重复焊接对超低碳奥氏体不锈钢力学性能的影响

重复焊接对超低碳奥氏体不锈钢力学性能的影响

一、反复焊接对超低碳奥氏体不锈钢力学性能的影响(论文文献综述)

庞阳[1](2021)在《Mn/V元素对淬火-配分高氮超级马氏体不锈钢组织性能的影响研究》文中指出超级马氏体不锈钢以优异的焊接性和良好的耐蚀性等综合优势逐渐成为油气开采及运输的关键材料,但随着对能源需求的大幅增加,其强韧性已无法满足目前深井、超深井油气管用材所需力学性能的要求。淬火-配分(Q&P)工艺是利用碳原子的浓度差进行配分,最终获得较多的稳定奥氏体,可以在不降低强度的同时提高材料的韧性。但超级马氏体不锈钢碳含量极低,无法通过碳配分工艺提高材料的强韧性能。氮作为一种价格低廉的强烈奥氏体形成和稳定元素,可以通过固溶强化、析出强化和细晶强化提高材料的综合力学性能,又不会对耐蚀性和焊接性造成不利影响。因此本课题利用氮配分代替传统的碳配分,期望能同步提高超级马氏体不锈钢的强韧性能;为了避免有害相Cr2N析出而导致耐蚀性下降,在钢中加入钒元素,钒与氮会优先形成VN并在组织中弥散分布;同时,本研究还增加了锰元素的含量,以期提高奥氏体含量,从而进一步提升超级马氏体不锈钢的塑韧性。因此,本课题以N、Mn和V合金化的超级马氏体不锈钢为研究对象,设计合理的淬火-配分热处理工艺,借助金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、电子背散射衍射以及背散射衍射探究Q&P工艺和不同合金元素对相组成和组织演变的的影响规律;通过拉伸试验、显微硬度测试明确Q&P工艺和不同合金元素对力学性能的影响作用,得到的主要规律如下:(1)采用不同的配分工艺对试验钢进行Q&P热处理后,发现试验钢显微组织均由板条马氏体+残余奥氏体+逆变奥氏体组成。材料经400℃×2min配分后综合力学性能最优,并且组织中的逆变奥氏体分布更为均匀且含量更高。配分温度较高或较低和配分时间的延长均不利于逆变奥氏体的形成。(2)配分过程中氮元素从过饱和马氏体发生扩散,并富集在马氏体-马氏体和马氏体-奥氏体边界,氮元素的富集为逆变奥氏体的形成提供了高的局部驱动力,其中马氏体相和奥氏体相之间存在Kurdjumov-Sachs取向关系。分布在板条马氏体之间的逆变奥氏体可以在变形时吸收变形功,阻止裂纹在马氏体板条间的扩展。(3)氮元素作为强奥氏体稳定和形成元素,试验钢中氮含量由0%增加至0.23%和0.35%时,组织中的奥氏体体积分数分别提升了21.6%和28.3%;另外,氮元素的添加对马氏体板条还具有明显的细化作用,平均板条宽度由2.93μm降至0.65μm。对试验钢的拉伸断口进行EBSD分析,表明稳定性不同的奥氏体组织在拉伸过程中进行着更为连续的TRIP效应,有利于试验钢塑性的提高。(4)试验钢中锰含量的增加会引起残余奥氏体体积分数上升、晶粒尺寸变大,从而使强度下降、塑性提高;钒含量的改变对试验钢显微组织和力学性能的影响并不明显,但添加钒元素之后会与氮元素反应形成VN,并在在组织中弥散分布,避免了有害相Cr2N的析出。另外,VN的析出也提高了材料的力学性能。

高晓丹[2](2021)在《双相不锈钢中σ相析出及超塑性变形组织演变研究》文中研究指明双相不锈钢兼具奥氏体、铁素体不锈钢的优点,被广泛应用于工业、建筑、海洋工程等领域。双相不锈钢在高温下常析出σ相等金属间相,使双相不锈钢的韧性和塑性急剧下降,因此研究双相不锈钢在热加工过程中的σ相析出行为对于制备高性能的双相不锈钢和提高其服役性能具有重要意义。本文以不同成分的双相不锈钢为实验材料,对热轧后的双相不锈钢首先进行固溶处理,固溶温度为1000~1350℃,保温时间为30 min,保温结束后迅速将试样放入水中进行淬火;之后进行压下率0~90%的冷轧,制备出不同成分的双相不锈钢板材;对不同工艺制备的双相不锈钢板材进行时效处理,加热温度为600~1000℃,保温时间为1.8~86.4 ks。对固溶、冷轧和时效全过程中,双相不锈钢的组织形貌和σ相析出行为进行观察。之后,对超塑性拉伸过程中双相不锈钢中的组织演变进行研究。研究了双相不锈钢的铁素体中Cr/Ni比值和奥氏体中的Ni/Cr比值的稳定性,研究结果表明2205、1Cr21Ni5Ti双相不锈钢的Cr/Ni比值随铁素体含量的增加而降低,而Ni/Cr比值随奥氏体含量的增加而降低。铁素体中的Cr/Ni比值随铁素体含量以及Ni/Cr比值随奥氏体含量的变化规律呈现出良好的对应性。当铁素体与奥氏体各占50%时,2205、1Cr21Ni5Ti双相不锈钢铁素体中的Cr/Ni比值基本相同,在5.95~6.31之间,奥氏体中的Ni/Cr比值也相同,在0.30~0.32之间。探明了时效过程中温度和保温时间对于各种双相不锈钢组织演变和σ相析出行为的影响。2205与1Cr21Ni5Ti双相不锈钢在时效过程中,σ相的析出行为均符合“C”曲线特征。2205双相不锈钢中σ相析出的鼻尖温度为850℃;1Cr21Ni5Ti双相不锈钢中σ相析出的鼻尖温度为750℃。3207和2906双相不锈钢中σ相析出的鼻尖温度为950℃。冷轧变形可以加快双相不锈钢中σ相的析出并促进σ相的生长,但不改变σ相析出的鼻尖温度。随着冷轧压下率的增加,σ相析出时间缩短。2906双相不锈钢中σ相在750℃~1000℃的温度范围内存在析出,相比于2205双相不锈钢,Cr元素含量的增加使得σ相的析出温度范围加宽,析出速率和最大析出量均有所增加,当在850℃时效20min,铁素体会完全转变为σ相。明确了超塑性变形前期,双相不锈钢中的组织和织构变化规律。超塑性变形前期,2205双相不锈钢中的几何必需位错密度主要集中在铁素体中。随着超塑性变形应变量的增加,铁素体中的几何必需位错密度大幅度降低。当应变达到57%后,2205双相不锈钢中的几何必需位错密度增加,但不再主要集中于铁素体中。2205双相不锈钢中铁素体取向集中于γ纤维织构,奥氏体取向集中于旋转高斯织构。随着超塑性变形应变量的增加,铁素体与奥氏体中的织构强度均发生弱化。当应变量为14%时,铁素体与奥氏体中均呈现随机取向分布。当应变量进一步增加时,铁素体的γ纤维织构和奥氏体的旋转高斯织构强度增加,但低于超塑性变形前期的织构强度。实现了双相不锈钢的超塑性变形,阐明了超塑性变形过程及超塑性变形过程中的组织演变规律。3207双相不锈钢在950℃以1.5×10-3 s-1的应变速率拉伸时可以展现出良好的超塑性变形能力。根据真应力-应变曲线,变形过程可以分为四个阶段:弹性变形阶段、稳态变形阶段、准稳态变形阶段和局部颈缩阶段。在准稳态变形阶段的初始,位错蠕变控制变形是超塑性变形的主要机制,生成大量的小角度晶界。在准稳态变形的中间阶段,主要变形机制转变为晶界滑移机制,造成大角度晶界和整体上弱化的的织构。在局部颈缩变形阶段,主要的变形机制为晶界滑移,同时常规的塑性变形也起到辅助变形的作用。研究了双相不锈钢超塑性变形过程中的颈缩局部转移过程。双相不锈钢经过超塑性变形后不同截面的组织和性能是不同的,对于3207双相不锈钢,超塑性变形颈缩区域的小角度晶界密度、位错密度和硬度高于附近区域的。在超塑性变形过程中,颈缩区局部硬化导致变形由颈缩区逐渐向周围区域扩展,引发局部变形在相邻区域往复转移,并导致超塑性变形不同部位的组织产生差异。探明了双相不锈钢在超塑性变形过程中的析出相析出机制。在3207双相不锈钢的铁素体与奥氏体界面处析出的σ相大部分均存在20~25°的取向差,铁素体与奥氏体中的σ相均在40~45°之间以K-S或N-W附近的取向析出。铁素体、奥氏体和析出的σ相在铁素体与奥氏体相界面处呈现出(200)δ‖(02-2)γ‖(01-1)σ和(020)δ‖(311)γ‖(200)σ的位向关系。奥氏体中,σ相与基体呈现出‖(21-1)σ‖(200)γ和(01-1)σ‖(11-1)γ的位向关系;铁素体中σ相沿着<21-1>σ方向被拉长,且(01-1)σ与(101)δ存在7.5°的晶格位错。

