收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

Cr17铁素体不锈钢的组织、织构及成形性能研究

刘海涛  
【摘要】:本论文对双辊铸轧Cr17铁素体不锈钢的组织、织构演变及成形性能进行了探索性研究,重点研究了常规生产流程条件下铌、钛双稳定化超纯Cr17铁素体不锈钢的组织、织构演变及成形性能。论文的主要创新性工作如下: (1)提出了控制Cr17铁素体不锈钢铸轧带初始凝固组织的方法并揭示了织构演变的独特规律,确立了常规生产流程条件下超纯Cr17铁素体不锈钢的织构控制目标。 双辊铸轧实验表明通过改变熔池内钢液过热度的高低可以实现对铸轧带初始凝固组织的有效控制。铸轧带的等轴晶率随着过热度的升高而减小并呈反“S”型变化。当过热度控制在20~40℃、40~90℃、90~140℃时,可以分别获得全等轴晶组织、等轴晶与柱状晶混合组织、全柱状晶组织的铸轧带。常规连铸坯的热轧退火板形成了较强的{001}110织构,冷轧后形成了显著的α纤维织构和非常弱的γ纤维织构,导致退火板以不均匀的、明显向{334}483组分偏转的Y纤维再结晶织构为特征,恶化了薄板的成形性能。而全等轴晶铸轧带具有微弱而随机的初始织构,冷轧后形成了较弱的α纤维织构和强度相当的Y纤维织构,退火后通过取向形核机制形成了均匀而规则的γ纤维再结晶织构,使薄板的成形性能大为改善。因此,常规生产流程条件下,为了形成均匀的γ纤维再结晶织构并减轻或消除向{334}483组分的偏转,冷轧之前应尽量形成随机分布的弱化织构,冷轧后应尽量形成弱化的α纤维织构和强化的Y纤维织构。 (2)提出了延长粗轧阶段的道次间隔时间并降低终轧温度的热轧工艺路线,改善了超纯Cr17铁素体不锈钢冷轧退火板的成形性能。 单道次压缩实验表明超纯Cr17铁素体不锈钢易于发生动态回复,不能发生动态再结晶。并且,变形温度越高,回复速率越快。双道次压缩实验表明道次间静态再结晶软化率随着保温时间的延长、保温温度的升高而增大。热轧实验表明延长粗轧阶段的道次间隔时间并降低终轧温度是抑制动态回复、促进静态再结晶的有效手段。有助于细化、均匀化热轧及退火组织,弱化热轧板及退火板的a纤维织构、强化γ纤维织构。有助于弱化冷轧板的α纤维织构、加快织构强点沿α取向线下移、提高γ纤维织构的相对强度。有助于强化冷轧退火板的丫纤维再结晶织构、降低偏离{111}121组分的程度、细化组织、减少晶粒簇的数量,使冷轧退火板的成形性能大为改善。 (3)研究了超纯Cr17铁素体不锈钢热轧板退火过程的组织演变规律及织构形成机制,揭示了热轧后退火对组织、织构演变和成形性能的影响。 热轧板退火时的再结晶过程明显分为三个阶段,即缓慢的形核阶段、迅速的晶粒长大阶段、缓慢的结束阶段。热轧板退火时,形核主要发生在晶界附近,极少发生在晶内。001//ND晶粒主要通过原位再结晶方式形核,也可通过随机形核方式形核,111//ND晶粒则完全通过原位再结晶方式形核,其它取向的晶粒主要通过随机形核方式形核。退火后期,{001}110、{115}110变形带主要依靠附近再结晶晶粒的生长而消失。它们的存在是导致再结晶结束阶段非常缓慢的主要原因。由于热轧后退火能显著弱化热轧板的α纤维织构,提高Y纤维织构的相对强度,显著降低织构梯度,提高各取向晶粒分布的均匀性。所以,热轧后退火有助于降低冷轧退火板γ纤维再结晶织构的厚度梯度,降低偏离{111}121组分的程度,细化并减少晶粒簇,提高各取向晶粒分布的均匀性,从而改善薄板的成形性能。因此,对热轧板进行再结晶退火是必要的。但是,退火温度不宜过高,否则,冷轧退火板的γ纤维再结晶织构减弱,成形性能恶化。 (4)阐明了常规生产流程条件下超纯Cr17铁素体不锈钢冷轧织构的演变路径,论证了γ纤维再结晶织构的形成机制是取向形核机制而非前人所述的选择生长机制,揭示了它不均匀且偏离{111}121组分的原因。 冷轧过程中,织构的演变路径为:{001}110→{114}110→{223}110。冷轧板退火时的再结晶过程明显分为两个阶段,即迅速的形核及长大阶段、缓慢的结束阶段。