中文字幕一级黄色A级片|免费特级毛片。性欧美日本|偷拍亚洲欧美1级片|成人黄色中文小说网|A级片视频在线观看|老司机网址在线观看|免费一级无码激情黄所|欧美三级片区精品网站999|日韩av超碰日本青青草成人|一区二区亚洲AV婷婷

      本文對(duì)SP2215奧氏體耐熱鋼分別進(jìn)行室溫壓縮(變形量10%~50%)、拉伸(變形量10%~40%)和彎曲(彎曲角度20°~180°)變形試驗(yàn)，研究了室溫變形后的顯微組織、顯微硬度和強(qiáng)度。結(jié)果表明：SP2215鋼在室溫變形過程中不發(fā)生馬氏體相變，具有較高的奧氏體組織穩(wěn)定性，位錯(cuò)滑移始終參與變形；室溫變形可大幅度提高SP2215鋼的加工硬化程度，從而提高抗拉強(qiáng)度和硬度，并成倍提高其屈服強(qiáng)度。

 

1 試樣制備與試驗(yàn)方法

 

     試驗(yàn)材料為SP2215鋼管，規(guī)格為?50.8mm×9.53mm，適用標(biāo)準(zhǔn)為T/CISA 006—2019《電站鍋爐用新型奧氏體耐熱鋼無縫鋼管》。使用直讀光譜儀測(cè)定的化學(xué)成分滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。在鋼管上取樣，經(jīng)磨拋，用FeCl3鹽酸水溶液腐蝕后，使用光學(xué)顯微鏡觀察顯微組織。由圖1可見，SP2215鋼管組織為典型奧氏體組織，平直的孿晶界清晰可見，晶內(nèi)有第二相析出。

 

 

     分別按照GB/T 7314—2005，GB/T 232—2010，GB/T 228.1—2010，在鋼管上沿軸向線切割出壓縮、彎曲和拉伸試樣。壓縮試樣為圓柱形，直徑為9.6mm，高度為9.6mm；彎曲試樣為全壁厚試樣，長(zhǎng)度為200mm，寬度為22mm；拉伸試樣尺寸見圖2，也是全壁厚試樣，平行段長(zhǎng)度為80mm，寬度為15mm。

 

 

      使用電子萬能試驗(yàn)機(jī)在室溫下分別進(jìn)行壓縮、拉伸和彎曲變形試驗(yàn)。壓縮變形量分別為10%，20%，30%，40%，50%，下壓速度為1mm·min-1；拉伸變形量分別為10%，20%，30%，40%，拉伸速度為1mm·min-1；彎曲試驗(yàn)時(shí)的彎曲角度分別為20°，40°，60°，80°，100°，120°，140°，160°，180°，彎曲速率為10 (°)·min-1。以上3種試驗(yàn)的最大變形量均接近于材料在對(duì)應(yīng)試驗(yàn)條件下發(fā)生破壞的最大變形量。沿變形方向從中間將變形后的試樣剖開，在剖面上取樣進(jìn)行組織和性能檢測(cè)。使用X射線衍射儀(XRD)進(jìn)行物相分析。金相試樣經(jīng)磨拋，用FeCl3鹽酸水溶液腐蝕后，在光學(xué)顯微鏡上觀察顯微組織。采用顯微硬度計(jì)進(jìn)行硬度測(cè)試。使用電子萬能試驗(yàn)機(jī)對(duì)拉伸變形10%~40%的試樣再次進(jìn)行拉伸試驗(yàn)以測(cè)定其強(qiáng)度指標(biāo)。

 

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

 

2.1室溫變形后的物相組成

 

 

