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

     15-5PH(05Cr15Ni5Cu4Nb) 不銹鋼是一種馬氏體型沉淀硬化不銹鋼，由于它強度高，縱橫向力學(xué)性能一致性好，熱處理工藝簡單，耐腐蝕，可以用于既要求高強度高韌性、又要求良好耐蝕性環(huán)境中使用的部件制造，現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于航空航天、艦船、兵器和石油機械等行業(yè) 。

     15-5PH不銹鋼的強韌性是通過固溶熱處理后的淬火發(fā)生馬氏體相變，然后進行時效熱處理析出ε-Cu、Ｎb、Ｃ等強化相來獲得。劉振寶等研究了碳含量對15-5PH沉淀硬化不銹鋼板材的組織與性能的影響，結(jié)果顯示碳含量提高，逆轉(zhuǎn)變奧氏體量增多，會降低鋼的強度。高曉婷等研究了15-5PH鋼固溶處理時間對顯微組織的影響，發(fā)現(xiàn)延長固溶保溫時間可減少鐵素體含量。華小珍等研究顯示，固溶溫度的提高會造成Ms點下降，原奧氏體晶粒增大；固溶時間的延長會使Ms點先降后升，同時原奧氏體晶粒變大。仇振安等的研究顯示，15-5PH不銹鋼隨固溶溫度提高，抗拉強度、硬度提高，但塑性和韌性降低。固溶溫度為1040℃左右時，試驗鋼性能達到塑性與韌性的最佳配合。余強等研究顯示，時效溫度升高，保溫時間延長，15-5PH鋼的強度將會降低，而沖擊吸收能量升高。這一過程中，奧氏體體積分?jǐn)?shù)逐漸增加是導(dǎo)致強度下降的主要原因。李偉等研究了熱處理對15-5PH不銹鋼的加工工藝性能的影響，發(fā)現(xiàn)熱處理過程中其尺寸變化率小，適合精密加工。

     另外，華小珍、張秀麗等研究顯示，經(jīng)580℃和620℃時效后15-5PH不銹鋼晶界和板條上有較多Nb的碳化物和富Cr的第二相M23C6析出，并且Cr含量減少，在晶界處產(chǎn)生貧Cr區(qū)，易發(fā)生腐蝕，因此耐蝕性能下降。為提高15-5PH不銹鋼的耐腐蝕性能，進一步降低碳含量（ω(Ｃ)≤0.01％)，減少富Cr的第二相M23C6析出是一種選擇。但碳含量降低將會影響15-5PH不銹鋼的組織與性能的影響，目前尚未見到相關(guān)報道。本文主要研究了固溶熱處理溫度對超低碳（ω(Ｃ)≤0.01％)15-5PH沉淀硬化不銹鋼組織和性能的影響，為其工程化應(yīng)用和相關(guān)熱處理制度制定提供理論基礎(chǔ)。

1、 試驗材料與方法

1.1 試驗材料    

      試驗采用真空感應(yīng)加真空自耗方式冶煉5t的超低碳15-5PH不銹鋼鑄錠，其化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)為0.005C、0.45Si、0.55Mn、0.004S、0.005Ｐ、15.45Cr、5.40Ni、0.46Mo、3.80Cu、0.40Nb。將鑄錠加熱到1200℃進行開坯鍛造，經(jīng)開坯鍛造和軋制，獲得直徑為?45ｍｍ的棒材。經(jīng)退火處理后，使用帶鋸從棒材端部切取縱向試樣段，用于理化性能檢測和分析。

1.2 試驗方法     

      使用線切割在試樣段上切取縱向拉伸試樣、縱向沖擊試樣和橫向金相試樣。上述試樣首先在馬弗爐中分別加熱到975、1000、1025和1050℃保溫1ｈ，保溫結(jié)束后，空冷至室溫。然后在480℃進行時效處理，時效處理保溫時間1ｈ，保溫結(jié)束后，空冷至室溫。按照GB/T 228.1—2021《金屬材料　拉伸試驗　第1部分：室溫試驗方法》和GB/T 229—2020《金屬材料　夏比擺錘沖擊試驗方法》對上述4種不同工藝制度處理的試樣進行室溫拉伸和室溫Ｕ型缺口沖擊測試。使用ZEISS Axio Imager型光學(xué)顯微鏡進行顯微組織分析。使用ZEISS Ultr55掃描電鏡觀察室溫拉伸和室溫沖擊斷口形貌。使用Merlin compact掃描電鏡和Channe5數(shù)據(jù)處理軟件進行EBSD分析。