EBSD分析表明,Y纤维再结晶织构是通过取向形核机制形成的。111//ND晶粒优先在晶界和晶内剪切带处形核。∑13b重位点阵晶界的存在为大量的{111)112晶核的形成提供了条件,进而导致了不均匀的、{111)112组分明显占优的γ纤维织构。γ纤维织构明显偏离{111}121组分则归因于冷轧织构的主要组分偏离{111}110组分一定角度。因此,常规生产流程条件下,γ纤维再结晶织构这种不均匀且偏离{111}121组分的特征并不能彻底消除。随着冷轧板退火温度的升高,丫纤维再结晶织构逐渐增强,薄板的r值逐渐增大。但是,为了防止“橘皮”缺陷的产生,退火温度应低于1000℃,平均晶粒尺寸应小于40μm。 本论文的部分研究成果已经通过某企业专家组的验收,并成功用于铌、钛双稳定化超纯Cr17及其它超纯铁素体不锈钢的开发和工业生产。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 徐增华;金属耐蚀材料 第四讲 铁素体不锈钢[J];腐蚀与防护;2001年04期
2 程莲萍,雍岐龙,张国亮;磷酸料浆泵叶轮用新型铁素体不锈钢的研制[J];昆明理工大学学报(理工版);2002年02期
3 苟淑云;铁素体不锈钢的微观结构和组织的变化与皱纹缺陷的关系[J];钢铁钒钛;2002年02期
4 李荣;汽车用耐热铁素体不锈钢[J];上海金属;2004年04期
5 邹德宁,张威,张寿禄,白晋钢,林企增,憨勇;抗菌处理对含铜铁素体不锈钢组织和性能的影响[J];铸造技术;2005年11期
6 李晓波;;国内铁素体不锈钢的最新发展[J];铸造设备研究;2006年04期
7 游香米;姜周华;李花兵;申明辉;曹阳;;超纯铁素体不锈钢的开发与应用现状[J];中国冶金;2006年11期
8 高晓军;杨燕妮;;浅谈“吸铁石”吸得住的铁素体不锈钢[J];中国科技信息;2006年24期
9 温军国;郑弃非;涂思京;赵云豪;李德富;;热处理对铁素体不锈钢组织和性能的影响[J];稀有金属;2006年S1期
10 常锷;毛惠刚;李伯平;;特种软质铁素体不锈钢的研制[J];上海金属;2007年03期
11 朱朝明;田劲松;毛惠刚;才筝;;铁素体不锈钢晶间腐蚀试验方法的探讨[J];材料保护;2008年10期
12 杨瑞成;孟威;舒俊;胡天雷;;铁素体不锈钢热轧板材的拉伸行为和断裂特征[J];兰州理工大学学报;2008年06期
13 王龙妹;朱桂兰;徐军;戚国平;朱京希;陈德香;;稀土在430铁素体不锈钢中的作用及机理研究[J];稀土;2008年01期
14 余存烨;胡憔本;;超铁素体不锈钢的进展与展望[J];石油化工腐蚀与防护;2008年04期
15 翟瑞银;郑宏光;何慎;戚国平;沈继程;;439铁素体不锈钢的研制[J];宝钢技术;2009年01期
16 郑宏光;翟瑞银;何慎;沈继程;袁敏;;中高铬铁素体不锈钢表面辊痕形成机理及控制[J];宝钢技术;2009年02期
17 丁茹;王伯健;王成;白鹤;;铁素体不锈钢的开发研究[J];钢铁研究学报;2009年10期
18 周灿旭;师红旗;陈育贵;丁毅;;430铁素体不锈钢铸件脆性分析[J];热加工工艺;2009年20期
19 江来珠;史国敏;楼定波;;宝钢铁素体不锈钢产品的开发[J];宝钢技术;2010年02期
20 谭威;季根顺;张建斌;;409L铁素体不锈钢的高温拉伸行为和形变组织研究[J];中国铸造装备与技术;2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李伯平;王晓琴;杨元庆;张丽;;经济危机下我国拓展铁素体不锈钢的前景研究[A];第七届(2009)中国钢铁年会论文集(下)[C];2009年
2 张鑫;孙全社;杜伟;;超纯430铁素体不锈钢组织和性能的研究[A];第七届(2009)中国钢铁年会大会论文集(中)[C];2009年
3 ;太钢400系铁素体不锈钢的最新发展[A];2006年中国金属学会特殊钢分会理事会暨特殊钢技术研讨会论文集[C];2006年
