Mn對節Ni型雙相不鏽鋼熱變形及耐蝕性的影響機制研究

《Mn對節Ni型雙相不鏽鋼熱變形及耐蝕性的影響機制研究》是依託昆明理工大學，由楊銀輝擔任項目負責人的地區科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：Mn對節Ni型雙相不鏽鋼熱變形及耐蝕性的影響機制研究
• 項目類別：地區科學基金項目
• 項目負責人：楊銀輝
• 依託單位：昆明理工大學

項目摘要

節Ni型雙相不鏽鋼以Mn代Ni穩定奧氏體相，具有良好套用前景，提高熱加工性能是擴大其套用領域的關鍵。雙相不鏽鋼兩相層錯能差異增加了熱變形不穩定性，Mn對Ni穩定奧氏體的不同作用將影響其熱變形行為。且Mn含量變化影響兩相成分分布、奧氏體層錯能變化，所導致熱變形兩相體積分數、晶界數量和位錯分布變化將影響耐蝕性。對工程用高低Cr含量節Ni型雙相不鏽鋼，本項目擬對其熱變形行為及耐蝕性的Mn影響機制進行研究。研究Mn含量變化對熱壓縮和高溫拉伸變形行為、組織演變和兩相體積分數比例的影響；探討Mn含量變化對熱變形過程動態再結晶動力學和單道次熱壓縮熱力學的影響機理；分析Mn含量變化對高溫拉伸塑性和力學性能的影響；研究Mn含量變化對熱變形點蝕、晶間腐蝕和應力腐蝕的影響規律和機理，並建立相應的腐蝕物理模型。為節Ni型雙相不鏽鋼熱加工過程組織調控最佳化提供科學判據，以提高熱加工性能，為其研製和套用提供理論基礎。

結題摘要

稀缺資源Ni價格遠高於Mn，鋼鐵生產中增N困難，Mn能有效取代部分Ni穩定奧氏體相，且能提高N在鋼中固溶度。雙相不鏽鋼兩相結構不同導致其熱加工時變形差異大，故Mn相對Ni穩定奧氏體能力不同影響其熱變形行為。為提高以Mn代Ni節約型雙相不鏽鋼的熱加工性能，擴大其工程套用領域，針對23%Cr和18%Cr高低Cr系列節Ni型雙相不鏽鋼，在不同熱變形參數條件下採用物理模擬的方法研究了Mn含量對其熱壓縮和高溫拉伸熱行為影響機制。獲得了Mn含量對800-1150℃/0.01-10s-1變形條件下熱壓縮流變曲線軟化特徵的影響規律，發現相對2304商業鋼，增加Mn能促進23%Cr實驗鋼在50%變形量變形的較低變形速率和溫度的動態再結晶軟化，且變形量由50%增至70%促進了18%Cr較高Mn含量實驗鋼流變再結晶軟化效果。獲得了Mn含量變化對兩相熱變形組織的影響規律，發現較高Mn添加在熱壓縮變形過程中能有效穩定奧氏體相，熱變形晶粒細化以奧氏體相再結晶為主，但大變形量有利於鐵素體相在較低溫度發生動態再結晶。探討了Mn含量對單道次熱壓縮熱力學影響過程和機理，擬合得到實驗鋼的熱變形方程和激活能，且變形量增加明顯降低了10.3%中Mn含量23%Cr實驗鋼激活能；相對高Ni鋼種，Mn含量增加使節Ni鋼的Z參數值降低，且熱加工圖表明較高Mn添加有利於提高大變形時的加工穩定性。探討了Mn含量對熱壓縮變形再結晶動力學影響機理，50%變形量變形時，0.1和1s-1變形時Mn增加明顯減小了23%Cr實驗鋼較低變形溫度時的臨界應變，並一定程度降低初始加工硬化率。獲得了Mn含量對高溫拉伸力學性能和組織演變影響規律和機理，發現高Mn添加有效提高23%Cr實驗鋼550℃塑性與變形過程中位錯胞組織演變有關，且Mn增加能有效提高18%Cr實驗鋼的熱塑性和抗拉強度。實驗鋼耐點蝕性主要受Mn添加導致的點蝕當量變化和熱壓縮導致的再結晶和硬化程度影響；較低Mn含量範圍耐晶間腐蝕敏感性比較低，高Mn含量添加使晶間腐蝕敏感性略有提高。建立了不同熱變形條件下實驗鋼的電化學阻抗模型。