高錳低鎳鋼熱疲勞性能試驗(yàn)研究

1.46萬(wàn)字 31頁(yè) 原創(chuàng)作品，獨(dú)家提交，已通過(guò)查重系統(tǒng)


摘要：由于鎳資源較少，價(jià)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(qiáng)度。溫度的變化會(huì)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(jī)械設(shè)備的一項(xiàng)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(jì)了兩種含氮節(jié)鎳不銹鋼，一種是H1，另一種是H2。測(cè)試了兩種試驗(yàn)鋼常溫拉伸與沖擊性能，研究了在20-500℃與20-700℃下進(jìn)行熱疲勞試驗(yàn)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(yàn)鋼切割口粗糙度對(duì)試驗(yàn)鋼熱疲勞裂紋萌生和擴(kuò)展的影響。
將試驗(yàn)鋼種進(jìn)行固溶處理后，進(jìn)行了常溫下的拉伸試驗(yàn)以及室溫沖擊試驗(yàn)的測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果表明，兩種鋼的抗拉強(qiáng)度與沖擊吸收功分別達(dá)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(duì)試驗(yàn)鋼在500℃與700℃的上限溫度下進(jìn)行熱疲勞試驗(yàn)，觀測(cè)了裂紋萌生與擴(kuò)展情況，分析了切割口的粗糙度對(duì)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(huì)萌生于V型缺口處，晶界也會(huì)成為裂紋源；試驗(yàn)鋼裂紋的擴(kuò)展速度基本為先緩慢增長(zhǎng)，再是迅速提高，接著平緩增長(zhǎng)，隨后試驗(yàn)鋼的高溫性能又會(huì)明顯下降，裂紋又會(huì)急劇擴(kuò)展；疲勞裂紋主要是沿晶擴(kuò)展。當(dāng)熱應(yīng)力無(wú)法通過(guò)晶界釋放時(shí)，裂紋會(huì)選擇穿晶擴(kuò)展；試驗(yàn)鋼的裂紋擴(kuò)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(yàn)鋼的組織穩(wěn)定，在試驗(yàn)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