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改性纳米SiC粉体强韧化技术在铸造双相不锈钢中的应用与研究

刘长和  
【摘要】: 双相不锈钢(DSS)具有优异的耐腐蚀性和力学性能,是一种真正意义上的高性能结构材料,目前正越来越多地用于化学、石化、造纸和石油等工业。为了进一步提高双相不锈钢的性能及扩大其应用范围,本文结合前期大量的实验研究,将先进的改性纳米SiC粉体强韧化技术应用到铸造双相不锈钢中,成功的制备出改性纳米SiC粉体强化的双相不锈钢材料。 本试验用的纳米SiC粉体预先经过表面改性处理,粒径为20-80nm。采用透射电镜研究了改性纳米SiC粉体的组成和形貌,采用金相检验、布氏硬度检测、拉伸试验、冲击试验、扫描电镜、化学浸泡试验、电化学分析等方法检测了双相不锈钢的晶粒组织、力学性能、断口组织形貌和耐腐蚀性能,并进一步讨论了不同纳米SiC粉体加入量对双相不锈钢的组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响及其作用机理。 研究结果表明:在双相不锈钢中添加改性纳米SiC粉体,能使双相不锈钢得到显著强化,组织细化的同时也更均匀化,力学性能、耐点蚀性能和耐均匀腐蚀性能均得到有效提高。当添加的纳米SiC粉体含量为0.1%时,强化效果最为明显,延伸率和断面收缩率分别提高了3.76%和3.82%,硬度、抗拉强度和冲击韧性分别提高了6.11%、7.18%和13.6%;断口分析结果表明:经强韧化处理后,双相不锈钢断口上的韧窝数量明显增加;极化曲线表明:强化后的双相不锈钢的电极电位提高,当纳米SiC粉体含量为0.1%时,双相不锈钢的电极电位由原来的-0.93提高到-0.85V。 由于SiC微粒进入铸件中能起到核心基底作用,经它为中心形成核心。SiC微粒越细、生核能力越强,增强增韧的效果越明显,因此可将经表面改性的SiC广泛应用在铸造生产中。


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