● 摘要
本篇论文以0Cr21Ni6Mn9N不锈钢管材为研究对象,尝试通过不同程度的冷拔加工,固溶和时效工艺使其获得优良的综合性能,为永久式管接头材料的应用提供参考。通过金相显微分析、X射线衍射分析、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉伸试验和电化学试验来分析0Cr21Ni6Mn9N不锈钢管材不同处理状态的组织结构、力学性能和腐蚀性能。
0Cr21Ni6Mn9N不锈钢管材基体为均匀的奥氏体结构,在受到不同程度和不同加工速率的冷拔变形后,其材料内部的微观组织结构和力学性能有所不同。分析表明,晶粒沿着冷拉拔方向拉长出现择优取向,随着冷拔变形量的增加晶粒变细,管材的力学性能增加,且当冷拔变形量和变形速率足够大时,晶粒变形发生孪生现象出现孪晶。
0Cr21Ni6Mn9N不锈钢管材在发生固溶处理后,择优取向的晶粒分布逐步被等轴晶粒所取代,与冷拔态的晶粒相比晶粒大小变大。0Cr21Ni6Mn9N不锈钢管材在800℃时效处理12h时,开始在晶界出现连续点状分布的沉淀第二相Cr2N,随着时效时间的延长晶界处分布的第二相开始向晶粒内部生长并最终呈现出菊花状的横条状。固溶处理后0Cr21Ni6Mn9N不锈钢管材的强度降低但延伸率有所增加,再经过了时效处理后材料的强度逐渐降低,但在时效时间达到24h后开始有所增加,在整个时效处理过程中材料的塑性逐渐降低,强度与塑性的变化规律与第二相Cr2N的性质、分布和形貌有着密切关系。将时效处理12h的0Cr21Ni6Mn9N不锈钢管材经过二次固溶处理,利用第二相在晶界的钉扎阻止晶粒的长大作用,让材料的强度再次得到提升,塑性也有所改善。
电化学研究0Cr21Ni6Mn9N不锈钢管材的腐蚀性能表明,管材在经过时效处理后由于第二相Cr2N的形成使得材料的抗腐蚀性能大大降低,冷拔处理态和二次固溶处理态的耐腐蚀性能明显优异与时效处理态的性能。
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