4 王龙妹;戚国平;徐军;朱京希;徐飚;;稀土对430铁素体不锈钢性能的影响研究[A];2007中国钢铁年会论文集[C];2007年
5 孙胜英;袁书强;周根树;柴东朗;;稀土对低铬铁素体不锈钢组织与力学性能的影响[A];第九次全国热处理大会论文集(二)[C];2007年
6 施晓芳;成国光;赵沛;;钛改善430铁素体不锈钢凝固组织的研究[A];2010年全国冶金物理化学学术会议专辑(上册)[C];2010年
7 闫瑞霞;杜翠薇;李晓刚;程学群;;电解液浓度对低铬铁素体不锈钢的电化学动电位再活化行为的影响[A];2010年全国腐蚀电化学及测试方法学术会议摘要集[C];2010年
8 陈兆平;徐迎铁;公茂涛;田月美;;镁处理对钛稳定化超纯铁素体不锈钢等轴晶形成的影响[A];第十七届(2013年)全国炼钢学术会议论文集(A卷)[C];2013年
9 徐军;戚国平;朱京希;徐飚;张恺;王龙妹;;稀土对430铁素体不锈钢凝固组织和薄板成型性能的影响[A];2006年全国冶金物理化学学术会议论文集[C];2006年
10 戚国平;葛强;徐飚;朱京希;徐军;张恺;王龙妹;;稀土元素对430铁素体不锈钢冲击韧性的影响[A];2006年全国冶金物理化学学术会议论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 舒俊;汽车排气系统用铁素体不锈钢耐蚀性能和成形性能的研究[D];上海交通大学;2013年
2 王超;409L铁素体不锈钢凝固组织的细晶均匀化及其机制研究[D];上海交通大学;2011年
3 刘海涛;Cr17铁素体不锈钢的组织、织构及成形性能研究[D];东北大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 靳随城;含铜铁素体不锈钢的微观组织研究[D];东北大学 ;2009年
2 程莲萍;磷化工设备用铁素体不锈钢的组织、性能研究[D];昆明理工大学;2002年
3 钟卫;磷化工用新型铁素体不锈钢的研制及应用研究[D];昆明理工大学;2004年
4 顾玥;445M铁素体不锈钢的性能研究[D];昆明理工大学;2011年
5 李振;汽车排气系统用铁素体不锈钢力学性能和耐腐蚀性能研究[D];东北大学;2010年
6 周璟;铁素体不锈钢热变形行为研究[D];兰州理工大学;2009年
7 冯海波;430铁素体不锈钢中稀土作用机理的研究[D];东北大学;2008年
8 杜伟;铌钛复合超纯430铁素体不锈钢的工艺研究[D];东北大学;2008年
9 舒俊;铁素体不锈钢热轧态组织特征及其对性能影响研究[D];兰州理工大学;2009年
10 王丽娟;铁质分离设备筛选盒铁素体不锈钢焊接结构、工艺及性能研究[D];华南理工大学;2013年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 荣惠康;汽车需求推动了铁素体不锈钢的发展[N];中国冶金报;2004年
2 记者 苏勇 通讯员 王永建;太钢召开400系铁素体不锈钢推介会[N];中国冶金报;2005年
3 本报特约记者 刘翠珍;大力推广铁素体不锈钢[N];世界金属导报;2004年
4 记者 罗忠河;中国推广铁素体不锈钢时机已趋成熟[N];中国冶金报;2006年
5 记者 罗忠河;宝钢铁素体不锈钢比例今年有望超过30%[N];中国冶金报;2006年
6 本报记者 罗忠河;我国推广铁素体不锈钢空间有多大?[N];中国冶金报;2006年
7 胡皓;推广铁素体不锈钢应上升至战略行为[N];中国冶金报;2006年
8 侯豁然;发展铁素体不锈钢 提高产品国产化率[N];世界金属导报;2006年
9 记者 王磊;宝钢铁素体不锈钢销得好[N];中国冶金报;2007年
10 ;铁素体不锈钢应用领域愈加广阔[N];世界金属导报;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978