     由圖3可以看出，在3種變形方式下達(dá)到最大變形量時(shí)SP2215鋼的XRD譜中均只出現(xiàn)了γ-Fe的衍射峰，未出現(xiàn)α-Fe的衍射峰，表明SP2215鋼在室溫變形過程中不會(huì)產(chǎn)生形變誘導(dǎo)馬氏體。由奧氏體鋼相變臨界點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得到SP2215奧氏體耐熱鋼的馬氏體相變臨界點(diǎn)溫度為-347.502℃，可見室溫下變形達(dá)不到馬氏體相變的熱力學(xué)條件。但是，在室溫變形過程中有可能會(huì)發(fā)生形變誘導(dǎo)馬氏體相變，其影響因素包括恰當(dāng)?shù)淖冃瘟?、低的層錯(cuò)能以及鎳當(dāng)量處于誘發(fā)馬氏體相變的范圍。

 

      SP2215奧氏體耐熱鋼的室溫層錯(cuò)能和鎳當(dāng)量計(jì)算公式分別為

 

 

     由式(1)和式(2)計(jì)算得到SP2215奧氏體耐熱鋼的室溫層錯(cuò)能為61.47MJ·m-2，達(dá)到試驗(yàn)設(shè)置的最大變形量時(shí)鎳當(dāng)量為28.01%?？梢娫撲撌覝貙渝e(cuò)能較高，組織穩(wěn)定性好，能抑制馬氏體相變；鎳當(dāng)量也高于室溫誘發(fā)馬氏體相變的范圍(20.5%~25.5%)。綜上可知，SP2215鋼的奧氏體組織穩(wěn)定性高，室溫變形不會(huì)形成形變誘導(dǎo)馬氏體。

 

2.2室溫變形后的顯微組織

 

 

     由圖4可以看出：室溫下經(jīng)20%變形量壓縮變形后，SP2215鋼的顯微組織與未變形顯微組織(見圖1)相同，為典型奧氏體組織，孿晶界平直，晶內(nèi)有第二相析出；當(dāng)變形量增至30%時(shí)，少量晶粒內(nèi)部出現(xiàn)滑移帶，呈現(xiàn)直線形的單滑移和波浪形的多滑移特征；當(dāng)變形量增加至40%時(shí)，晶粒拉長(zhǎng)，大部分晶粒出現(xiàn)滑移現(xiàn)象；當(dāng)變形量達(dá)到50%時(shí)，晶粒拉長(zhǎng)變形嚴(yán)重，幾乎所有晶粒都出現(xiàn)滑移現(xiàn)象。

 

 

     由圖5可以看出：室溫下經(jīng)10%變形量拉伸變形后，SP2215鋼的顯微組織相比于未變形組織變化不明顯；當(dāng)變形量增至20%時(shí)，極少量晶粒內(nèi)部出現(xiàn)滑移帶，呈直線形的單滑移形貌；當(dāng)變形量達(dá)到30%，40%時(shí)，大部分晶粒都出現(xiàn)滑移現(xiàn)象，并以交滑移為主。

 

 

       由圖6可以看出：室溫下經(jīng)20°彎曲變形后，SP2215鋼的顯微組織相比于未變形組織變化不大；當(dāng)彎曲角度達(dá)到40°時(shí)，晶粒內(nèi)部出現(xiàn)滑移帶，呈現(xiàn)直線形的單滑移和波浪形的多滑移特征；當(dāng)彎曲角度達(dá)到100°~180°時(shí)，SP2215鋼的塑性變形以多滑移和交滑移為主。

 

      綜上：SP2215鋼在室溫變形過程中主要發(fā)生位錯(cuò)滑移。當(dāng)變形量較小時(shí)，位錯(cuò)滑移以單滑移為主，個(gè)別晶粒內(nèi)部發(fā)生變形，滑移由晶界向晶粒內(nèi)部延伸；在變形量較大時(shí)，參與變形的晶粒數(shù)量急劇增多，滑移貫穿整個(gè)晶粒，出現(xiàn)相交的滑移線，交滑移也逐漸貫穿整個(gè)晶粒，滑移線穿過相鄰晶粒。因此，可以通過位錯(cuò)-位錯(cuò)、位錯(cuò)-層錯(cuò)等之間的交互作用阻礙位錯(cuò)滑移，從而提高SP2215鋼的強(qiáng)度。