邱旭扬帆[3](2021)在《改善高强度不锈钢超低温韧性的工艺研究》文中研究表明稳定残留奥氏体和形成逆转变奥氏体是改善高强度钢超低温韧性的主要手段之一,然而超低温用高强度不锈钢中的残留/逆转变奥氏体对韧性的影响是复杂的,高强不锈钢固溶处理后残留的奥氏体显着改善超低温韧性,但残留奥氏体对Cr、Ni和Mo等合金元素含量极为敏感,控制约20-30%奥氏体对应的Cr、Ni等合金元素窗口非常窄,同时高强度不锈钢过时效形成的逆转变奥氏体对超低温韧性的影响不明确,为此本文针对不同类型高强度不锈钢研究了新的热稳定化工艺提高固溶处理后的残余奥氏体含量,为改善超低温冲击韧性提供新的途径。同时研究了新的增大残余奥氏体含量以及降低逆转变奥氏体的稳定性的固溶处理工艺,研究结果如下:首先对比了室温强度相近的07Cr16Ni6奥氏体/马氏体过渡型不锈钢和00Cr11Ni11Mo Ti马氏体时效不锈钢的超低温力学性能,探究了残余奥氏体和逆转变奥氏体含量和稳定性对超低温韧性的影响规律,结果表明在室温强韧性相近的情况下,淬火、低温回火的0Cr16Ni6钢在裂纹形成和扩展过程中近90%残余奥氏体发生应变诱发相变而显着改善了超低温韧性,而过时效00Cr11Ni11Mo Ti钢形成的逆转变奥氏体难以发生应变诱发马氏体相变,改善超低温韧性作用有限。其次针对依靠固溶处理后组织中一定量的残余奥氏体提高超低温冲击韧性的含Si马氏体不锈钢,研究了淬火后通过控制残余奥氏体量的热稳定化处理来改善其超低温冲击韧性,结果表明淬火后增加200~450℃热稳定化处理使残余奥氏体热稳定性提高,明显抑制了-73℃冷处理过程中进一步的马氏体相变,最终残留30%左右的奥氏体,虽降低480℃时效后的抗拉强度7.0-11.5%,但液氮温度U口冲击功提高2.7倍以上。最后为探索降低逆转变奥氏体稳定性,改善Cr-Ni-Mo-Ti马氏体时效不锈钢超低温韧性的热处理工艺,研究了其在1000℃高温固溶处理后附加750℃重复低温固溶处理对相组成的影响,并对比分析了固溶处理对时效响应的作用。结果表明在1000℃高温固溶处理后附加两次750℃低温固溶处理残留16.4%的奥氏体,且由于750℃重复固溶处理显着降低逆转变奥氏体的形成温度,两次低温固溶处理的试样经460℃峰时效形成15%的逆转变奥氏体,30%以上的残留/逆转变奥氏体显着改善超低温韧性,同时由于奥氏体内的高密度缺陷遗传到马氏体内增强时效强化效应,抵消了较多奥氏体相对强度的不利影响,抗拉和屈服强度仅略低于1000℃固溶处理式样。

高智君[4](2021)在《2507双相不锈钢成形机理及变形行为研究》文中研究表明2507双相不锈钢是一种含碳量低,含高铬、镍、钼、氮等元素的双相不锈钢。由于奥氏体和铁素体相晶体结构和性能方面的不同,双相不锈钢具有比单相组成的不锈钢更复杂的塑性变形行为。随着双相不锈钢应用的普及,对其成形性能的研究极为迫切,而对双相不锈钢成形机理及其变形行为研究的不足局限了双相不锈钢板材的二次加工。因此,本文以2507双相不锈钢板材为研究对象,基于双相不锈钢板材的力学性能,成形性能指标,采用OM、EBSD、TEM等分析方法,通过平面各向异性,宏观织构,微观组织以及微观晶粒取向等方面,对2507双相不锈钢板材的成形性能及两相变形行为进行了深入探讨;并通过冷轧过程中冷轧方向的改变,弱化了不利织构对板材成形性能的影响,提高了板材的r值,为改善板材的成形性能提供了新的可能性。通过对2507双相不锈钢实验板材各项成形试验研究以及不同方向的拉伸试验,研究了实验板材的基本成形性能。研究结果表明,不同方向力学性能差异明显,与轧制方向呈90°方向上的抗拉强度最大,比45°方向上的抗拉强度高出约6.3%。不同方向的Lankford系数(r值)呈倒“V”型分布,RD方向r值最小,只有0.45,45°方向的r值达到峰值,为1.05,约为RD方向r值的2.3倍,TD方向r值在两者之间,为0.88。福井锥杯试验表明实验板材锥杯值较大,为47.4 mm。凸耳试验表明实验板材冲压制品易产生45°型凸耳。不同试验条件下的埃里克森杯突试验表明实验板材的杯突值受变形速度,润滑条件的影响。通过对2507双相不锈钢实验板材Swift拉深试验及微观织构研究,揭示了双相不锈钢两相中不同的织构特点。研究发现,实验板材铁素体相中以轧制织构α纤维织构(<110>//RD)为主,集中在{001}<110>到{112}<110>取向之间,奥氏体相中晶粒取向主要集中在β取向线附近,以及一定的再结晶R织构。不同方向的冲压筒形件壁厚分布不均匀,底部圆角处是易破裂区域,发现筒口处的折叠裂纹是由于压边力的不足以及两相变形不均匀性共同导致的。通过对实验板材不同厚度层的织构分析发现,板材厚度方向存在明显的织构梯度。2507双相不锈钢实验板材在拉伸变形过程中,45°的方向上的{001}<110>取向晶粒发生偏转,成为{115}<110>取向晶粒,从而导致45°的方向较RD和TD方向有着最大的{111}/{001}体积比,使45°的方向上的r值最大。通过对实验板材不同应变速率的拉伸试验研究发现,实验板材对拉伸速率不敏感,并揭示了不同变形量下两相的塑性变形机制。通过不同应变下的两相微观硬度值的变化发现铁素体相的显微硬度小于奥氏体相的显微硬度。较软的铁素体在变形的初始阶段承载了更大的变形,随着变形量的增加,变形开始传递到较硬的奥氏体相,两相协调变形。同时,通过对两相微观变形形貌的观察,研究发现应变在铁素体和奥氏体相中分布不均匀,位错在相界处塞积,位错的运动受到相界面的阻碍,降低了奥氏体和铁素体相之间的协调变形能力。通过对比不同冷轧轧制方向对实验板材成形性能影响的研究,揭示了不同轧制工艺对实验板材成形性能的影响规律。在控制总压下率相同的情况下,改变冷轧轧制方向对实验板材的强度影响不大,但是对板材的r值有明显的影响,横向轧制后板材r值提高到0.98,比常规轧制后的r值提高了 8.9%。同时发现横向轧制下,可以有效弱化板材铁素体相中的轧制织构,尤其是冲压不利织构{001}<110>的织构强度。横向轧制退火后,实验板材中{001}<110>织构的强度下降了约41.7%,大大降低不利织构对板材成形性能的影响,从而提高了板材的r值,改善了成形性能。

