高錳低鎳鋼熱疲勞性能試驗研究

1.46萬字 31頁 原創(chuàng)作品，獨家提交，已通過查重系統(tǒng)


摘要：由于鎳資源較少，價格昂貴，錳可增加奧氏體的穩(wěn)定性，氮不僅可穩(wěn)定奧氏體，而且可顯著提高鋼的強度。溫度的變化會使材料產(chǎn)生熱疲勞損傷，熱疲勞性能是在循環(huán)溫度下工作的機械設(shè)備的一項重要的性能，它關(guān)系到了工業(yè)生產(chǎn)以及日常交通的安全。本文設(shè)計了兩種含氮節(jié)鎳不銹鋼，一種是H1，另一種是H2。測試了兩種試驗鋼常溫拉伸與沖擊性能，研究了在20-500℃與20-700℃下進行熱疲勞試驗后裂紋的萌生與發(fā)展以及組織發(fā)生的變化，討論了試驗鋼切割口粗糙度對試驗鋼熱疲勞裂紋萌生和擴展的影響。
將試驗鋼種進行固溶處理后，進行了常溫下的拉伸試驗以及室溫沖擊試驗的測試，試驗結(jié)果表明，兩種鋼的抗拉強度與沖擊吸收功分別達到870MPa、840MPa和240J、275.5J，具有良好的常溫力學(xué)性能。
分別采用線切割以及拉刀處理的方式制得V型缺口的熱疲勞試樣，對試驗鋼在500℃與700℃的上限溫度下進行熱疲勞試驗，觀測了裂紋萌生與擴展情況，分析了切割口的粗糙度對裂紋萌生的影響。結(jié)果表明：由于應(yīng)力集中，熱疲勞裂紋首先會萌生于V型缺口處，晶界也會成為裂紋源；試驗鋼裂紋的擴展速度基本為先緩慢增長，再是迅速提高，接著平緩增長，隨后試驗鋼的高溫性能又會明顯下降，裂紋又會急劇擴展；疲勞裂紋主要是沿晶擴展。當(dāng)熱應(yīng)力無法通過晶界釋放時，裂紋會選擇穿晶擴展；試驗鋼的裂紋擴展與表面粗糙度相關(guān)，缺口表面粗糙度越大，越容易誘發(fā)裂紋產(chǎn)生。
試驗鋼的組織穩(wěn)定，在試驗溫度下未發(fā)生組織轉(zhuǎn)變。

關(guān)鍵詞：低鎳奧氏體不銹鋼；熱疲勞性能；缺口粗糙度