温度热处理工艺论文提纲

论文题目：真空热轧316L/14Cr1MoR不锈钢复合板界面组织及力学性能研究

摘要：随着现代化工业的不断发展,我国的大型容器的服役环境愈加严苛,其使用寿命急剧缩短,这就对容器钢在耐蚀性和应用性能等方面提出了更高的要求。不锈钢复合板因其同时兼具基材碳钢高结构强度和复材不锈钢高耐蚀性的优点,有望取代传统单一的容器钢,逐步成为最有发展潜力的新型材料。真空热轧复合法具有绿色、环保、高效等优点,已成为目前使用最为广泛的复合板制备技术之一。本文选择14Cr1Mo R低合金容器钢作为基材和316L超低碳奥氏体不锈钢作为复材,采用真空热轧工艺制备出了316L/14Cr1Mo R不锈钢复合板。通过金相（OM）、扫描（SEM）、透射电镜（TEM）等显微组织表征方法以及剪切、拉伸、冲击等力学性能测试手段,研究了轧制工艺（轧制温度、压下率）和热处理工艺对不锈钢复合板界面显微组织与力学性能的影响,并优化出了最佳的热处理和热轧工艺窗口。为研究轧制工艺对不锈钢复合板界面组织及力学性能的影响,在Gleeble-3500热模拟系统上模拟了轧制复合过程。通过控制轧制工艺参数获得了不同轧制温度和轧制压下率的真空热压复合样品,并对复合后的样品进行了组织和性能的表征。实验结果表明:随着轧制温度和压下率的增加,界面夹杂物的数量和尺寸显著降低,界面结合程度逐渐增强,剪切强度显著增加。当热轧温度为1200℃且轧制压下率为70%时,复合样品的剪切性能最高,此时轧制工艺最佳。此外,复合样品经内、外弯曲180°后,界面均无开裂现象,弯曲性能满足应用要求。在最佳的轧制工艺下,采用真空对称组坯和真空电子束焊技术制备出了真空热轧复合板。将轧制后的复合板进行了系列温度的热处理实验（600℃、700℃、800℃、900℃和1000℃）,并对热处理的复合板进行了组织和性能的表征。研究结果表明:随着热处理温度的升高,脱碳层和渗碳层的宽度先升高后降低,剪切强度和极限抗拉强度先降低后升高。当热处理温度为800℃时,脱碳层和渗碳层的宽度达到最宽,剪切强度和抗拉强度达到最低值,分别为390 MPa和645 MPa,较宽的脱碳层和渗碳层是剪切和拉伸性能恶化的主要因素。900℃和1000℃时,碳化物开始固溶,脱碳层和渗碳层宽度逐渐减小,剪切性能和横向拉伸性能得以改善。基材侧的冲击断裂行为以解理脆性断裂为主,当热处理温度为600℃和700℃时,冲击断口上基材的扇形解离平面的面积较小且局部含有小韧窝,断裂模式为由解理断裂转变为混合断裂,冲击性能较好。但过高的热处理温度又将导致晶粒粗化,冲击功反而较低。综上所述,热处理温度应介于600℃～700℃之间。

关键词：轧制工艺;热处理;脱碳层;渗碳层;界面组织;力学性能

学科专业：材料学

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 不锈钢复合板研究现状

1.2.1 国内不锈钢复合板研究现状

1.2.2 国外不锈钢复合板研究现状

1.3 不锈钢复合板生产技术

1.3.1 爆炸复合法

1.3.2 轧制复合法

1.3.3 爆炸-轧制复合法

1.3.4 电磁连铸法

1.3.5 真空热轧法

1.4 不锈钢复合板界面结合机制及显微组织

1.4.1 双金属复合板界面结合机制

1.4.2 不锈钢复合板界面显微组织

1.5 本文研究目的、意义及主要内容

1.5.1 研究目的及意义

1.5.2 研究主要内容

第2章 实验材料及方法

2.1 实验材料

2.2 实验方法

2.2.1 实验样品制备

2.2.2 显微组织形貌表征

2.2.3 力学性能测试

第3章 轧制工艺对真空热轧不锈钢复合板界面组织及力学性能的影响

3.1 引言

3.2 轧制温度对不锈钢复合板组织和性能的影响

3.2.1 不同轧制温度的不锈钢复合板界面显微组织

3.2.2 不同轧制温度对不锈钢复合板界面元素扩散的影响

3.2.3 不同轧制温度对不锈钢复合板剪切性能的影响

3.2.4 不同轧制温度的不锈钢复合板弯曲性能的影响

3.3 轧制压下率对不锈钢复合板组织和性能的影响

3.3.1 不同轧制压下率的不锈钢复合板界面显微组织

3.3.2 不同轧制压下率对不锈钢复合板界面元素扩散的影响

3.3.3 不同轧制压下率对不锈钢复合板剪切性能的影响

3.3.4 不同轧制压下率的不锈钢复合板弯曲性能的影响

3.4 本章小结

第4章 热处理工艺对真空热轧不锈钢复合板界面组织及力学性能的影响

4.1 引言

4.2 不同热处理工艺对界面显微组织的影响

4.2.1 基材侧金相组织

4.2.2 复材侧金相组织

4.3 不同热处理工艺对界面元素扩散的影响

4.4 不同热处理工艺对复材碳化物析出的影响

4.4.1 复材碳化物的显微组织

4.4.2 复材碳化物的XRD分析

4.4.3 复材碳化物的TEM观察

4.4.4 复材碳化物的EBSD分析

4.5 不同热处理工艺对不锈钢复合板剪切性能的影响

4.5.1 不同热处理工艺复合板剪切强度

4.5.2 不同热处理工艺复合板剪切断口形貌观察

4.6 热处理工艺对复合板拉伸性能的影响

4.6.1 不同热处理工艺复合板横向拉伸性能

4.6.2 不同热处理工艺复合板横向拉伸断口扫描形貌观察

4.7 热处理工艺对复合板冲击性能的影响

4.7.1 不同热处理工艺复合板冲击性能

4.7.2 不同热处理工艺复合板冲击断口扫描形貌观察

4.8 本章小结

结论

参考文献

致谢