阮士朋[5](2020)在《高品质含硼冷镦钢的组织和性能调控》文中提出硼作为一种廉价的微合金元素,因在钢中能够发挥优异的作用而得到了广泛地研究和应用,如利用硼提高淬透性的作用而开发的含硼冷镦钢就在紧固件领域得到了快速的发展。此外,作为冷镦用途,含硼冷镦钢还要求具备良好的组织和强塑性匹配以及优异的表面质量和夹杂物控制,疲劳性能是含硼冷镦钢综合性能的体现。钢中化学组分以及加工工艺参数等均会对含硼冷镦钢的相变规律及组织性能产生较大的影响。本文围绕含硼冷镦钢的淬透性、组织和强塑性的影响因素及调控进行了系统分析研究,并对硼钢裂纹来源及演变规律、大颗粒夹杂物控制以及疲劳特性进行了相关研究和分析,为提高含硼冷镦钢的综合性能提供指导。通过对含硼冷镦钢的淬透性能及其影响因素定量研究,发现在冷镦钢中单独添加B元素对提高淬透性不明显,同时添加B和Ti元素可使淬透性明显提高,这主要是由于Ti可起到固氮作用从而增加有效硼含量;同时试验发现在含硼钢中适当添加Cr或Mn元素有利于进一步提高淬透性,S含量过高会降低含硼钢的淬透性;对低碳硼钢10B21淬透性研究发现,10B21的淬火硬度随着Ti/N的增加而升高,当Ti/N大于6时可完全淬透。研究了奥氏体化温度对硼钢淬火硬度的影响,随奥氏体化温度的升高,硼钢的淬火硬度呈先上升后缓慢降低的趋势,在奥氏体化温度为870℃时,硼钢淬火硬度达到最高。比较了 JMatPro模拟法、理想临界直径法和非线性方程法计算的硼钢端淬曲线与Jominy法试验的端淬曲线之间的差异,对于硼钢来说不同计算方法与试验方法之间都存在一定的偏差,不能很好地计算出硼钢的端淬曲线,本研究利用硼钢淬火临界直径数据,通过多元回归的方法获得了含硼冷镦钢淬火临界直径与主要化学元素的关系方程式:DH=0.35=-23.9+19.3 × C+17.9 × Si+28.1 × Mn+23.8 × Cr+6403 ×B+24.3 × Ti,通过该方程式可以很好地预测硼钢的淬火临界直径。在含硼冷镦钢组织和强塑性的影响因素研究方面,分别研究了不同组分含硼冷镦钢的相变规律,并结合轧钢工艺参数优化实现对中碳、低碳和超低碳硼钢的组织和强塑性的良好调控。对于含有0.0021%B+0.035%Ti的中碳-4#硼钢来说,通过采取高温轧制+缓冷工艺可以使盘条的抗拉强度降低到595MPa以下,满足了下游工序免退火加工要求。对含有0.0050%B+0.066%Ti的低碳-4#硼钢来说,较高的B和Ti含量提高了钢的淬透性,常规工艺轧制下抗拉强度升高到469MPa,而塑性降低较少,这主要是由于获得了准多边形铁素体组织;通过优化控冷工艺可使盘条抗拉强度降低到373MPa。对于超低碳硼钢来说,当添加0.0055%的B时,晶粒粗化明显,晶粒度级别由7.5级降低到6级,同时盘条的抗拉强度由295MPa降低到275MPa;但当添加0.0020%的B时,热轧盘条的显微组织和晶粒度、力学性能无明显变化,这与B/N有关,B/N越大,晶粒粗化效果越明显。对含硼钢表面质量的跟踪研究发现,含硼钢盘条的表面缺陷80%以上是由钢坯缺陷遗传造成的,主要表现为裂纹和结疤,且在裂纹周围能够发现脱碳或高温氧化物等特征;对硼钢钢坯质量跟踪发现,钢坯裂纹主要存在于钢坯角部的振痕处,裂纹沿晶界分布和扩展。硼钢加钛后的高温热塑性明显优于不加钛的硼钢。当钢中Ti/N≥4时可降低硼钢的裂纹敏感性。通过在低碳硼钢方坯表面人工预制裂纹的方式研究了含硼冷镦钢的钢坯表面裂纹在轧制过程的演变规律。随着变形量的增加,裂纹深度逐渐变浅,按照盘条裂纹深度不超过0.05mm计算,推导出钢坯临界裂纹深度d0与轧制盘条直径D之间满足关系式:d0=8.28/D。钢坯表面横裂纹经多道次轧制变形后也会演变为较短的纵裂纹,裂纹横截面形貌呈小角度折叠状。研究了非钙处理工艺对含硼冷镦钢夹杂物尺寸和类型的影响,结果显示,相对于钙处理工艺,非钙处理工艺可使含硼冷镦钢中氧化物夹杂类型由钙铝酸盐类复合夹杂转变为镁铝尖晶石为主的夹杂,夹杂物尺寸明显减小。研究了含硼冷镦钢制备的8.8级螺栓的疲劳性能,当交变载荷取平均载荷的10%时,在平均载荷不超过保证载荷的65%时,螺栓疲劳寿命可达到500万次,螺栓的条件疲劳极限为438.96MPa。当平均载荷为保证载荷的50%时,螺栓的疲劳S-N曲线可表达为线性关系式lgΔσ=3.317-0.252 ×lgN。换算为有效应力后,其关系式可表达为lgσ=3.24-0.152×lgN。通过转换,获得了在不同应力比下,螺栓服役500万次所对应的归一化预紧应力和预紧扭矩与应力比R的关系曲线,通过该关系曲线可以预测在不同应力比下螺栓的疲劳性能,并可以实现对螺栓预紧力和预紧扭矩的合理调控。

宋阳[6](2020)在《低碳马氏体不锈钢的热处理特性研究》文中提出本文以低碳马氏体不锈钢ZG0Cr13Ni4Mo为研究对象,利用高温激光共聚焦显微镜对30℃至1040℃范围内ZG0Cr13Ni4Mo的组织变化过程进行原位观察。通过改变ZG0Cr13Ni4Mo的正火热处理工艺参数研究正火热处理对ZG0Cr13Ni4Mo组织性能的影响。进而基于正火工艺参数的研究结果优化热处理工艺,找出了适用于ZG0Cr13Ni4Mo的强化热处理工艺以及调控ZG0Cr13Ni4Mo屈强比的热处理工艺。ZG0Cr13Ni4Mo加热过程的原位观察显示,570℃奥氏体开始形成,815℃马氏体组织消失。在570~815℃两相区温度范围内,开始阶段奥氏体以针条状形式存在,并存在与马氏体的位向关系;随温度提高,针条状奥氏体逐渐长大融合形成等轴状奥氏体依然保持一定的浮凸形貌即马氏体位向。从900℃开始,奥氏体出现再结晶现象,浮凸现象及马氏体位相逐渐消失;950℃再结晶效果最明显,逆奥氏体相变形成的粗大等轴奥氏体内出现新生成的尺寸更加细小的奥氏体。随着温度继续提高,细小奥氏体间的晶界逐渐消失,变为粗大的等轴奥氏体,再结晶的细化效果消失。正火工艺参数调整是在ZG0Cr13Ni4Mo水轮机铸件常规的“一正二回”(1040℃+620℃+600℃)基础上改变正火次数、正火保温时间和正火温度。首先进行温度1040℃重复次数1至5次的正火热处理,结果表明多次正火时,ZG0Cr13Ni4Mo的塑韧性略微下降但强度明显提升。其中,二次正火组织组织最细、屈服强度最高(787MPa),随着正火次数继续增加,马氏体板条最大长度缓慢变大,强度略微下降,但均高于一次正火对应强度。随后采用1040℃下保温2h、4h、7h、10h和13h的正火工艺,结果表明保温时间延长对ZG0Cr13Ni4Mo的性能无明显恶化,强度均明显提升,但塑性略有下降。其中保温4h样品的强度最高(836MPa),随着保温时间的继续延长,强度缓慢下降。这是由于保温时间延长有利于合金化元素的充分固溶,提升固溶强化效果,但同时促进晶粒的长大,弱化细晶强化的作用。最后采用1040℃、950℃、900℃三个不同温度的正火处理,其中950℃样品屈服强度最高(703MPa),该温度为再结晶效果最佳温度,因此细晶强化效果最明显。水轮机铸件的屈强比常被限制在0.90以下保证工件服役安全性,但实验结果表明多次正火和延长保温时间均使屈强比高于0.90,而950℃正火强度提升有限,并且该温度下大尺寸铸件中合金元素的充分固溶所需时间较长,不利于生产。结合实际生产需求对热处理工艺进行了优化,找出了 1040℃+950℃+620℃+600℃和1040℃+950℃+650℃+620℃两种“二正二回”热处理工艺。前者通过降低二次正火温度成功的在保持塑韧性提高强度的同时将屈强比降至0.89;后者通过提高回火温度将屈强比降至0.80,上述两种工艺可实现对ZG0Cr13Ni4Mo材料屈强比与强度的灵活调整。

夏小维[7](2020)在《大型复杂形体真空室窗口领圈电子束焊接模拟及工艺研究》文中指出人类的生存与发展都与能源有密切关系。然而随着经济发展,整个人类都面临着日益迫切的能源需求与现有资源日趋减少的矛盾。受控聚变能是目前被认为最为理想的新型能源。正在建设中的中国聚变工程实验堆(Chinese Fusion Engineering Test Reactor,CFETR)是我国自主研发的下一代磁约束聚变试验装置。它的双层壳体结构真空室作为磁约束聚变堆主机最核心部件之一,其主要功能是建立、维持、支撑、提供超高真空环境以及辅助加热、诊断,因此真空室需要具备极高的可靠性。真空室窗口领圈是真空室主体D形结构与窗口延伸段的连接部分,其外形轮廓复杂,难以通过钢板热压成型完成制造。本文在国际热核聚变实验堆计划专项项目“真空室成型焊接及装配关键技术研究”的支持下,采用数值模拟与焊接试验相结合的方法,研究分析了复杂外形轮廓真空室窗口领圈拼焊过程中焊接变形精确控制理论和厚板电子束焊接接头质量控制关键技术问题。首先基于热弹塑性理论的焊接模拟方法,模拟真空室窗口领圈局部50mm厚超低碳奥氏体不锈钢电子束对接焊动态过程,提取出焊接热循环曲线与焊后残余应力分布,揭示了厚板高能密度焊焊缝成形机理。其次,提取局部模型单道焊焊后焊缝以及热影响区的固有应变值,基于固有应变理论,使用商业焊接模拟软件Sysweld-Weldplanner模拟研究了真空室窗口领圈电子束拼焊过程中的焊接顺序、夹持条件对焊后变形和残余应力的影响,得到最优焊接顺序和工装夹持条件,并通过实际窗口领圈焊接试验验证了模拟的可靠性。研究了超低碳奥氏体不锈钢厚板电子束焊焊接工艺。通过连续调节电流或聚焦的试验方法,优化得到了与超低碳奥氏体不锈钢厚板电子束焊焊接工艺相适应的聚焦电流、焊接速度、束流等工艺性能参数;对比研究分析了带有扫描偏转焊接工艺与无扫描偏转焊接工艺的焊接试验,进一步优化焊接参数,改善了焊缝成形,获得了均匀的平行焊缝。研究分析了厚板电子束焊接接头的不均性特征。通过沿焊缝熔深方向,分层分段分析焊接接头的晶粒尺寸、晶粒组成、元素成分和显微硬度、拉伸强度、冲击韧性等力学性能的差异以及变化规律,阐释了厚板电子束焊接接头的不均性特征,揭示了超低碳奥氏体不锈钢厚板电子束焊接接头的凝固速率、凝固模式、显微组织与力学性能之间的物理本质联系及焊缝成形过程机理。最后,提出了电子束拼焊技术成型的工艺优化方案及其工装设计的优化。为真空室窗口领圈的研制提供了理论依据和工艺技术支撑,具有工程应用价值。

