影响GNiCr40Al3Ti合金组织和性能因素的研究

发布时间：2017-08-05 16:36

  本文关键词：影响GNiCr40Al3Ti合金组织和性能因素的研究

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【摘要】：GNiCr40A13Ti合金是一种使用于高温高磁场环境下的新型奥氏体无磁轴承材料,经过固溶和时效处理之后其硬度值能达到58HRC的水平,因为其合金含量比较高,其锻造性能较差,添加RE元素后能大大提升其锻造性能,并且能细化合金的晶粒尺寸,电渣重熔技术的使用时对合金的一个实验性质的尝试,通过对材料的组织和性能进行观察后,我们可以得到以下的结论：(1)GNiCr40A13Ti合金进行固溶处理后,其组织为奥氏体基体和a-Cr相粒子组成。发现固溶处理后的固溶硬度主要取决于基体奥氏体晶粒尺寸的大小。通过统计α-Cr的颗粒尺寸,其平均大约为1.5μm～1.6μm。要考虑到基体奥氏体的晶粒尺寸、合金的硬度值以及α-Cr相粒子的数量,我们建议GNiCr40A13Ti合金的固溶处理的热处理温度为1180℃-1220℃,热处理时间为40min-60min。(2)GNiCr40A13Ti合金时效处理后的组织主要为奥氏体基体+α-Cr相+Y'相。奥氏体基体是片层状组织,至于其转变原因暂时还没有深入的研究。进行相分析的结果表明Y'相的体积分数在2%左右,93%的γ'相的颗粒尺寸在6.6nm以下,这在GNi40Cr3Ti合金是极为重要的第二相强化手段。第二相γ'相额外强化得到的强度大约为1200MPa。(3)RE对GNiCr40A13Ti合金有非常明显的有益效果,首先表现在能够大幅度的提高材料的热塑性,从原先的100℃的可锻区间提升到350℃的温度区间,这在锻造过程中可以减少回炉的次数,降低了锻造成本；其次改善了组织的均匀性,相较于没有添加稀土的GNi40A13Ti合金而言,其组织的均匀性腰好了很多,其晶粒尺寸也有一定程度的减少；最后合金的夹杂物也有了一定程度的改善。(4)用电渣重熔技术冶炼的GNi40A13Ti合金在晶粒尺寸上有一定的减少,并且晶粒尺寸的均匀性也有了一定的改善,并且对合金的在固溶和时效后的硬度并没有影响。因为电渣重熔对合金的化学成分有影响,Al含量的减少和Ti含量的增加导致了GNiCr40A13Ti合金的韧性降低。(5)要提高合金时效的后的无缺口冲击韧性,需要提高固溶和时效的温度。
【关键词】：无磁 α-Cr 固溶 时效 γ' RE 电渣重熔技术
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-36
• 1.1 无磁钢发展简介10
• 1.2 无磁钢的分类、生产工艺及性能10-18
• 1.2.1 非不锈的无磁钢11
• 1.2.2 结构件用无磁钢11-15
• 1.2.3 高强度、高硬度无磁钢15-16
• 1.2.4 无磁不锈钢及无磁不锈耐蚀合金16-18
• 1.3 奥氏体无磁钢的发展概况18-20
• 1.4 合金元素在无磁钢的作用20-25
• 1.4.1 锰20-21
• 1.4.2 氮21
• 1.4.3 碳21-22
• 1.4.4 镍22
• 1.4.5 钒22-23
• 1.4.6 铬23-24
• 1.4.7 钼24
• 1.4.8 铝、钛24-25
• 1.5 热处理和塑性变形对奥氏体稳定性的影响25-27
• 1.5.1 热处理工艺对奥氏体稳定性的影响25-27
• 1.5.2 低温对奥氏体稳定性的影响27
• 1.6 奥氏体无磁钢中的强化效应27-35
• 1.6.1 固溶强化27-29
• 1.6.2 第二相强化29-35
• 1.7 本文的研究目的和意义35-36
• 第二章 试验材料和试验方法36-42
• 2.1 实验材料36
• 2.2 试验方法36-41
• 2.2.1 实验用钢的热处理36-37
• 2.2.2 常规力学性能测试实验37-38
• 2.2.3 相分析实验38-39
• 2.2.4 Gleeble热模拟实验39-40
• 2.2.5 金相组织观察分析40-41
• 2.2.6 α-Cr相分析实验41
• 2.3 本章小结41-42
• 第三章 热处理制度的研究42-56
• 3.1 引言42
• 3.2 固溶制度对合金组织和硬度的影响42-46
• 3.3 时效制度对合金组织和硬度的影响46-51
• 3.4 α-Cr相在固溶和时效中的作用51-55
• 3.5 本章小结55-56
• 第四章 RE对GNiCr40AAl3Ti合金的影响56-68
• 4.1 引言56-59
• 4.2 实验材料的准备59
• 4.3 RE对热塑性的影响59-60
• 4.4 RE对合金的夹杂物的影响60-61
• 4.5 RE对合金固溶和的硬度值及晶粒尺寸的影响61-65
• 4.6 RE对合金时效后的影响65-66
• 4.7 本章小结66-68
• 第五章 电渣重熔技术对GNiCr40Al3Ti合金的影响68-74
• 5.1 引言68-69
• 5.2 固溶和时效处理69-71
• 5.3 拉伸和冲击71-73
• 5.4 本章小结73-74
• 第六章 结论74-76
• 致谢76-78
• 参考文献78-82
• 附录82

【引证文献】

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 王建邦;张旭峰;;碳含量对Fe-Mn-Al-C合金相结构与屈服强度的影响[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年

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本文编号：625894