2、 試驗結(jié)果與分析 

     超低碳15-5PH不銹鋼經(jīng)過975、1000、1025和1050℃固溶處理并進行480℃時效處理后的力學(xué)性能檢測結(jié)果如圖1所示。固溶溫度變化對材料的力學(xué)性能有影響，隨著固溶溫度的升高，材料的塑性和韌性呈明顯下降趨勢，而抗拉強度和屈服強度變化相對較小。從圖1可以看出，固溶溫度從975℃提高到1050℃，超低碳15-5PH不銹鋼的伸長率從14.5%降低到8.5%，斷面收縮率從55%降低到32%，沖擊吸收能量從35.6J降低到6.6J，其抗拉強度和屈服強度分別在1362～1390Mpa 和1275～1287Mpa范圍波動。

      使用掃描電鏡觀察上述4種不同溫度固溶處理后的拉伸試樣斷口形貌，見圖2。4種不同溫度固溶處理后的拉伸試樣均呈現(xiàn)杯錐狀的斷口形貌，斷口中心纖維區(qū)呈圓形，表面比較粗糙，見圖2(ａ~ｄ）。在975℃和1000℃固溶處理后的拉伸試樣能觀察到明顯的頸縮現(xiàn)象（見圖2(ａ，ｂ)）。經(jīng)過1025℃和1050℃固溶處理后的拉伸試樣頸縮現(xiàn)象不明顯（見圖2(ｃ，ｄ））。在975℃和1000℃固溶處理后的拉伸試樣，斷口中心纖維區(qū)可以觀察到大小不同、深淺不一的各種韌窩（見圖2(ｅ，ｆ)）。經(jīng)過1025℃和1050℃固溶處理后的拉伸試樣，斷口中心區(qū)各種韌窩的數(shù)量相對較少，并可以觀察到較為平坦的斷裂平面（見圖2（ｇ，ｈ））。其中1050℃固溶處理試樣上觀察到的平坦斷裂平面的尺寸和占比均高于1025℃固溶處理試樣。

     4種不同溫度固溶處理后的沖擊試樣斷口形貌，見圖3。通過對比可以看出，沖擊斷口上裂紋萌生的纖維區(qū)寬度和形貌有明顯不同。在975℃和1000℃固溶處理后的沖擊試樣都有連續(xù)的平行于試樣加工缺口的條帶狀纖維區(qū)存在，纖維區(qū)條帶寬度分別約為450μm和150μm（見圖3(ａ，ｂ)），纖維區(qū)條帶上可以觀察到密集的小尺寸韌窩（見圖3(ｅ，ｆ)）。經(jīng)過1025℃固溶處理后的沖擊試樣，纖維區(qū)條帶不連續(xù)且寬度不一，約30~100μm，其纖維區(qū)條帶上可以觀察到尺寸相對大而淺的韌窩（見圖3(ｇ)）。經(jīng)過1050℃固溶處理后的沖擊試樣，可以看到斷續(xù)存在的纖維區(qū)數(shù)量少和寬度窄，纖維區(qū)寬度約30 ～60μm，該區(qū)域存在少量淺韌窩，靠近試樣的加工缺口區(qū)域，能觀察到平坦的解理平面（見圖3(ｈ））。     

     對沖擊斷口放射區(qū)的形貌觀察顯示，經(jīng)過不同溫度固溶處理的沖擊斷口形貌起伏變化明顯，該區(qū)域內(nèi)可以觀察到不同尺寸的解理平面。固溶溫度從975℃提高到1050℃，解理平面尺寸和占比顯著增加（見圖3(i～ l)）。

     不同溫度固溶后超低碳15-5PH不銹鋼的顯微組織形貌如圖4所示?？梢钥闯觯嚇拥幕w組織均為低碳板條狀回火馬氏體，這些低碳回火馬氏體以不同方向的板條集合形態(tài)分布于原奧氏體晶粒輪廓內(nèi)，而且晶粒尺寸明顯不同。