张义伟[8](2020)在《00Cr13Ni6Mo2超级马氏体不锈钢组织演变与相变行为研究》文中指出超级马氏体不锈钢具有良好的强韧性匹配和优异的焊接性能,尤其在CO2和H2S等腐蚀性环境中具有良好的耐腐蚀性能,因此通常作为奥氏体不锈钢和双相不锈钢的替代产品而应用于深海及近海天然气、石油开采和管道输送等领域。超级马氏体不锈钢优异的综合性能与热加工过程中的显微组织演变密切相关。本文以00Cr13Ni6Mo2超级马氏体不锈钢为研究对象,采用Gleeble-3500热模拟研究其热加工过程中的变形行为,利用高温激光共聚焦显微镜观察和分析热加工后的奥氏体晶粒长大行为和相变过程,研究热处理工艺对超级马氏体不锈钢组织性能影响规律。利用金相显微镜(OP)、扫描电子显微镜(SEM)、背散射电子衍射技术(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)并结合能谱分析研究逆变奥氏体的组织特征、元素分布及其与回火马氏体的晶体学位向关系,依据实验数据建立恒温度回火条件下平衡态逆变奥氏体的相变动力学模型。从逆变奥氏体形貌特征、元素分布及其与基体之间的晶体学关系等角度分析逆变奥氏体的相变特征,揭示逆变奥氏体在回火过程中的相变机制,丰富了对逆变奥氏体相变的认识,为超级马氏体不锈钢热加工工艺的制定提供实验与理论支撑。论文工作的主要结论如下:(1)基于双曲正弦模型构建了实验钢的本构方程,并获得热变形条件下超级马氏体不锈钢的表观激活能为412k J/mol。超级马氏体不锈钢热压缩变形中的流变应力随着变形温度的降低和应变速率的升高而升高。在低应变速率和高变形温度下,超级马氏体不锈钢容易发生动态再结晶,形成均匀细小的再结晶晶粒,晶粒尺寸随变形温度升高而增加。变形条件对显微组织有很大影响,较高的形变温度(1050℃)和较低的形变速率(0.01s-1)有助于提升实验钢热变形后的组织均匀性,并在回火处理后获得更多的逆变奥氏体。结合高温变形行为对超级马氏体不锈钢的组织影响,为超级马氏体不锈钢热轧态组织控制提供参考。(2)高温共聚焦显微镜动态观察结果表明,实验钢在950~1150℃范围内加热时奥氏体晶粒尺寸与加热温度之间符合Arrhenius关系,奥氏体晶界迁移激活能约为160.6k J/mol。在1050℃等温加热时,实验钢奥氏体晶粒尺寸随时间延长呈抛物线增长,晶粒长大指数约为0.3。相同的淬火冷却速率条件下,实验钢的Ms点随着奥氏体化加热温度的升高而升高。通过对马氏体相变原位观察发现,马氏体以切变方式从奥氏体晶界向晶内生长,且淬火加热温度越高,形成的马氏体板条尺寸越大。对超级马氏体不锈钢回火过程的动态观察表明,部分逆变奥氏体在回火过程中发生分解。原位动态组织观察,为控制奥氏体晶粒长大行为以及回火组织中逆变奥氏体稳定性影响因素研究提供思路。(3)实验钢在1050℃淬火580~700℃回火保温后的显微组织主要由回火马氏体和逆变奥氏体构成,随着回火加热温度的升高,逆变奥氏体含量呈现先增加后降低的趋势,在620℃回火时逆变奥氏体含量达到最大值,当回火温度继续升高时,逆变奥氏体的稳定性降低发生分解,重新转变成马氏体;而显微硬度的变化和逆变奥氏体含量呈现相反的趋势。在620℃回火保温1~32小时的组织观察表明,随着回火保温时间的延长,实验钢组织中的逆变奥氏体的形态从颗粒状到块状,直至呈现板条状,而板条状的逆变奥氏体细化了马氏体基体;逆变奥氏体含量随着回火保温时间增加而逐渐增加,从而导致回火试样的显微硬度逐渐降低。(4)回火试样显微组织的EBSD表征发现,逆变奥氏体主要分布在回火马氏体板条束、板条块等亚结构界面上,少量分布在原奥氏体晶界处,而马氏体基体中的微观结构取向差角分布在0°~60°范围内。根据逆变奥氏体和回火马氏体基体之间的极图分析,逆变奥氏体和基体之间满足K-S的取向关系:晶面(111)γ∥(011)α,晶向[11-0]γ∥[11-1]α,偏离理想K-S取向角度主要集中在2°左右,具有K-S取向关系的逆变奥氏体-马氏体界面具有低的界面能,有利于逆变奥氏体的生长。(5)结合TEM观察、能谱分析和XRD结构精修拟合发现,逆变奥氏体的形成与元素的配分与富集有关,尤其是逆变奥氏体中的Ni含量明显高于其在周边回火马氏体基体中的含量,证实了逆变奥氏体形成是由元素配分控制的扩散型相变机制;根据实验钢回火过程中的平衡态逆变奥氏体含量,构建了在恒温度条件下回火过程中逆变奥氏体的Johnson-Mehl-Avrami动力学方程,获得逆变奥氏体形成的激活能为369k J/mol,Avrami动力学时间指数n约为0.5,进一步证明逆变奥氏体的形成是受元素扩散控制的相变机制。

吕香[9](2020)在《淬火-配分工艺对N-V合金化超级马氏体不锈钢强韧性能的影响研究》文中认为超级马氏体不锈钢以良好的耐蚀性、成型性及焊接性等综合优势成为油气开采及运输的关键材料,但其强度和韧度水平无法满足目前深井、超深井油气管用材所需超高强韧性能的要求。淬火-配分工艺是利用碳原子的浓度差进行配分,最终获得较多稳定的奥氏体,可以在不降低强度的同时提高材料的韧性。但超级马氏体不锈钢碳含量低,无法通过碳配分工艺提高材料的强韧性能。而氮作为一种价格低廉的强烈奥氏体形成和稳定元素,可以通过促进钢中奥氏体的析出影响韧性,又可以提高钢的强度。因此本课题对氮元素进行配分,期望能同步提高超级马氏体不锈钢的强韧性能。同时,为了避免因加入氮元素而析出的有害Cr2N,在不锈钢中加入钒元素,促进VN的弥散析出,可以有效提高钢的强度。故本课题以N、V合金化的超级马氏体不锈钢为研究对象,设计合理的淬火-配分热处理工艺,借助金相显微镜(OM),扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM),电子背散射衍射(EBSD),X射线衍射仪(XRD)及铁素体仪明确Q-P工艺对显微组织的影响;借助拉伸试验,显微硬度试验及断口形貌观察明确Q-P工艺对力学性能的影响。得到的主要结果如下:(1)不同V含量试验钢的基体组织都为板条马氏体,0.12V钢的板条马氏体束宽度小于0.06V钢,奥氏体含量也小于0.06V钢,表明V元素可以细化晶粒,抑制奥氏体的形成;V含量由0.06增加至0.12时,抗拉强度、屈服强度和显微硬度分别提高了283 MPa、121 MPa、47.3 HV,延伸率下降了4.3%。可见,V元素不能同时提高试验钢的强度和韧性。(2)N含量由0.1增加至0.35时板条马氏体束明显细化,奥氏体体积分数增加,抗拉强度、屈服强度和显微硬度均有显着提高,延伸率变化不大。其中抗拉强度提高了558 MPa,屈服强度提高了466 MPa,显微硬度增加了224 HV,延伸率提高6.5%。表明N元素可以在不降低试验钢韧性的情况下提高其强度。(3)不同淬火-配分制度下试验钢的组织都由板条马氏体和奥氏体组成。和淬火态相比,经过配分处理后试验钢中奥氏体含量明显增多,说明配分处理后有逆变奥氏体生成。奥氏体含量随配分温度的升高而降低,晶粒尺寸也越来越小,有纳米级的逆变奥氏体生成。(4)和淬火态相比,经过配分处理后试验钢的各项力学性能得到提升。其中,试验钢在400℃配分2min时综合力学性能达到最优。此时,抗拉强度为1681 MPa、屈服强度为953 MPa、显微硬度为538.5 HV、延伸率为15.23%。

