表面双尺度结构对不锈钢的耐磨性能和成形性能的影响

发布时间：2023-05-18 03:04

　　奥氏体不锈钢具有优异的耐蚀性能和成形性能,在工业领域得到了广泛应用。但传统粗晶奥氏体不锈钢的硬度、强度偏低,耐磨损性能较差,这在一定程度上影响了奥氏体不锈钢的使用寿命和实际应用。因此如何在保持良好耐蚀性能和成形性能的基础上提高奥氏体不锈钢的强度和硬度、改善其耐磨损性能,就显得格外重要。鉴于此,本文以304奥氏体不锈钢板为研究对象,首先采用合适的表面喷丸纳米化工艺获得了表面纳米晶不锈钢,然后对表面纳米化不锈钢进行适当温度和时间的退火处理,将喷丸获得的单一纳米晶结构转变为由超细晶和粗晶组成的双尺度结构。利用金相和扫描电镜(SEM)分析了表面细化层结构,利用X射线衍射(XRD)分析了细化层的物相组成,用电子背散射衍射(EBSD)方法表征了退火后单一纳米晶结构向双尺度结构的转变情况,然后利用硬度实验、摩擦磨损实验、拉伸实验、胀形实验、成形极限图实验来分别检测不同状态不锈钢的耐磨性能、力学性能和成形性能,最后利用电化学实验对比研究了各试样的耐腐蚀性能。(1)表面喷丸纳米化工艺。金相观察表明,原始粗晶304奥氏体不锈钢经1050℃-60min固溶处理后,获得组织均匀的奥氏体相,晶粒尺寸约为20?m...

【文章页数】：107 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 不锈钢的表面强化
        1.2.1 不锈钢的表面纳米化
        1.2.2 不锈钢的表面喷丸纳米化
        1.2.3 纳米晶不锈钢的低塑性问题
    1.3 金属材料的摩擦磨损性能
        1.3.1 摩擦磨损的基本概念及影响因素
        1.3.2 磨损失效的危害与防护
        1.3.3 表面纳米化对耐磨性的影响
        1.3.4 摩擦磨损性能的测试与表征
    1.4 金属材料的成形性能
        1.4.1 成形性能的基本概念及影响因素
        1.4.2 成形性能的测试与表征
    1.5 不锈钢的耐蚀性能
        1.5.1 粗晶奥氏体不锈钢的耐蚀性能
        1.5.2 纳米晶不锈钢的耐蚀性能
    1.6 本文的研究意义
第二章 实验方法与设备
    2.1 实验材料
    2.2 实验方案
    2.3 表面喷丸实验
        2.3.1 试样的预处理
        2.3.2 喷丸试样的制备
    2.4 热处理实验
    2.5 微观组织与结构表征
        2.5.1 金相分析
        2.5.2 X射线衍射分析
        2.5.3 SEM分析
        2.5.4 电子背散射分析
    2.6 性能测试
        2.6.1 显微硬度测试
        2.6.2 摩擦磨损性能测试
        2.6.3 成形性能测试
        2.6.4 耐蚀性能测试
第三章 表面双尺度结构的制备及微观组织表征
    3.1 表面纳米晶304不锈钢的喷丸工艺
        3.1.1 不同喷丸参数下不锈钢表面细化层的XRD物相分析
        3.1.2 0.3MPa-6min喷丸试样表面细化层的金相组织
        3.1.3 0.3MPa-6min喷丸试样表面细化层的SEM观察
    3.2 双尺度结构304不锈钢的退火工艺
        3.2.1 退火温度对细化层金相组织的影响
        3.2.2 退火温度对细化层XRD物相的影响
        3.2.3 不锈钢表面双尺度结构的EBSD分析
    3.3 表面双尺度结构的形成机制
    3.4 本章小结
第四章 表面双尺度结构的耐磨性能及成形性能研究
    4.1 表面双尺度结构不锈钢的耐磨性能研究
        4.1.1 维氏硬度测试
        4.1.2 摩擦系数的测定
        4.1.3 磨损量及耐磨性表征
        4.1.4 双尺度结构对磨损性能的影响
    4.2 表面双尺度结构不锈钢的拉伸性能研究
        4.2.1 拉伸实验
        4.2.2 拉伸断口的形貌分析
    4.3 表面双尺度结构不锈钢的成形性能研究
        4.3.1 胀形实验
        4.3.2 成形极限图
        4.3.3 双尺度结构对成形性能的影响
    4.4 本章小结
第五章 表面双尺度结构的耐蚀性能研究
    5.1 开路电位
    5.2 动电位极化曲线
    5.3 电化学阻抗谱
    5.4 本章小结
全文总结
本文创新点及工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号：3818542