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高鋁FeCrAl不銹鋼凝固特性及高溫力學性能基礎研究

發(fā)布時間:2020-12-04 03:30
  高鋁FeCrAl不銹鋼具有優(yōu)良的抗高溫氧化性能,在汽車尾氣凈化器金屬載體材料領域有重要的應用價值。在實際生產(chǎn)過程中,高鋁FeCrAl不銹鋼面臨凝固成形調(diào)控困難以及鍛造軋制開裂等問題,嚴重影響產(chǎn)品的成材率而導致生產(chǎn)成本提高。本文圍繞高鋁FeCrAl不銹鋼凝固特性及高溫力學性能開展基礎研究,主要工作和結果從以下幾個方面具體闡述。(1)凝固過程晶體生長研究借助定向凝固實驗方法,并結合晶體生長相關理論,研究高鋁FeCrAl不銹鋼凝固過程晶體生長規(guī)律和機理。結果表明,Al含量一定程度影響晶體間距,通過分析影響晶體間距的主要因素,發(fā)現(xiàn)Al含量對晶體間距的影響主要源于凝固溫度區(qū)間的變化。Al含量對胞晶向枝晶轉(zhuǎn)變過程的臨界凝固速率影響不明顯,但高A1含量明顯降低枝晶向胞晶轉(zhuǎn)變過程的臨界凝固速率。高Al含量減小晶體生長的凝固距離,不利于枝晶穩(wěn)定生長。(2)凝固組織及夾雜物研究基于高鋁FeCrAl不銹鋼凝固組織特征分析,并結合X射線衍射物相測定,研究粗大晶粒成因。結果表明,高A1含量增大晶格常數(shù)并促進固相中的原子擴散和晶粒粗化。高溫物相測定證實凝固過程沒有鐵素體和奧氏體相變,凝固組織缺少晶型轉(zhuǎn)變帶來的晶粒... 

【文章來源】:北京科技大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】:140 頁

【學位級別】:博士

【部分圖文】:

高鋁FeCrAl不銹鋼凝固特性及高溫力學性能基礎研究


圖2-1汽車尾氣凈化器金屬蜂窩載體實物圖??-3?-??

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筆者曾對國產(chǎn)和進口的高鋁FeCrAl不銹鋼箔材產(chǎn)品開展長時間抗高溫??氧化實驗。實驗中,以氧化增重作為衡量抗高溫氧化性能的主要指標;氧化??增重速率越快,試樣抗高溫氧化壽命越短。圖2-2展示進口和國產(chǎn)高鋁FeCrAl??不銹鋼箔材產(chǎn)品500h內(nèi)氧化增重及增重率隨時間的變化,其中Foil-丨為國產(chǎn)??產(chǎn)品,Foil-2為進口產(chǎn)品。實驗結果表明,國產(chǎn)產(chǎn)品高溫氧化增重速率明顯快??于進口產(chǎn)品,失效更快。??130???10??120?:?^9??110?:?a??9〇:?Ft1?7??r8〇:??s7〇:?…禱-??窆?so:?I"?*?4?^??-I?丄-3???30-??;:/?::??〇?Jf.■丨丨丨丨丨丨丨丨?|丨丨__丨f—ny..丨,,,丨,丨丨,丨丨.?〇??0?50?100?1?50?200?2S0?300?350?400?450?S00??時網(wǎng),h??圖2-2進口和國產(chǎn)高鋁FeCrAl不鎊鋼箔材產(chǎn)品增重曲線比較??圖2-3和圖2-4分別展不掃描電子顯微鏡(ScanningElectron?Microscope,??SEM)下國產(chǎn)產(chǎn)品和進口產(chǎn)品表面氧化膜形貌特征。國產(chǎn)產(chǎn)品表面形成的氧??化膜疏松多孔且與基體結合松散,導致氧化膜易脆斷脫落,基體暴露于外界??環(huán)境而被氧化

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圖2-4進口產(chǎn)品氧化表面微觀形貌??2.2高鋁FeCrAl不銹鋼凝固特性研究現(xiàn)狀??隨著材料科學發(fā)展,開發(fā)特殊性能高鋁鋼成為科研工作者關注的熱點課??題之一,如:抗高溫氧化的高鋁FeCrAl鐵素體不銹鋼、兼具高強度和高塑的孿晶誘導塑性(TWinning?Induced?Plasticity,?TWIP)鋼[23,24]等。但在實際冶??


本文編號:2896947

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