2012年攻读硕士学位研究生招生专业目录(学术型)

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1、综述1．研究背景与意义不锈钢作为现代工业中的一种重要材料，已有一百多年的历史。不锈钢的发明是世界冶金史上的重大成就，不锈钢的发展为现代工业的发展和科技进步奠定了重要的物质技术基础。回顾近几年国内外不锈钢的发展，以及对未来不锈钢发展趋势的预测161，可以发现当今不锈钢已经朝功能性和特殊性方向发展，尤其是在高氮节镍方面的发展．因为不锈钢具有高强度，可焊接性，抗腐蚀性，易加工性和表面光泽性等许多优异性能，在航空、化工、能源等方面得到广泛的应用，市场上已出现了超级不锈钢和功能性不锈钢。目前，应用最广的板带生产工艺就是连铸．热轧．冷轧工艺。连铸技术引入不锈钢生产

2、以来，得到高速发展，用于不锈钢生产的方坯和板坯连铸机已达77台套，用于板、带生产的坯料，除特殊厚度和宽度之外，全部采用连铸方式生产，连铸比在95％以上。连铸中存在的缺陷主要有：表面凹陷、裂纹、夹渣等，通过提高钢水纯净度、控制浇铸温度、合理选择保护渣、调整结晶器振动与液面控制，提高铸坯的质量。热轧过程主要包括加热工艺、粗轧工艺、精轧工艺和卷取工艺，除此之外，还包括退火机组、机械化精整线等，对不锈钢板完成喷丸、流射沸腾冷却、矫直等，轧制过程中易出现边损、轧裂、起皮等缺陷。诸如酒钢、宝钢等国内大型不锈钢厂在不锈钢板的热轧过程中，都不同程度地出现了一些不容忽视

3、的问题：热轧过程中出现的边损、轧裂、起皮等缺陷，这些问题的存在对产品的成品率、生产率和经济效益产生了明显的不良影响(见图1．1，图1．2)。据统计，在连铸生产中裂纹是铸坯的一种主要缺陷，铸坯各类缺陷中有50％为裂纹缺陷。不锈钢铸坯中存在裂纹，会严重影响到铸坯的后续加工以及最终产品的质量，甚至造成废品。而后续的热轧钢卷产生的边损、边裂、起皮等缺陷也是由于轧材的变形抗力和高温组织对高温塑性产生了较大的影响。所以针对以上问题分析不锈钢高温组织与高温力学性能就显得尤为重要。合理制定热加工工艺参数对于保证不锈钢热轧板材的质量、组织和性能都具有重要意义。通常的热加

4、工参数主要包括预加热温度、始锻温度与终锻温度、变形量以及变形速率等。鉴于不锈钢热加工工艺参数的确定相对复杂，目前大都还仅停留在经验性或者定性分析的水平，本文系统研究热加工工艺参数对奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的组织与性能的影响规律，并对其热加工过程进行定量描述，以期为奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢实际生产工艺的制定及优化提供参考，为铸轧工艺的制定提供基础数据。2．不锈钢的分类不锈钢是目前世界上应用最广泛的材料之一，不锈钢不会产生腐蚀、点蚀、锈蚀或磨损。不锈钢还是建筑用金属材料中强度最高的材料之一。由于不锈钢具有良好的耐腐蚀性，所以它能使结构部件永久地保持工程

5、设计的完整性。含铬不锈钢还集机械强度和高延伸性于一身，易于部件的加工制造，可满足建筑师和结构设计人员的需要。不锈钢常按组织状态分为：马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢等。另外，可按成分分为：铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等。奥氏体不锈钢是不锈钢家族中最重要的一类，由于其耐蚀性，良好的常温和低温塑韧性、易成型性和良好的可焊性而广泛应用于各工业领域和日常消费领域。奥氏体不锈钢在高温时产生的铁素体，称之为高温δ铁素体，是不锈钢奥氏体(γ)和液相(L)之间的过渡相，在加热到1300℃以上涉及γ→δ，γ→δ+L，δ→L相变，其形态，体积分数、分布直接影响到随后冷却

6、过程中δ→γ，固态相变，并且最终决定了不锈钢的室温组织。铁素体不锈钢是指含铬质量分数在10．5～30％，碳质量分数≤O。20％，使用状态下组织以铁素体为主的不锈钢，具有成本低、导热系数高、线膨胀系数小等优点；得益于超低碳氮冶炼和连铸关键技术的进步，铁素体不锈钢的纯净度得到提高，其焊接性能及成型性能等方面的缺点得到显著改善。铁素体不锈钢高温加热时，有碳化物和氮化物析出，碳化物主要有(Cr，Fe)23C6，(Cr，Fe)7C3，氮化物主要类型为CrN，Cr2N，它们的存在有害于钢的耐蚀性、韧性、增加缺口敏感性。马氏体不锈钢是一类可以通过热处理对其性能进行调

7、整的不锈钢，此类钢具有较高硬度。马氏体不锈钢在淬火状态下具有体心四方晶体结构，铬．镍马氏体不锈钢中，在正常化学成分和适宜热处理条件下，基体为板条状马氏体。双相不锈钢的研究始于20世纪30年代，由于它综合了铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的性能特点，具有优异的耐腐蚀性、良好的可焊性及综合力学性能，在20世纪80年代就已经成为与铁素体型、奥氏体型和马氏体型不锈钢相并列的一类钢种。沉淀硬化(PH)不锈钢是通过热处理析出微细的金属间化合物和某些少量碳化物以产生沉淀硬化，而获得高强度和一定耐蚀性相结合的高强不锈钢，它兼有铬镍奥氏体不锈钢耐蚀性好和马氏体铬钢强度高的优点

8、。为了挖掘不锈钢的潜能，找出与其他元素之间最佳配合，研究人员对不锈钢材料的研究也在不断的深入，