢马氏体含量的影响  55-57
  4.3 固溶处理对塑性变形304不锈钢显微硬度的影响  57-58
  4.4 固溶处理对塑性变形304不锈钢应力腐蚀敏感性的影响  58-61
  4.5 本章小结  61-63
第5章总结与展望  63-65
  5.1 总结  63-64
  5.2 展望  64-65
参考文献  65-69
致谢  69-71
攻读学位期间参加的科研项目和成果  71

塑性变形对304不锈钢应力腐蚀性能影响的试验研究

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