304不銹鋼

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304不銹鋼管內表面納米化及其微觀機理研究

來源:至德鋼業 日期:2020-11-11 00:45:02 人氣:658

 浙江至德鋼業有限公司基于304不銹鋼管在工業中的廣泛應用和內表面改性需求,開發新的表面塑性變形方法,在304不銹鋼管內表面制備納米結構表層,并選擇具有廣泛工業應用背景的低層錯能材料AISI 304不銹鋼作為對象,定量計算變形工藝參數,詳細表征微觀結構并評價表面性能,現得到如下結論:


 1. 發展了一種304不銹鋼管內表面納米表層的制備技術——管件內表面碾磨(PISG)。利用三個呈120°分布的硬質合金球以點接觸,高速剪切樣品表面,引入高速表面塑性變形。通過孿晶偏轉,獲得PISG變形工藝參數:1道次表面剪切應變達到了12以上,應變速率達到了10 4~10 5 s-1,應變梯度則達到了0.98μm-1左右,變形工藝參數均隨深度增加呈指數降低。


 2.實現了304不銹鋼管內表面納米化。4道次PISG處理后,304不銹鋼管內表面產生了厚度約800μm的梯度硬化層,表層硬化至基體的兩倍以上。距表層100μm的區域,形成單相奧氏體組織,晶粒尺寸小于100 nm;深度減小至30μm時,形成平均寬度約80 nm的板條組織;表層平均晶粒尺寸約為20 nm以下。


 3. 建立了304不銹鋼管的結構演化至納米尺度的一般過程。隨著變形增加,304不銹鋼管的結構演化歷經四個階段:位錯滑移主導的變形:應變較低時,位錯滑移被限制在{111}面上,形成平面型位錯列,不同方向的位錯列互相交割,形成位錯網絡;變形孿晶主導的變形:應變較高時,產生單系和多系孿晶,孿晶互相交叉,將晶粒分割成塊,同時,導致馬氏體相變,形變誘導的馬氏體與奧氏體滿足經典的K-S取向關系;剪切帶主導的變形:更高的應變,孿晶局部剪切產生剪切帶,剪切帶導致孿晶變形彎曲和取向關系的改變,隨后剪切帶內部出現孿晶亞結構的產生和再消失,以及層片組織的形成;納米晶的形成:剪切帶內發生退孿生,形成寬度約為80 nm的板條組織,逐漸被內部產生的位錯界面(小角晶界)分割,形成約為20 nm的等軸狀納米晶。


本文標簽:304不銹鋼管 

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