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文檔簡介
1、1Cr15Ni4Mo3N鋼屬于半奧氏體沉淀硬化不銹鋼,具有高塑性和良好的加工性能,該鋼在航空領(lǐng)域正被廣泛應(yīng)用,主要用作螺栓、起落架接頭等受力部位。在實(shí)際應(yīng)用中由于工藝不合理,導(dǎo)致在儲(chǔ)存過程中發(fā)生嚴(yán)重的應(yīng)力腐蝕失效行為,險(xiǎn)些造成重大經(jīng)濟(jì)損失。
本文通過熱力學(xué)計(jì)算得到了該鋼不同溫度下相組成和碳化物溶解度曲線,計(jì)算得到該鋼的Ms和Mf點(diǎn)。利用上述結(jié)果,設(shè)計(jì)了1Cr15Ni4Mo3N鋼熱處理工藝,研究了不同熱處理狀態(tài)下組織及其演化規(guī)律
2、,測試不同熱處理狀態(tài)下的應(yīng)力腐蝕性能,揭示熱處理工藝對(duì)應(yīng)力腐蝕性能的影響規(guī)律。
1Cr15Ni4Mo3N鋼四級(jí)預(yù)退火后仍保持馬氏體和部分奧氏體狀態(tài),馬氏體局部出現(xiàn)回復(fù)現(xiàn)象。固溶處理后為馬氏體組織加8.69%的奧氏體,大部分第二相在固溶過程中溶入基體,存在典型的位錯(cuò)和位錯(cuò)網(wǎng)亞結(jié)構(gòu)。深冷處理后主要為馬氏體,奧氏體含量在5%以下,同時(shí)馬氏體板條中存在孿晶亞結(jié)構(gòu)和大量的位錯(cuò)。250℃回火后仍然保持馬氏體板條形態(tài),位錯(cuò)密度有所降低,析出
3、相呈棒狀或橢圓型,彌散分布在板條內(nèi)部或板條界。350℃回火后呈現(xiàn)板條狀,但板條界不明銳,大量的析出相粒子呈圓形或不規(guī)則形狀分布在板條內(nèi)或呈鏈狀分布在板條界。450℃回火后組織仍然為板條組織,但板條界變得更模糊,板條界扭曲。350℃,回火2h具有較高的強(qiáng)度、塑性配合。
1Cr15Ni4Mo3N鋼裂紋擴(kuò)展速率和應(yīng)力場強(qiáng)度因子的關(guān)系分為兩階段:第一階段,裂紋擴(kuò)展速率隨應(yīng)力場強(qiáng)度因子的增加而增加,裂紋擴(kuò)展主要由應(yīng)力場強(qiáng)度因子決定;在第
4、二階段,裂紋擴(kuò)展速率與應(yīng)力場強(qiáng)度因子基本無關(guān),控制裂紋擴(kuò)展的因素是電化學(xué)因素。深冷狀態(tài)試樣第二階段呈現(xiàn)兩平臺(tái)的形狀,中間存在一個(gè)裂紋擴(kuò)展速率下降的區(qū)域。
不同熱處理狀態(tài)具有不同的應(yīng)力腐蝕抗力。鍛造狀態(tài)應(yīng)力腐蝕臨界強(qiáng)度場因子87.05MPa.m1/2,深冷狀態(tài)應(yīng)力腐蝕臨界強(qiáng)度場因子為40.05MPa.m1/2,固溶態(tài)介于二者之間,為80.75MPa.m1/2。隨回火溫度升高,應(yīng)力腐蝕抗力升高。應(yīng)力腐蝕斷口呈現(xiàn)沿晶和穿晶脆性斷裂特
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