收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高氮35CrMoV钢的制备和研究

周灿栋  
【摘要】:近年来对高氮钢的研究如火如荼。高氮钢的种类也已经不仅仅限于奥氏体不锈钢、高速钢,有向一般钢种扩展的趋势。与此同时高氮钢的制备手段越来越多,技术也越来越成熟。尽管如此,由于受冶炼工艺和投资的限制,高氮钢还没有得到广泛应用,高氮钢的潜力至今还不可能完全认识。为探索我国高氮钢走向大规模生产的可能性,本论文通过粉末包套和粉末爆炸成型-烧结-锻压技术进行了高氮35CrMoV钢的制备。对铁及铁合金中氮溶解反应进行了阐述和分析,说明了制备高氮钢过程中出现的问题。对所制高氮钢的组织和性能进行了分析。最后还运用统计热力学方法对αFe-N体系进行了分析。 本论文中采用粉末包套锻压-热处理的技术路线研制出了性能优于相应低氮钢的高氮钢材料。所研制的35CrMoV钢含氮量为0.1 wt%,在高氮钢定义的范围内。其密度可达7.8g/cm~3。采用粉末爆炸成型-烧结法制备的35CrMoV钢最终含氮量为0.15 wt%。由于仅作了初步探索,烧结试样的密度仅为6.9 g/cm~3。试样横截面中心存在裂纹,所以没有进行锻压,但其边缘的绝大多部分区域里的显微组织很致密,因此采用爆炸成型方法制备高氮钢的方法是可望成功的。 经退火热处理后,高氮35CrMoV钢试样的拉伸延伸率达到13%以上。经淬火回火热处理后,在室温拉伸过程中发生韧性断裂的高氮35CrMoV钢,其拉伸强度可超出低氮35CrMoV钢的标准力学性能达30%,而且拉伸延伸率没有下降,抗回火 2001年上海大学博士学位论文 软化稳定性温度也提高了。在高温拉伸试验中,与低氮 35CrMoV钢的高温力学性能标准相比,高氮钢在600℃时的性 能与低氮钢在500℃时的性能相当。随着温度的升高,材料的 强度下降,而延伸率则增加。 氮使钢强韧性提高的原因表现在:钢中强氮化物形成元素 Cr、V与氮形成弥散分布的高熔点且难溶的细小碳氮化物,阻 碍了加热过程中奥氏体晶粒的长大,也使得奥氏体的分解产物 很细。同时在变形过程中这些细小碳氮化物又起钉扎位错的作 用。由锻造态、退火态、淬火态和淬火一回火态的组织分析可 知,高氮钢的组织明显比低氮钢细得多。氮的加人提高了奥氏 体的稳定性。高氮钢淬火组织中除了大量细板条马氏体外,还 有少量贝氏体、M一A组织及孪晶马氏体出现。与低氮钢显微 组织相比较,高氮钢650一670℃回火后析出的碳化物细小,且 碳化物的析出没有方向性。同时还存在更细小的沉淀粒子。 用爆炸成型一烧结工艺制备的高氮35CrMov钢试样组织 特点是:珠光体中平行分布的片状渗碳体都很细;除了渗碳体 外,还有(c r,Mo)试C,N殆沉淀相粒子存在,它们有的呈圆形, 有的呈针状,有的有序分布并与位错线相交;试样中仍保留了 较高的位错密度。 不论铁处于何种状态(铁素体、奥氏体还是液态),氮在 其中的溶解性能都遵循Sieverts定律。氮在铁合金中的溶解度 受合金元素的种类和含量、温度。压力及各种综合因素的影响。 钢粉末用氨气渗氮的效率和经济性远优于用氮气渗氮,本 文从理论上说明了这一点并且通过热力学分析指出,所制备的 高氮35CrMoV钢中氮主要以Cr(C,N),V(C,N)两种碳氮化物 形式存在。 高氮35CrMoV钢的制备和研究 借助统计热力学方法和正规溶液模型法估计了在aFe一N体 系中氮原子与其周围最近邻氮原子之间的相互作用。两种方法 估计的N一N相互作用都为排斥力,且随温度变化而变化。本 文估计了不同温度下EN_Fe、EFe-*等参数。氮的加人改变了铁 晶体的晶格参数,使铁原子与铁原子之间的键能发生了改变。 氮在a-Fe晶体的晶格中的分布接近于随机。 Monte Carlo模拟计算结果表明在很大的氮逸度范围内, a一Fe晶体中固溶氮浓度都遵循Sieverts定律。该逸度范围比面 心立方结构的Fe一N体系中大得多;由模拟计算结果还可知, 在固体渗氮过程中,若要使合金含有同样浓度的固溶氮,渗氮 温度较低时应保持较高的氮分压。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 祝雅芬;赵晗;;X射线衍射定量相分析的统计热力学估计[J];物理测试;1992年06期
