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Al元素对不锈钢310S、316L组织性能的影响研究

作　者: 刘闪光
导　师: 喇培清
学　校: 兰州理工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 310S钢 316L钢 加Al 显微组织 力学性能 高温氧化 晶间腐蚀
分类号: TG142.71
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 174次
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内容摘要


针对石化装置材料310S钢易受高温氧化、316L钢抗均匀腐蚀性能和抗晶间腐蚀性能不够好的问题,通过在合金中增加Al改性,尝试解决以上问题。研究了加入不同Al含量合金的室温和高温力学性能以及合金的高温抗氧化性能和抗晶间腐蚀性能。目标是在不改变室温脆性的前提下,实现提高310S合金的抗氧化性能,以及提高316L合金的抗晶间腐蚀性能。以310S、316L钢为基础,分别加入质量分数为2、4、6、8、10%的Al,利用真空电弧炉熔炼并在水冷坩埚中凝固的方法制备试样,进行组织和力学性能的研究。结果表明基体相由γ相转变为α相,在Al含量为6%时发生了转变。Al元素溶于基体中,碳化物由连续网状转变为不连续和颗粒状。随着Al含量的增加合金硬度显著提高,而塑性下降。Al含量为4%时合金的硬度略高于未加Al的原始合金,Al含量继续增加至6%,合金硬度显著提高,随后基本保持不变。合金的屈服强度先略有提高,然后显著提高。研究了310S钢的高温力学性能和高温抗氧化性能,结果表明随着Al含量的增加合金的高温屈服强度先降低后提高,当Al含量为6%时达到最大值,随后开始降低。合金的高温抗氧化性得到显著提高。未加Al时合金的氧化膜以Cr2O3为主,随着Al含量的增加合金氧化膜中Al2O3的含量逐渐增加,氧化膜更加致密。研究了316L钢的抗均匀腐蚀性能和抗晶间腐蚀性能,结果表明随着Al含量的增加合金抗腐蚀性能先提高后降低,Al在2、4%时合金抗腐蚀性相差不大,Al含量继续增加合金抗腐蚀性开始下降。

全文目录


摘要  7-8
ABSTRACT  8-9
第1章 绪论  9-25
  1.1 不锈钢的概况  9-11
    1.1.1 不锈钢的发展和研究现状  9-10
    1.1.2 不锈钢的分类  10-11
  1.2 310S、316L不锈钢的研究现状  11-19
    1.2.1 310S钢的研究现状  11-17
    1.2.2 316L钢的研究现状  17-19
  1.3 国内外在钢中加Al改性的研究  19-24
  1.4 本论文的主要研究内容和目的  24-25
    1.4.1 主要内容  24
    1.4.2 主要目的  24-25
第2章 Al元素对310S耐热钢显微组织的影响研究  25-37
  2.1 试验过程  25-27
    2.1.1 合金材料的制备  25-27
      2.1.1.1 制备合金成分设计  25
      2.1.1.2 合金材料的熔炼  25-27
  2.2 合金材料检测  27
  2.3 实验结果  27-35
    2.3.1 室温组织  27-35
    2.3.2 固溶处理  35
  2.4 讨论  35-36
  2.5 结论  36-37
第3章 Al元素对310S耐热钢力学性能和抗氧化的性能影响研究  37-46
  3.1 试验过程  37-39
    3.1.1 硬度测试  37
    3.1.2 室温压缩性能  37
    3.1.3 高温压缩性能  37-38
    3.1.4 抗氧化性能  38-39
  3.2 实验结果  39-44
    3.2.1 力学性能  39-41
    3.3.2 抗氧化性能  41-44
  3.3 讨论  44
  3.4 结论  44-46
第4章 Al元素对316L不锈钢组织的影响研究  46-54
  4.1 试验过程  46-47
    4.1.1 合金材料的制备  46-47
      4.1.1.1 制备合金成分设计  46-47
      4.1.1.2 合金材料的熔炼  47
  4.2 合金材料的检测  47
  4.3 实验结果  47-52
    4.3.1 显微组织  47-52
    4.3.2 固溶处理后的组织  52
  4.4 讨论  52-53
  4.5 结论  53-54
第5章 Al元素对316L钢的力学性能和抗腐蚀性能的影响研究  54-60
  5.1 试验过程  54-55
    5.1.1 硬度测试  54
    5.1.2 室温压缩性能  54
    5.1.3 抗腐蚀性能  54-55
  5.2 实验结果  55-57
    5.2.1 室温力学性能  55-56
    5.2.2 腐蚀性能  56-57
  5.3 讨论  57-59
  5.4 结论  59-60
结论  60-62
参考文献  62-66
致谢  66-67
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  67

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 金属材料 > 钢 > 特种性能钢 > 不锈钢、耐酸钢
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