刘韫琦[10](2020)在《ZG06Cr13Ni4Mo不锈钢补焊区组织性能变化机理研究》文中进行了进一步梳理ZG06Cr13Ni4Mo是一种低碳马氏体不锈钢,在水力发电、核电机组叶轮及海上钻进平台上被广泛应用,由于大型铸件在铸造过程中很容易引入裂纹、夹杂、缩孔、疏松等缺陷,须采用补焊修复技术对铸造缺陷进行修补,以使铸件性能和质量得到保障并达到安全使用要求。本文采用钨极惰性气体保护焊(GTAW)对ZG06Cr13Ni4Mo不锈钢进行一次及二次补焊,对原始铸件及一、二次补焊接头的组织及力学性能进行测试,模拟实际生产制造过程中的补焊效果。通过光学显微镜、X射线衍射仪、场发射扫描电镜以及透射电子显微镜对不锈钢铸件及不同补焊次数焊接接头的显微组织、晶粒尺寸、晶体缺陷及晶粒生长方向进行观察,探究了补焊过程中焊接接头组织演变情况。并对原始铸件、一次、二次补焊接头进行硬度、拉伸性能、冲击韧性、残余应力及疲劳性能测试,获得补焊次数对焊接接头力学性能影响规律。此外,研究了深冷处理对原始铸件及一次补焊接头组织及力学性能的影响情况,为制订ZG06Cr13Ni4Mo铸件补焊工艺提供技术支撑。经研究分析得到如下结论:(1)原始铸件经过一次补焊后,组织中不再像原始铸件以板条马氏体为主,且位错密度和织构集中密度均有所降低,晶界、亚晶界增多,晶粒生长不再具有明显的方向性;二次补焊后,热影响区组织与一次补焊相同,晶体内存在位错与孪晶,织构集中密度继续降低;随着补焊次数增加,晶粒组织得到细化。(2)原始铸件经过补焊后,焊接接头的硬度和疲劳极限强度均有所提高,但抗拉与屈服强度没有明显地提升;二次补焊较一次补焊试件整体残余应力值有所减小且塑性和韧性有所提升。(3)随深冷时间增长,原始铸件及一次补焊试样组织均逐渐细化,残余压应力值增大;原始铸件中的板条马氏体变为针状马氏体,残余奥氏体含量逐渐降低,深冷18h时抗拉强度与屈服强度显着提高;一次补焊试样深冷18h后,强度明显降低,深冷36h时屈服强度已接近临界使用强度;深冷使材料塑性降低,原始铸件及一次补焊接头在深冷36h时塑性指标均已降到标准要求最低值附近,不能满足正常使用要求。

二、反复焊接对超低碳奥氏体不锈钢力学性能的影响(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、反复焊接对超低碳奥氏体不锈钢力学性能的影响(论文提纲范文)

(1)Mn/V元素对淬火-配分高氮超级马氏体不锈钢组织性能的影响研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 马氏体不锈钢
        1.1.1 马氏体铬不锈钢
        1.1.2 马氏体铬镍不锈钢
        1.1.3 马氏体时效不锈钢
    1.2 超级马氏体不锈钢
        1.2.1 超级马氏体不锈钢中合金元素的作用
        1.2.2 超级马氏体不锈钢的热处理制度
    1.3 含氮马氏体不锈钢的发展
        1.3.1 氮对马氏体不锈钢力学性能的影响
        1.3.2 氮对马氏体不锈钢耐蚀性能的影响
    1.4 Q&P工艺
        1.4.1 Q&P工艺简介
        1.4.2 Q&P工艺应用的研究进展
    1.5 本课题工作内容及意义
2 实验材料及研究方法
    2.1 实验材料
    2.2 热处理工艺
    2.3 力学性能测试
        2.3.1 室温拉伸实验
        2.3.2 显微硬度实验
    2.4 微观组织表征
        2.4.1 光学金相组织观察(OM)
        2.4.2 扫描电子显微镜(SEM)
        2.4.3 透射电子显微镜(TEM)
        2.4.4 电子背散射衍射(EBSD)
3 淬火-配分工艺对超级马氏体不锈钢显微组织及力学性能的影响
    3.1 配分温度对超级马氏体不锈钢组织性能的影响
        3.1.1 配分温度对超级马氏体不锈钢显微组织的影响
        3.1.2 配分温度对超级马氏体不锈钢力学性能的影响
    3.2 配分时间对超级马氏体不锈钢组织性能的影响
        3.2.1 配分时间对超级马氏体不锈钢显微组织的影响
        3.2.2 配分时间对超级马氏体不锈钢力学性能的影响
    3.3 本章小结
4 氮、锰、钒元素对淬火-配分超级马氏体不锈钢显微组织及力学性能的影响
    4.1 氮元素对淬火-配分超级马氏体不锈钢组织性能的影响
        4.1.1 氮元素对淬火-配分超级马氏体不锈钢显微组织的影响
        4.1.2 氮元素对淬火-配分超级马氏体不锈钢力学性能的影响
    4.2 锰、钒元素对淬火-配分超级马氏体不锈钢组织性能的影响
        4.2.1 锰、钒元素对淬火-配分超级马氏体不锈钢显微组织的影响
        4.2.2 锰、钒元素对淬火-配分超级马氏体不锈钢力学性能的影响
    4.3 本章小结
5 结论
参考文献
攻读硕士期间发表的学术论文及成果
致谢

(2)双相不锈钢中σ相析出及超塑性变形组织演变研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
1 文献综述
    1.1 研究目的和意义
    1.2 双相不锈钢研究现状
        1.2.1 双相不锈钢的特点
        1.2.2 双相不锈钢的发展历程
        1.2.3 双相不锈钢的制备工艺
        1.2.4 双相不锈钢的应用
    1.3 双相钢的组织研究现状
        1.3.1 制备工艺对双相钢组织的影响
        1.3.2 双相钢的亚结构
    1.4 双相不锈钢的组织
        1.4.1 相组成
        1.4.2 双相不锈钢的典型组织形貌
        1.4.3 超塑性变形过程组织演变
    1.5 双相不锈钢的σ相析出行为研究现状
        1.5.1 双相不锈钢中的析出相
        1.5.2 σ相析出机理
        1.5.3 σ相析出规律研究与控制
        1.5.4 σ相对双相不锈钢性能的影响
    1.6 本章小结
2 研究内容及试验方案
    2.1 研究内容
    2.2 研究方案
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 技术路线
    2.3 实验设备
        2.3.1 制备实验设备
        2.3.2 分析仪器与表征设备
    2.4 实验方法
3 冷变形对双相不锈钢σ相析出规律的影响
    3.1 固溶温度对双相不锈钢组织的影响
        3.1.1 固溶温度对2205双相不锈钢组织的影响
        3.1.2 固溶温度对1Cr21Ni5Ti双相不锈钢组织的影响
        3.1.3 固溶温度对3207双相不锈钢组织的影响
    3.2 冷变形对双相不锈钢组织的影响
        3.2.1 冷变形对2205双相不锈钢组织的影响
        3.2.2 冷变形对3207双相不锈钢组织的影响
        3.2.3 冷变形对lCr21Ni5Ti双相不锈钢组织的影响
    3.3 冷变形对双相不锈钢σ相析出规律的影响
        3.3.1 冷变形对2205双相不锈钢σ相析出规律的影响
        3.3.2 冷变形对1Cr21Ni5Ti双相不锈钢σ相析出规律的影响
        3.3.3 固溶温度和冷变形对3207双相不锈钢σ相析出的影响
    3.4 本章小结
4 双相不锈钢时效过程中组织演变研究
    4.1 2205双相不锈钢时效过程中的组织演变
        4.1.1 时效温度对2205双相不锈钢组织的影响
        4.1.2 时效时间对2205双相不锈钢的影响
    4.2 时效处理对3207双相不锈钢组织的影响
        4.2.1 时效温度对3207双相不锈钢组织的影响
        4.2.2 时效时间对3207双相不锈钢组织的影响
    4.3 时效处理对1Cr21Ni5Ti双相不锈钢组织的影响
        4.3.1 时效温度对1Cr21Ni5Ti双相不锈钢组织的影响
        4.3.2 时效时间对1Cr21Ni5Ti双相不锈钢组织的影响
    4.4 时效处理对2906双相不锈钢的组织的影响
        4.4.1 时效处理工艺
        4.4.2 时效处理时间对组织的影响
        4.4.3 时效处理时间对晶粒取向的影响
        4.4.4 时效处理时间对织构的影响
        4.4.5 时效处理时间对σ析出相的影响
    4.5 时效过程中σ相的析出行为与成分演变
    4.6 本章小结
5 双相不锈钢超塑性变形过程中的组织演变
    5.1 双相不锈钢超塑性变形组织演变
    5.2 双相不锈钢超塑性拉伸过程的典型工程应力-应变曲线
    5.3 双相不锈钢组织演变规律
        5.3.1 晶粒与晶界演变
        5.3.2 两相比例与分布演变
        5.3.3 晶粒亚结构演变
    5.4 双相不锈钢的取向变化
    5.5 本章小结
6 双相不锈钢超塑性变形过程中的变形行为研究
    6.1 原材料表征
    6.2 颈缩行为
    6.3 组织与织构演变
        6.3.1 组织演变
        6.3.2 取向变化
        6.3.3 两相比例转变
    6.4 超塑性变形行为
        6.4.1 超塑性变形机理
        6.4.2 局部变形的连续转移过程
        6.4.3 再结晶机理
    6.5 本章小结
7 双相不锈钢超塑性变形过程中的σ相析出行为研究
    7.1 σ相的分布与形貌
        7.1.1 σ相的分布
        7.1.2 σ相两侧的取向差
    7.2 超塑性变形中σ相的析出机理
    7.3 本章小结
8 结论及主要创新点
    8.1 结论
    8.2 主要创新点
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集