2 云志,包宗宏,史美仁,时钧;关于立方型状态方程的若干评述和讨论[J];南京化工大学学报(自然科学版);1998年03期
3 郭志华,张常群;多原子分子振动的统计热力学MCAI课件[J];计算机与应用化学;2002年06期
4 洪晓钟;顾芳;巴信武;;超支化高分子的理论研究进展[J];河北大学学报(自然科学版);2008年03期
5 韦统师,张永明;统计热力学的计算机辅助计算教学[J];大学化学;1989年04期
6 张洪林;董玉林;;精细红外光谱与气体反应的平衡常数[J];曲阜师范大学学报(自然科学版);1992年04期
7 王温泉,周贻茹,邓华;Ag/AgCu复合基Bi-2223多芯超导带材的研究[J];稀有金属;2000年06期
8 甘卫平,陈招科,杨伏良;真空包套热挤压高硅铝合金粉末材料的研究[J];稀有金属与硬质合金;2004年03期
9 吴浩青;物理化学的前沿[J];自然杂志;1983年03期
10 李春喜,李志宝,李以圭,陆九芳,宋红燕;纯液体表面张力的统计热力学模型[J];化工学报;1996年03期
11 王正道;王温泉;;Bi系2223高温超导带材力学性质[J];低温工程;2006年01期
12 汤建华 ,侯虞钧;由统计热力学导出新的汽液平衡关联式[J];浙江大学学报(工学版);1987年03期
13 董静,王雪琳,奚正揩;二元气固吸附系综统计的研究[J];山东建材学院学报;1994年04期
14 翁峥强;等静压成形技术和应用[J];现代制造;1997年05期
15 宾胜武;;介绍几种刷镀包套[J];电镀与精饰;1985年03期
16 周锷尤,吴美英,孙越,吴艺雄,赵永刚,胡素辉;Ag包套BiSrCaCu_2O_x超导带材Jc性能的改善[J];低温与超导;1990年01期
17 刘咏,黄伯云,周科朝,贺跃辉,韦伟峰;TiAl基合金包套锻造工艺[J];中国有色金属学报;2000年S1期
18 郭志华,张常群;多原子分子统计热力学MCAI课件——多原子分子的内旋转[J];计算机与应用化学;2001年Z1期
19 刘彩华;孙得志;曾涑源;;想象在物理化学教学和学习中的重要作用[J];绍兴文理学院学报(自然科学);2010年02期
20 刘国杰,胡宇军;纯物质汽液平衡的统计热力学研究[J];化学物理学报;1995年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 汪文川;曹达鹏;蓝建慧;;多尺度方法研究纳微多孔材料吸附捕集二氧化碳从量子力学到统计热力学[A];中国化学会第十五届全国化学热力学和热分析学术会议论文摘要[C];2010年
2 张远骏;;热等静压设备结构特点及应用工艺[A];2002年电子陶瓷及其在真空电子行业中应用技术交流会论文集[C];2002年
3 姜春海;Yoo Jaimoo;乔桂文;;初始粉铅含量对Bi系银包套带材中相转化、微观结构及电流传输性能的影响[A];2002年材料科学与工程新进展(上)——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年
4 焦善庆;江光佐;杨本立;;三次维里型对比状态方程及维里系数[A];数学·力学·物理学·高新技术研究进展——2002(9)卷——中国数学力学物理学高新技术交叉研究会第9届学术研讨会论文集[C];2002年
5 汪海英;胡明;夏蒙棼;柯孚久;白以龙;;分子/集团统计热力学方法[A];2006年全国固体力学青年学者研讨会论文摘要文集[C];2006年
6 邵贝羚;刘安生;周贻茹;叶斌;曾荣;;银包套BPSCCO高温超导带材中的位错研究[A];第七次全国电子显微学会议论文摘要集[C];1993年
7 陈明耀;务森;魏立;陈重;陈晓;张宁;朱晓明;;食管胃腹侧吻合加胃旋转包套抗反流术治疗食管胃交界部癌[A];中国第九届全国食管癌学术会议论文集[C];2009年
