亚快速凝固AISI 304不锈钢组织与性能研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 马建超 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2008-05-29 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 金属研究所 |
| 导师 | 杨院生 |
| 关键词 | 不锈钢 亚快速凝固 薄带连铸 凝固组织 力学性能 |
| 其他题名 | Research on Microstructure and Properties of Sub-rapidly Solidified AISI 304 Stainless Steel |
| 学位专业 | 材料加工工程 |
| 中文摘要 | 亚快速凝固的冷却速度介于中等速度凝固和快速凝固之间，典型的亚快速凝固的冷却速度为1K/s -1000K/s，凝固组织中二次枝晶间距为50μm-5μm。属于亚快速凝固范畴的凝固技术有薄带连铸、压铸、半固态成形、喷射成型等，其中，薄带连铸作为新一代近终形连铸技术，直接将液态金属加工成金属薄带成品或半成品，具有巨大的工业应用价值。但是对薄带连铸相关的亚快速凝固基础问题研究的不足，限制了其进一步发展。为系统研究钢的亚快速凝固基本规律，解决与薄带连铸亚快速凝固有关的非平衡凝固、溶质组元分布、组织与性能的关系等问题，本文采用定向凝固和薄带铸造装置对AISI 304不锈钢的亚快速凝固开展了研究工作。 AISI 304不锈钢亚快速凝固分为初凝阶段和三相反应阶段，在初凝阶段铁素体直接由熔体中析出；随后凝固进入三相反应阶段，发生L→δ+γ共晶转变，在三相反应阶段末期剩余熔体中直接析出奥氏体。固态转变对AISI 304不锈钢定向凝固室温组织起着重要作用，当冷却速度大于0.67K/s时，凝固过程中形成的δ铁素体逐渐转变为γ奥氏体，室温组织为奥氏体基体与未完全转变的初生铁素体；当冷却速度不大于0.67K/s时，δ铁素体在固态转变过程中发生界面迁移和重组，室温下得到块状α铁素体组织。 在实验室采用水冷铜模铸造制备的亚快速凝固AISI 304不锈钢薄带，其凝固组织与工业双辊连铸薄带相似，由表层到中心分别为胞状组织→柱状铁素体→等轴铁素体组织。当Ni含量增加至9.66％时，薄带外层凝固模式转变为AF模式，凝固组织由表层到中心依次为细小胞状奥氏体→粗大胞状奥氏体→枝晶奥氏体→枝晶铁素体。 与水冷铜模薄带铸造相比，双辊连铸后期存在热轧过程，在柱状晶与等轴晶间过渡区形成了岛状组织，薄带延伸率较高；真空吸铸前期熔体受铜模的冷却而产生较大过冷，其薄带凝固组织主要为等轴晶组织，力学性能较低。 研究了冷却速度和熔体过热对AISI 304不锈钢亚快速凝固组织和偏析的影响，结果表明，随冷却速度增加，铁素体二次枝晶间距减小，残余铁素体含量增加，Cr、Ni元素的微观偏析逐渐减轻；随熔体过热度增加，枝晶间距增加，残余铁素体含量降低。在亚快速凝固薄带中未出现明显的宏观偏析。 研究了AISI 304不锈钢中合金元素含量对薄带凝固组织及性能的影响。Ni含量的降低促使薄带中形成板条状铁素体，残余铁素体含量增加；而Ni元素的增加会引起薄带凝固模式向AF模式转变；无论增加或降低Ni含量均会导致薄带的力学性能和抗点蚀性能降低。在降低Ni至7.26wt.%的基础上添加1.5wt.%的Mn后，板条状铁素体减少，薄带力学性能和抗点蚀性能与原AISI 304不锈钢合金相当。Cr含量的增加会引起铁素体含量及点蚀电位的增加，但增加或降低Cr含量均会降低AISI 304不锈钢薄带的力学性能。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 120 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/17032]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 马建超. 亚快速凝固AISI 304不锈钢组织与性能研究[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2008. |
入库方式： OAI收割
来源：金属研究所
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