 

2.3室溫變形后的顯微硬度

 

 

     由圖7可知：SP2215鋼的顯微硬度隨著變形量的增加先快速增大，在壓縮和拉伸變形量達(dá)到20%或彎曲角度達(dá)到60°時(shí)到達(dá)拐點(diǎn)，顯微硬度隨變形量增大的速度變緩。SP2215鋼顯微硬度隨變形量的變化規(guī)律與王俊北研究得到的316LN奧氏體不銹鋼的變形規(guī)律一致。拐點(diǎn)的出現(xiàn)與室溫下變形達(dá)到某一量后位錯(cuò)密度的下降有關(guān)。較大變形量下鋼中發(fā)生交滑移，導(dǎo)致加工硬化效果變?nèi)?，硬度增加變緩。在相同變形量下，壓縮變形后SP2215鋼的硬度明顯高于拉伸變形后。

 

2.4不同變形量拉伸變形后的拉伸性能

 

 

     由圖8可以看出：SP2215鋼的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度均隨著變形量的增加而增大，當(dāng)變形量達(dá)到30%時(shí)，屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度幾乎相等；斷后伸長(zhǎng)率隨著變形量的增大逐漸減小。SP2215鋼經(jīng)室溫拉

 

伸變形后的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和斷后伸長(zhǎng)率隨變形量的變化規(guī)律與304奧氏體不銹鋼和316LN奧氏體不銹鋼相似。

 

     材料開始屈服后，繼續(xù)變形將產(chǎn)生加工硬化；加工硬化程度可由加工硬化指數(shù)進(jìn)行表征，其計(jì)算公式為

 

 

     將K和不同變形量拉伸變形SP2215鋼的屈服強(qiáng)度代入式(3)，計(jì)算得到不同變形量下的加工硬化指數(shù)，繪制變形量和加工硬化指數(shù)的關(guān)系曲線。由圖9可知，隨著變形量的增加，SP2215鋼的加工硬化指數(shù)增大，說明加工硬化程度增強(qiáng)。這應(yīng)是由于位錯(cuò)塞積對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻礙作用增強(qiáng)而導(dǎo)致的。

 

     綜上，隨著變形量的增大，SP2215鋼的加工硬化加劇，因此斷后伸長(zhǎng)率下降,屈服強(qiáng)度急劇升高。形變硬化是提高材料強(qiáng)度的重要方法，未變形SP2215奧氏體耐熱鋼的屈服強(qiáng)度不高，通過室溫變形可以實(shí)現(xiàn)屈服強(qiáng)度的成倍提升。

 

3 結(jié) 論

 

     (1) SP2215奧氏體耐熱鋼的奧氏體組織穩(wěn)定性高，在室溫變形過程中無形變誘導(dǎo)馬氏體產(chǎn)生；不同變形量變形后，晶粒中出現(xiàn)滑移帶，并且隨著變形量的增加，滑移帶出現(xiàn)多種形態(tài)并且數(shù)量變多，說明SP2215奧氏體耐熱鋼中位錯(cuò)滑移始終參與變形。

 

     (2) 隨著變形量的增加，SP2215鋼的顯微硬度先快速增大后增速變緩，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度增大，斷后伸長(zhǎng)率減?。划?dāng)拉伸變形量達(dá)到30%時(shí)，屈服強(qiáng)度增大至與抗拉強(qiáng)度幾乎相等。

 

      (3) 變形SP2215鋼的加工硬化指數(shù)隨變形量的增加而增大，這導(dǎo)致強(qiáng)度的增加和斷后伸長(zhǎng)率的減小；室溫變形可以提高其抗拉強(qiáng)度，成倍提高其屈服強(qiáng)度。

 

引用本文：

 

宋利.新型SP2215奧氏體耐熱鋼的室溫變形行為[J].機(jī)械工程材料，2022，46（7）：64-69，75.