(3)改善高强度不锈钢超低温韧性的工艺研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 低温钢概述
        1.2.1 低温钢研究现状
        1.2.2 低温用钢服役条件
    1.3 低温用高强度不锈钢
        1.3.1 高强不锈钢的成分设计
        1.3.2 高强度不锈钢的强韧化机理
    1.4 超低温用高强度马氏体时效不锈钢
        1.4.1 马氏体时效不锈钢的热处理工艺
        1.4.2 合金元素对奥氏体稳定化的作用
        1.4.3 超低温用高强不锈钢中奥氏体的稳定化机制
        1.4.4 超低温用高强马氏体时效不锈钢的韧化机理
    1.5 研究目的和意义
第二章 实验材料和研究方法
    2.1 实验材料
    2.2 试验方法
        2.2.1 实验工艺的设定
        2.2.2 力学性能测试
        2.2.3 显微组织表征
        2.2.4 奥氏体含量测定
第三章 残留/逆转变奥氏体改善高强度不锈钢超低温韧性的研究
    3.1 前言
    3.2 实验材料及方法
    3.3 实验结果及分析
        3.3.1 热处理工艺规范对力学性能的影响
        3.3.2 低温缺口拉伸/冲击断口形貌观察
        3.3.3 材料微观组织观察
        3.3.4 奥氏体及其稳定性对超低温韧性的影响
    3.4 本章小结
第四章 热稳定化处理对含Si马氏体时效不锈钢超低温韧性的影响
    4.1 前言
    4.2 实验材料及方法
    4.3 Cr-Ni-Co-Mo不锈钢奥氏体热稳定化现象及对拉伸性能的影响
        4.3.1 材料金相组织观察
        4.3.2 热稳定化处理对残余奥氏体含量的影响
        4.3.3 热处理工艺规范对力学性能的影响
    4.4 稳定化处理对含Si马氏体时效不锈钢超低温韧性的影响
        4.4.1 材料微观组织观察
        4.4.2 热稳定化处理对残余奥氏体含量的影响
        4.4.3 热稳定化处理温度对力学性能的影响
        4.4.4 低温冲击断口形貌观察
    4.5 分析与讨论
    4.6 本章小结
第五章 提高Cr-Ni-Mo-Ti马氏体时效不锈钢超低温韧性的固溶处理工艺
    5.1 前言
    5.2 实验材料及方法
    5.3 实验结果及分析
        5.3.1 固溶处理工艺对组织结构的影响
        5.3.2 时效行为分析
        5.3.3 热处理工艺规范对力学性能的影响
        5.3.4 低温冲击断口形貌观察
    5.4 分析与讨论
    5.5 本章小结
第六章 结论
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果
附录
致谢

(4)2507双相不锈钢成形机理及变形行为研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题背景
    1.2 双相不锈钢的分类和应用
        1.2.1 双相不锈钢的分类
        1.2.2 双相不锈钢的特点及其应用
        1.2.3 双相不锈钢的发展及研究趋势
    1.3 2507双相不锈钢概述
        1.3.1 2507双相不锈钢的特性
        1.3.2 主要合金元素及其作用
        1.3.3 双相不锈钢的加工特点
    1.4 双相不锈钢的织构研究
        1.4.1 织构以及取向分布函数的定义
        1.4.2 织构的检测方法
        1.4.3 双相不锈钢织构的研究现状
    1.5 双相不锈钢成形性能的研究
        1.5.1 成形性能的评价方法
        1.5.2 板材的塑性应变比对冲压成形性能的影响
        1.5.3 板材的加工硬化指数对冲压成形性能的影响
        1.5.4 织构对成形性能的影响
2 研究内容、路线及创新性
    2.1 研究内容
    2.2 技术路线
    2.3 研究创新点
3 2507双相不锈钢基本成形性能测试
    3.1 实验材料及方法
        3.1.1 实验材料
        3.1.2 实验方法
    3.2 板材室温力学性能
        3.2.1 拉伸试验
        3.2.2 Lankford系数(r值)
    3.3 板材拉胀性能研究
    3.4 板材凸耳类型研究
    3.5 润滑及成形速度对胀形性能的影响
    3.6 本章小结
4 2507双相不锈钢深冲变形行为研究
    4.1 实验方法
    4.2 2507双相不锈钢晶粒取向研究
        4.2.1 微观织构的研究
        4.2.2 不同类型织构对板材凸耳的影响
    4.3 实验板材不同拉深比筒形件分析
        4.3.1 拉深位移载荷曲线
        4.3.2 不同方向壁厚变化
    4.4 筒形件不同位置微观组织观察
    4.5 拉深比为2.18时筒形件不同部位变形机理探究
    4.6 本章小结
5 2507双相不锈钢各向异性行为及织构梯度的研究
    5.1 实验方法
    5.2 实验板材显微组织及物相分析
    5.3 2507双相不锈钢实验板材的各向异性
    5.4 2507双相不锈钢实验板材织构梯度分析
        5.4.1 实验板材不同厚度层织构
        5.4.2 实验板材织构梯度
    5.5 2507双相不锈钢板材微观晶粒取向
        5.5.1 实验板材不同方向的反极图分析
        5.5.2 不同取向晶粒对各向异性的影响
    5.6 本章小结
6 2507双相不锈钢应变分配及塑性变形行为研究
    6.1 实验方法
    6.2 不同应变速率下的拉伸试验
    6.3 2507双相不锈钢板材微观组织演变
        6.3.1 三维金相组织表征
        6.3.2 显微硬度测量
    6.4 拉伸变形中两相应变分配分析
        6.4.1 不同拉伸变形下EBSD显微组织
        6.4.2 两相中局部取向差分布
    6.5 2507双相不锈钢拉伸变形机制分析
        6.5.1 不同拉伸变形TEM微观组织
        6.5.2 拉伸变形机制探究
    6.6 本章小结
7 冷轧方向改变对2507双相不锈钢成形性能的影响
    7.1 实验方法
    7.2 不同轧制工艺对板材力学性能的影响
        7.2.1 拉伸试验
        7.2.2 Lankford系数分析
    7.3 不同轧制工艺对板材微观组织的影响
        7.3.1 金相组织
        7.3.2 EBSD微观组织
    7.4 不同轧制工艺板材的宏观织构研究
        7.4.1 冷轧织构
        7.4.2 退火织构
        7.4.3 不同工艺下两相织构对比
    7.5 不同轧制工艺的微观晶粒取向的研究
    7.6 本章小结
8 结论
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集

