特種耐蝕奧氏體合金S31254高溫?zé)崴苄约把趸瘎恿W(xué)研究.pdf

1、現(xiàn)代能源化工行業(yè)面臨著腐蝕性越來越強(qiáng)的生產(chǎn)環(huán)境，普通的奧氏體不銹鋼已經(jīng)不能滿足當(dāng)前的需要，而抗腐蝕性能和高溫氧化性能好的鎳基合金、鈦及鈦合金價格昂貴。高M(jìn)o超級奧氏體不銹鋼適用于非氧化性酸環(huán)境中，對氯化溶液和其他鹵化物溶液具備很好的抗腐蝕能力，能廣泛應(yīng)用于海洋平臺、化工及紙漿漂白過程中的設(shè)備，是能源化工用耐蝕合金發(fā)展的重要方向。
　　 但是，特種耐蝕超級奧氏體合金S31254在熱加工時存在諸多問題，如擠壓管坯熱加工時的鍛造表面裂

2、紋、內(nèi)裂紋和內(nèi)部縮孔等，導(dǎo)致熱擠壓管生產(chǎn)的綜合成材率很低，嚴(yán)重制約著S31254合金的生產(chǎn)。因此，開展特種耐蝕超級奧氏體合金S31254熱塑性和高溫氧化性能的實驗研究，指導(dǎo)S31254合金高溫?zé)徨懺旃に嚰夹g(shù)和熱擠壓工藝技術(shù)，對S31254合金熱擠壓管的生產(chǎn)至關(guān)重要。對后續(xù)其它耐蝕合金的生產(chǎn)也具有非常重要的指導(dǎo)意義。
　　 本文系統(tǒng)地研究了特種耐蝕合金S31254的高溫?zé)崴苄裕捎脙煞N熱拉伸工藝，通過不同變形溫度下S31254合金

3、高溫拉伸的應(yīng)力應(yīng)變曲線，分析峰值應(yīng)力、峰值應(yīng)變、抗拉強(qiáng)度和斷面收縮率隨變形溫度的變化規(guī)律。通過金相顯微鏡和掃描電鏡研究變形溫度對S31254合金斷口組織的影響規(guī)律，并討論其原因。
　　 兩種工藝制度下S31254的熱塑性均隨著變形溫度的升高先增加后下降。高溫均勻化處理后S31254在1100～1200℃范圍內(nèi)熱塑性較好，斷面收拾率達(dá)到80％左右。未高溫均勻化處理的S31254合金在1100～1140℃范圍內(nèi)熱塑性較好，斷面收縮率

4、達(dá)到70％以上。在最佳熱塑性區(qū)間，S31254合金高溫拉伸后的斷口處縱切面上均存在小的點狀和大的團(tuán)狀兩種析出物。很明顯地，高溫均勻化處理提高了特種耐蝕合金S31254高溫拉伸變形時的斷面收縮率，改善了其熱加工時的熱塑性，同時擴(kuò)大了特種耐蝕合金S31254的高溫?zé)崴苄苑€(wěn)定區(qū)間，有利于熱加工過程的控制。
　　 本文也系統(tǒng)地研究了特種耐蝕合金S31254的高溫氧化性能，采用連續(xù)稱重法測得了S31254合金在不同溫度下的高溫氧化動力學(xué)曲

5、線，并分析其高溫氧化規(guī)律。利用掃描電鏡和EDX方法研究高溫氧化后S31254合金表面氧化膜的SEM形貌和能譜成分，并利用XRD對不同溫度高溫氧化后試樣的氧化層進(jìn)行物相分析，確定其物相構(gòu)成。結(jié)果顯示在低于1100℃時，S31254具有很好的高溫抗氧化性能，加熱氧化后表面覆蓋著均勻致密的氧化膜，氧化物顆粒細(xì)小。氧化溫度為1000℃時氧化深度最小，較低溫度和較高溫度都易產(chǎn)生較大的氧化，造成較大的氧化損失，對特種耐蝕超級奧氏體合金S31254的

6、生產(chǎn)造成較大的影響。討論了氧化膜的形成機(jī)制及其影響因素，并提出提高S31254合金抗氧化性能的方法。
　　 在實驗結(jié)果的指導(dǎo)下，根據(jù)S31254合金的高溫?zé)崴苄院透邷匮趸阅埽{(diào)整擠壓管坯的鍛造工藝參數(shù)，極大地改善了S31254合金擠壓管坯的鍛造質(zhì)量，減少了因鍛造缺陷報廢而造成的物料損失，大大地提高了鍛造后材料的總收得率;同時有效地減少了鍛打火次，縮短了生產(chǎn)周期，有效地降低了生產(chǎn)成本，對特種耐蝕合金S31254擠壓管坯的鍛造生產(chǎn)