      金相法測量分析顯示，固溶溫度從975℃提高到1050℃，超低碳15-5PH不銹鋼的原奧氏體晶粒平均尺寸從27μm長大到150μm（見圖5）。

      利用EBDS 技術(shù)對不同溫度固溶后超低碳15-5PH不銹鋼的組織形貌、平均晶粒尺寸和大小角度晶界進行分析，結(jié)果如圖6所示?？梢钥闯?，試樣中的馬氏體具有多層次亞結(jié)構(gòu)，它們是以不同位向的板條束（具有相同的慣習(xí)面板條集合但取向不同）和板條塊（相似取向的板條集合）形式分布于原奧氏體晶粒輪廓內(nèi)（見圖6（ａ，ｂ））。這些板條束和板條塊等板條馬氏體的亞結(jié)構(gòu)通常被視為與材料韌性密切相關(guān)的“有效晶粒” 。與金相法統(tǒng)計原奧氏體晶粒平均尺寸不同，EBSD 技術(shù)可以通過晶粒取向差，對“有效晶粒”進行尺寸統(tǒng)計分析，其結(jié)果如圖6（ｃ，ｄ）所示，固溶溫度從975℃提高到1050℃，超低碳15-5PH不銹鋼的有效晶粒平均尺寸從8.71μm長大到23.97μm。

     對不同溫度固溶后超低碳15-5PH不銹鋼的晶界特性進行分析顯示，結(jié)果見圖7，經(jīng)過975℃固溶處理的試樣，大角度晶界（θ＞15°）的占比為18.04%，明顯高于1050 ℃固溶處理試樣的10.06%，兩者小角度晶界（θ＜15°）的占比分別為81.96%和89.94%。另外，圖7結(jié)果還顯示，經(jīng)過975℃固溶處理的試樣，重位點陣晶界（CSL 晶界）占比為5.42%，略高于1050℃ 固溶處理試樣的4.58%。

     由上述分析結(jié)果可以看出，在時效處理（482℃ ×1ｈ）相同的前提下，不同溫度（975、1000、1025和1050℃）固溶處理對超低碳15-5PH不銹鋼的晶粒尺寸、晶界特性和韌性影響顯著。其中經(jīng)過975 ℃固溶處理的試樣，晶粒尺寸最小，大角度晶界（HAGB）所占比例多，沖擊性能最好。隨固溶溫度的升高，晶粒尺寸變大，大角度晶界（HAGB）的占比降低，沖擊性能大幅度下降。    

     試樣經(jīng)過1050℃固溶處理后，晶粒尺寸最大，沖擊性能最差。這是因為有效晶粒尺寸減小，單位面積的有效晶粒的界面長度增長，阻礙裂紋擴展的大角度晶界數(shù)量增多，裂紋在擴展過程中會頻繁發(fā)生大角度轉(zhuǎn)折，消耗更多的能量，從而提高鋼的韌性 。從斷口形貌觀察也可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過975℃固溶處理的試樣，纖維區(qū)面積大韌窩多，隨固溶溫度的升高，纖維區(qū)面積變小和寬度變窄，且放射區(qū)的解理平面尺寸和占比顯著增加。

3、 結(jié)論

    （1）在相同時效處理（482℃×1ｈ）條件下，不同溫度固溶熱處理對超低碳15-5PH不銹鋼的塑性和韌性影響顯著。隨著固溶溫度的升高，材料的塑性和韌性呈現(xiàn)明顯下降趨勢。固溶溫度從975 ℃ 提高到1050℃，超低碳15-5PH不銹鋼的伸長率從14.5%降低到8.5%，斷面收縮率從55%降低到32%，沖擊吸收能量從35.6J降低到6.6J，對抗拉強度和屈服強度影響相對較小。其抗拉強度和屈服強度分別在1362～1390MPa、1275~1287MPa范圍波動。

    （2）在時效處理（482℃ ×1ｈ）相同的前提下，不同溫度固溶熱處理對超低碳15-5PH不銹鋼的晶粒尺寸和晶界特性影響顯著，固溶溫度從975℃提高到1050℃，超低碳15-5PH不銹鋼的原奧氏體晶粒平均尺寸從27μm長大到150μm，有效晶粒平均尺寸從8.71μm長大到23.97μm，大角度晶界（HAGB）占比由18.04%下降至10.06%。

    （3）超低碳15-5PH不銹鋼的晶粒度尺寸對強度影響不明顯，但對改善鋼的塑韌性起重要作用。晶粒平均尺寸小，鋼的塑性和沖擊性能好。晶粒平均尺寸大，鋼的塑性和沖擊性能下降顯著。