(5)高品质含硼冷镦钢的组织和性能调控(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
    2.1 冷镦钢的发展现状及趋势
        2.1.1 冷镦钢制品的发展
        2.1.2 冷镦钢的发展
        2.1.3 含硼冷镦钢的发展
    2.2 含硼冷镦钢的研究现状
        2.2.1 含硼冷镦钢的淬透性能
        2.2.2 含硼冷镦钢的组织及力学性能
        2.2.3 含硼冷镦钢的表面质量
        2.2.4 含硼冷镦钢的疲劳性能
    2.3 本课题研究目的及意义
        2.3.1 当前研究中存在的问题
        2.3.2 本课题的研究目的及意义
3 研究内容及研究方法
    3.1 本课题研究内容
    3.2 技术路线图
    3.3 研究方法
4 含硼冷镦钢淬透性的影响因素研究与调控
    4.1 化学成分对淬透性影响的定量研究
        4.1.1 B和Ti对淬透性的影响
        4.1.2 Cr对含硼冷镦钢淬透性的影响
        4.1.3 Mn对含硼冷镦钢淬透性的影响
        4.1.4 S对含硼冷镦钢淬透性的影响
        4.1.5 N及Ti/N对淬透性的影响
    4.2 热处理工艺对淬透性的影响
    4.3 淬透性的计算方法与试验方法对比
    4.4 含硼冷镦钢淬火临界直径的预测及调控
    4.5 本章小结
5 含硼冷镦钢的组织及强塑性研究与调控
    5.1 不同组分含硼冷镦钢的相变规律研究
        5.1.1 中碳-4#硼钢的相变规律
        5.1.2 低碳-4#硼钢的相变规律
        5.1.3 超低碳-2#硼钢的相变规律
    5.2 不同组分含硼冷镦钢的组织和强塑性调控
        5.2.1 轧钢工艺对中碳-4#硼钢组织和强塑性的影响
        5.2.2 轧钢工艺对低碳-4硼钢组织和强塑性的影响
        5.2.3 B和B/N对超低碳硼钢组织和强塑性的影响
    5.3 化学组分和规格对含硼冷镦钢抗拉强度的影响规律及应用
    5.4 本章小结
6 含硼冷镦钢的表面裂纹来源及演变规律研究
    6.1 含硼冷镦钢典型表面裂纹及来源分析
    6.2 B和Ti对含硼冷镦钢高温热塑性的影响
    6.3 Ti/N对含硼冷镦钢裂纹敏感性的影响
    6.4 硼钢钢坯裂纹在轧制过程的演变规律研究
    6.5 本章小结
7 含硼冷镦钢的夹杂物及疲劳特性研究
    7.1 含硼冷镦钢的夹杂物研究
        7.1.1 含硼冷镦钢中典型夹杂物分析
        7.1.2 非钙处理工艺对含硼冷镦钢夹杂物数量和尺寸的影响
        7.1.3 非钙处理工艺对含硼冷镦钢夹杂物类型的影响
    7.2 含硼冷镦钢螺栓的疲劳性能研究
        7.2.1 平均载荷对含硼钢螺栓疲劳性能的影响
        7.2.2 8.8级含硼钢螺栓的条件疲劳极限
        7.2.3 8.8级含硼钢螺栓的疲劳S-N曲线
    7.3 本章小结
8 结论
9 创新点
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集

(6)低碳马氏体不锈钢的热处理特性研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 马氏体不锈钢
        1.2.1 马氏体不锈钢简介
        1.2.2 马氏体铬镍系不锈钢中主要合金元素
    1.3 低碳马氏体不锈钢强化方式
        1.3.1 钢铁常见强化方式与机制
        1.3.2 低碳马氏体钢的强化
    1.4 低碳马氏体不锈钢ZG0Cr13Ni4Mo及其生产工艺
        1.4.1 低碳马氏体不锈钢ZG0Cr13Ni4Mo
        1.4.2 低碳马氏体不锈钢的生产工艺
    1.5 奥氏体重结晶和组织遗传性
        1.5.1 奥氏体重结晶
        1.5.2 组织遗传性
    1.6 研究目的、内容以及意义
第2章 实验方法
    2.1 实验材料
    2.2 热处理实验
    2.3 力学性能测试
    2.4 组织观察与分析
        2.4.1 金相观察
        2.4.2 扫描电镜(SEM)观察分析
        2.4.3 X射线衍射(XRD)分析
        2.4.4 高温激光共聚焦显微镜
第3章 正火工艺参数对ZG0 Cr13Ni4Mo组织性能的影响
    3.1 ZG0Cr13Ni4Mo加热过程原位观察
        3.1.1 原位观察实验准备
        3.1.2 原位观察结果与分析
    3.2 正火次数对ZG0Cr13Ni4Mo性能组织的影响
        3.2.1 正火次数实验方案
        3.2.2 正火次数实验结果分析
    3.3 正火保温时间对ZGOCr13Ni4Mo性能组织的影响
        3.3.1 正火保温时间实验方案
        3.3.2 正火保温时间实验结果与分析
    3.4 正火温度对ZG0Cr13Ni4Mo性能组织的影响
        3.4.1 正火温度实验方案
        3.4.2 正火温度实验结果与分析
    3.5 小结
第4章 ZG0Cr13Ni4Mo热处理工艺优化
    4.1 二次正火温度对ZG0Cr13Ni4Mo性能组织的影响
        4.1.1 二次正火温度实验实方案
        4.1.2 结果讨论与分析
    4.2 调控ZG0Cr13Ni4Mo屈强比的热处理工艺
        4.2.1 高温回火调控屈强比实验方案
        4.2.2 高温回火调控屈强比实验结果与分析
        4.2.3 低温回火调控屈强比实验方案
        4.2.4 低温回火调控屈强比结果与分析
    4.3 小结
第5章 结论
参考文献
致谢

(7)大型复杂形体真空室窗口领圈电子束焊接模拟及工艺研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 聚变堆真空室研究进展
        1.2.2 奥氏体不锈钢焊接接头应用与研究进展
        1.2.3 厚板焊接方法研究现状
        1.2.4 电子束深熔焊接研究现状
        1.2.5 焊接数值模拟研究现状
    1.3 主要研究内容
第2章 试验材料与方法
    2.1 试验材料与设备
    2.2 复杂结构电子束焊接方法
        2.2.1 焊缝成形过程
        2.2.2 电子束焊的准备
        2.2.3 规范参数对焊缝成形的影响
        2.2.4 焊接缺陷及其预防方法
        2.2.5 奥氏体不锈钢的焊接技术
    2.3 试验方法
        2.3.1 窗口领圈数值模拟方法
        2.3.2 焊接工艺试验
        2.3.3 焊接接头显微组织和力学性能分析
    2.4 本章小结
第3章 50mm厚316L电子束焊接温度场和应力场数值模拟
    3.1 热弹塑性理论基础
        3.1.1 应力应变关系
        3.1.2 平衡方程
        3.1.3 求解过程
    3.2 数值模拟方法
        3.2.1 理论基础
        3.2.2 几何模型
        3.2.3 热源模型
        3.2.4 材料特性及边界条件
    3.3 温度场模拟结果及分析
        3.3.1 温度场分布特征
        3.3.2 焊接热循环曲线
    3.4 应力应变场模拟结果及分析
        3.4.1 焊接过程动态应力模拟结果分析
        3.4.2 焊接残余应力模拟结果分析
        3.4.3 焊接残余应力试验对比研究
    3.5 本章小结
第4章 窗口领圈焊接变形数值分析与控制
    4.1 固有应变法
        4.1.1 固有应变理论
        4.1.2 固有应变的确定
        4.1.3 固有应变法的应用
    4.2 上窗口内壳焊接变形预测
        4.2.1 研究模型
        4.2.2 边界条件
        4.2.3 结果与分析
    4.3 上窗口内壳电子束拼焊
    4.4 上窗口领圈内壳虚拟疲劳仿真分析
        4.4.1 焊缝疲劳寿命仿真方法
        4.4.2 疲劳分析结果与讨论
    4.5 本章小结
第5章 真空室窗口领圈电子束焊接工艺优化研究
    5.1 试验研究
        5.1.1 试验方法
        5.1.2 试验研究与测试分析
    5.2 焊接接头凝固模式和铁素体含量预测
    5.3 焊接接头宏观、微观组织分析
        5.3.1 焊接接头宏观以及微观组织分析
        5.3.2 枝晶臂间距(DAS)变化
        5.3.3 晶粒尺寸的变化
    5.4 焊接接头显微硬度分析
    5.5 讨论
    5.6 本章小结
第6章 厚板奥氏体不锈钢电子束焊接接头不均匀性研究
    6.1 试验方法
    6.2 无损检测
    6.3 焊接接头宏观、显微组织分析
    6.4 铁素体数
    6.5 焊接接头力学性能分析
        6.5.1 显微硬度
        6.5.2 拉伸性能
        6.5.3 冲击性能
    6.6 本章小结
第7章 全文总结
    7.1 研究工作总结
    7.2 本文主要创新点
    7.3 未来工作展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果