8 邱里;孙越;张宏;任聪;丁世英;;加电流速度对高T_C带材I_C的影响[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年
9 张立斌;海锦涛;;超塑性金属基复合材料制造方法的研究[A];中国科学技术协会首届青年学术年会论文集(工科分册·上册)[C];1992年
10 林好转;郭灵;;高温合金热挤压过程的数值模拟和分析[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周灿栋;高氮35CrMoV钢的制备和研究[D];上海大学;2001年
2 王波波;静态球对称时空的反作用、统计热力学及其de Broglie-Bohm量子化[D];北京师范大学;2001年
3 马永革;广义相对论的拓展[D];北京师范大学;1999年
4 朱志艳;金等离子体平均电荷分布的第一原理方法和DTO的势能函数与分子反应动力学[D];四川大学;2004年
5 杜艳迎;粉末激光快速成形与等静压复合过程工艺与数值模拟研究[D];华中科技大学;2011年
6 刘文彪;用brick-wall方法计算黑洞熵及其相关问题的研究[D];北京师范大学;2000年
7 李达人;W-Cu粉末热挤压致密工艺及塑性变形研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
8 王基维;难加工材料热等静压近净成形工艺基础及零件性能研究[D];华中科技大学;2012年
9 张俊红;TiAl基合金的组织超塑性研究[D];中南大学;2003年
10 郭丽娜;非广延统计中的气体热容及双参数广义统计[D];天津大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曲兵兵;不锈钢粉末热等静压成形模拟与包套制造工艺研究[D];华中科技大学;2009年
2 何禹坤;基于激光熔化成形同质包套的热等静压近净成形试验研究[D];华中科技大学;2012年
3 宋振龙;包套结构有限元分析及管理系统建立[D];大连理工大学;2013年
4 侯志强;热等静压近净成形的模拟研究及实验验证[D];华中科技大学;2011年
5 李文俊;《统计热力学》MCAI课件的研制[D];北京化工大学;2000年
6 刘云红;乳液表面张力的统计学和统计热力学预测[D];吉林大学;2006年
7 黄华元;食管粘膜、胃粘膜吻合加胃斜形包套术治疗贲门癌及其抗反流功能的临床研究[D];山西医科大学;2003年
8 费谷仁;手机包套用ABS/PMMA材料制备及叠层注塑技术研究[D];山东大学;2013年
9 李秀明;非广延统计力学中自引力系统的稳定性分析[D];天津大学;2008年
10 陈英;铁基金属粉末激光烧结与等静压复合成形技术研究[D];华中科技大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 任学佑;核工业领域中不可缺少的稀有金属(中)[N];中国有色金属报;2007年
2 郑春蕾;皇马走了,留给了我们什么[N];中国工业报;2003年
3 冯京芳;买好装备去旅游[N];中国旅游报;2001年
4 特约记者张杰;一四二团福利厂逆势发展促增长[N];石河子日报(汉);2009年
5 任学佑;核工业领域中不可缺少的稀有金属(下)[N];中国有色金属报;2007年
6 王雅 李可 韩晓民;享受服务是追求[N];人民邮电;2004年
7 ;藏式家居的摆设与装饰[N];西藏日报;2004年
8 施萌;爆炸压实粉末材料平面装置[N];中国有色金属报;2002年
9 本报通讯员 陈竹 本报记者 曹继军;科研报祖国,毕生一教鞭[N];光明日报;2010年
10 马文;顾勇;与时俱进加速实现超导技术产业化[N];中国有色金属报;2003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