(8)00Cr13Ni6Mo2超级马氏体不锈钢组织演变与相变行为研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
引言
第一章 文献综述
    1.1 马氏体不锈钢的分类
        1.1.1 铬系马氏体不锈钢
        1.1.2 镍铬系马氏体不锈钢
        1.1.3 新型马氏体不锈钢
    1.2 超级马氏体不锈钢概述
        1.2.1 超级马氏体不锈钢的发展
        1.2.2 超级马氏体不锈钢的成分
        1.2.3 超级马氏体不锈钢的热处理工艺
        1.2.4 超级马氏体不锈钢的显微组织
    1.3 超级马氏体不锈钢中的逆变奥氏体
        1.3.1 逆变奥氏体的形成
        1.3.2 逆变奥氏体的稳定性
        1.3.3 逆变奥氏体对性能的影响
    1.4 本课题研究内容及意义
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 研究目的意义
第二章 实验材料与方案
    2.1 实验材料
    2.2 实验方案
        2.2.1 高温热变形实验
        2.2.2 晶粒长大原位观察实验
        2.2.3 热处理工艺制定
    2.3 实验方法
        2.3.1 显微组织结构观察
        2.3.2 电子背散射衍射晶体结构分析
        2.3.3 逆变奥氏体含量的测定
        2.3.4 力学性能测定
第三章 超级马氏体不锈钢变形行为及对组织的影响
    3.1 前言
    3.2 动态再结晶行为及分析
        3.2.1 应力-应变曲线
        3.2.2 动态再结晶组织演变
        3.2.3 变形条件对流变应力的影响
    3.3 高温热变形本构方程的构建
        3.3.1 热变形参数
        3.3.2 本构方程的确定
    3.4 变形条件对超级马氏体不锈钢组织的影响
        3.4.1 变形条件对实验钢淬火组织的影响
        3.4.2 变形条件对实验钢回火组织的影响
    3.5 本章小结
第四章 超级马氏体不锈钢组织的原位动态观察
    4.1 前言
    4.2 奥氏体晶粒长大行为的原位观察
        4.2.1 奥氏体晶粒变温长大过程
        4.2.2 奥氏体晶粒等温长大过程
        4.2.3 奥氏体化晶粒长大模型
        4.2.4 奥氏体晶粒长大动态观察
    4.3 马氏体相变的动态观察
        4.3.1 马氏体相变的原位观察
        4.3.2 加热温度对马氏体相变的影响
        4.3.3 冷却速度对马氏体相变的影响
    4.4 回火过程的动态组织观察
    4.5 本章小结
第五章 热处理对超级马氏体不锈钢组织性能的影响
    5.1 前言
    5.2 回火工艺对超级马氏体不锈钢组织的影响
        5.2.1 回火温度对组织的影响
        5.2.2 回火时间对组织的影响
        5.2.3 逆变奥氏体的分布特征
    5.3 回火工艺对超级马氏体不锈钢性能的影响
        5.3.1 回火温度对性能的影响
        5.3.2 回火时间对性能的影响
    5.4 本章小结
第六章 逆变奥氏体相变机理及形成动力学
    6.1 前言
    6.2 逆变奥氏体回火过程中的组织演变
        6.2.1 恒温度条件下逆变奥氏体的组织
        6.2.2 逆变奥氏体与回火马氏体的取向关系
        6.2.3 逆变奥氏体中元素分配行为
    6.3 逆变奥氏体相变形成动力学
        6.3.1 等温条件下的逆变奥氏体含量
        6.3.2 逆变奥氏体相变动力学模型建立
        6.3.3 逆变奥氏体形成长大的探讨
    6.4 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 创新点
    7.3 未来展望
参考文献
在学研究成果
致谢

(9)淬火-配分工艺对N-V合金化超级马氏体不锈钢强韧性能的影响研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 马氏体不锈钢
    1.2 超级马氏体不锈钢
        1.2.1 超级马氏体不锈钢中合金元素的作用
        1.2.2 超级马氏体不锈钢的显微组织特点
        1.2.3 超级马氏体不锈钢中的强韧化机制
    1.3 淬火-配分工艺
        1.3.1 淬火-配分工艺的机理
        1.3.2 淬火-配分工艺研究进展及现状
    1.4 课题研究背景及意义
    1.5 论文主要研究内容及技术路线
2 实验材料及研究方法
    2.1 实验材料的制备
    2.2 热处理工艺
        2.2.1 固溶处理
        2.2.2 配分处理
    2.3 力学性能测试
        2.3.1 拉伸实验
        2.3.2 显微硬度实验
    2.4 微观组织观察分析
        2.4.1 金相组织观察(OM)
        2.4.2 铁素体仪相比测试
        2.4.3 X射线衍射分析(XRD)
        2.4.4 扫描电子显微镜(SEM)
        2.4.5 透射电子显微镜(TEM)
3 N-V合金化对超级马氏体不锈钢显微组织及力学性能的影响
    3.1 N元素对超级马氏体不锈钢显微组织及力学性能的影响
        3.1.1 N元素对超级马氏体不锈钢显微组织的影响
        3.1.2 N元素对超级马氏体不锈钢力学性能的影响
    3.2 V元素对超级马氏体不锈钢显微组织及力学性能的影响
        3.2.1 V元素对超级马氏体不锈钢显微组织的影响
        3.2.2 V元素对超级马氏体不锈钢力学性能的影响
    3.3 本章小结
4 淬火-配分工艺对超级马氏体不锈钢显微组织及力学性能的影响
    4.1 配分温度对超级马氏体不锈钢显微组织及力学性能的影响
        4.1.1 配分温度对超级马氏体不锈钢显微组织的影响
        4.1.2 配分温度对超级马氏体不锈钢力学性能的影响
    4.2 配分时间对超级马氏体不锈钢显微组织及力学性能的影响
        4.2.1 配分时间对超级马氏体不锈钢显微组织的影响
        4.2.2 配分时间对超级马氏体不锈钢力学性能的影响
    4.3 本章小结
5 结论
参考文献
攻读硕士期间发表的学术论文及成果
致谢

(10)ZG06Cr13Ni4Mo不锈钢补焊区组织性能变化机理研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 核电用叶轮材料选择
    1.3 补焊技术应用及其发展现状
    1.4 马氏体不锈钢焊接性及补焊方法选择
        1.4.1 马氏体不锈钢焊接性
        1.4.2 补焊方法选择
    1.5 材料深冷处理工艺
    1.6 课题研究目的和主要内容
        1.6.1 课题研究目的
        1.6.2 课题研究主要内容
第2章 实验及研究方法
    2.1 试验材料
    2.2 试样焊前准备
    2.3 焊接参数及设备
    2.4 试验方法及设备
        2.4.1 微观组织及相分析
        2.4.2 残余应力测试
        2.4.3 硬度测试
        2.4.4 拉伸性能测试
        2.4.5 冲击韧性测试
        2.4.6 疲劳性能测试
        2.4.7 材料深冷处理后性能测试
第3章 补焊次数对焊接接头微观组织的影响
    3.1 XRD物相检测分析
    3.2 金相显微组织分析
    3.3 透射电镜分析
    3.4 电子背散射分析
第4章 补焊次数对焊接接头力学性能的影响
    4.1 残余应力
        4.1.1 补焊一次后的残余应力状态
        4.1.2 补焊两次后的残余应力状态
    4.2 硬度分析
    4.3 拉伸性能
    4.4 冲击韧性
    4.5 疲劳性能
        4.5.1 升降法求疲劳极限
        4.5.2 试样S-N曲线拟合
        4.5.3 疲劳断口形貌分析
第5章 深冷处理对补焊区组织性能影响
    5.1 深冷处理对原始铸件组织性能影响
        5.1.1 显微组织
        5.1.2 残余应力
        5.1.3 拉伸性能
        5.1.4 残余奥氏体含量计算
    5.2 深冷处理对一次补焊接头组织性能影响
        5.2.1 显微组织
        5.2.2 残余应力
        5.2.3 拉伸性能
第6章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢

四、反复焊接对超低碳奥氏体不锈钢力学性能的影响(论文参考文献)

  • [1]Mn/V元素对淬火-配分高氮超级马氏体不锈钢组织性能的影响研究[D]. 庞阳. 西安建筑科技大学, 2021(01)
  • [2]双相不锈钢中σ相析出及超塑性变形组织演变研究[D]. 高晓丹. 北京科技大学, 2021(08)
  • [3]改善高强度不锈钢超低温韧性的工艺研究[D]. 邱旭扬帆. 钢铁研究总院, 2021(01)
  • [4]2507双相不锈钢成形机理及变形行为研究[D]. 高智君. 北京科技大学, 2021(02)
  • [5]高品质含硼冷镦钢的组织和性能调控[D]. 阮士朋. 北京科技大学, 2020(01)
  • [6]低碳马氏体不锈钢的热处理特性研究[D]. 宋阳. 机械科学研究总院, 2020(01)
  • [7]大型复杂形体真空室窗口领圈电子束焊接模拟及工艺研究[D]. 夏小维. 中国科学技术大学, 2020(01)
  • [8]00Cr13Ni6Mo2超级马氏体不锈钢组织演变与相变行为研究[D]. 张义伟. 安徽工业大学, 2020(06)
  • [9]淬火-配分工艺对N-V合金化超级马氏体不锈钢强韧性能的影响研究[D]. 吕香. 西安建筑科技大学, 2020(01)
  • [10]ZG06Cr13Ni4Mo不锈钢补焊区组织性能变化机理研究[D]. 刘韫琦. 沈阳工业大学, 2020(01)

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重复焊接对超低碳奥氏体不锈钢力学性能的影响
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