退火时间对超纯铁素体含铜不锈钢组织与性能的影响.pdf

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1、第４０卷第９期Ｖｏｌ．４０Ｎｏ．９２０１５年９月ＨＥＡＴＴＲＥＡＴＭＥＮＴＯＦＭＥＴＡＬＳＳｅｐｔｅｍｂｅｒ２０１５工艺研究退火时间对超纯铁素体含铜不锈钢组织与性能的影响尹鸿祥，赵爱民，赵征志，周开春，裴伟，闫远（北京科技大学冶金工程研究院，北京１０００８３）摘要：为开发具有抗菌性能的超纯铁素体不锈钢，添加１．４％Ｃｕ于２１％Ｃｒ铁素体不锈钢，研究了退火时间对试验钢组织、抗菌性能以及力学性能的影响。利用光学显微镜和透射电镜等微观分析方法对不同退火工艺试验钢进行了组织结构表征，利用电子背散射衍射测量了试验钢的微观织构，通过拉伸试

2、验机测试了钢的拉伸性能。结果表明，退火时间１ｈ后，抗菌性能超过９９％，屈服强度３４７ＭＰａ，抗拉强度４８８ＭＰａ，伸长率２９．２％。随着退火时间的延长，析出相形貌由球状转变为杆状，尺寸增大，间距减小。试验钢的抗菌性能与铜的存在形式、析出量及形态有关，尺寸为５００ｎｍ左右的杆状铜析出相具有优良的抗菌效果。试验钢退火１ｍｉｎ时，析出相与基体呈半共格关系，强化作用最强。试验钢的第二相的临界转化尺寸为３０ｎｍ。关键词：铁素体不锈钢；铜合金化；抗菌性能；退火时间；析出相中图分类号：ＴＧ１４２．１；ＴＧ１１３．２５文献标志码：Ａ文章编号：

3、０２５４－６０５１（２０１５）０９－０１０９－０５ＥｆｆｅｃｔｓｏｆａｎｎｅａｌｉｎｇｔｉｍｅｏｎｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｕｌｔｒａｐｕｒｉｆｉｅｄｆｅｒｒｉｔｉｃｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｃｏｐｐｅｒＹｉｎＨｏｎｇｘｉａｎｇ，ＺｈａｏＡｉｍｉｎ，ＺｈａｏＺｈｅｎｇｚｈｉ，ＺｈｏｕＫａｉｃｈｕｎ，ＰｅｉＷｅｉ，ＹａｎＹｕａｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉ

4、ｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｔｈｅｕｌｔｒａｐｕｒｉｆｉｅｄｆｅｒｒｉｔｉｃａｎｔｉ－ｂａｃｔｅｒｉａｌｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌ，１．４％Ｃｕｗａｓａｄｄｅｄｉｎ２１％Ｃｒｆｅｒｒｉｔｉｃｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆａｎｎｅａｌｉｎｇｔｉｍｅｏｎｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌｐｒｏｐｅｒｔｙｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｓｔｅｅｌａｆｔｅ

5、ｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｎｎｅａｌｉｎｇｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙｍｅａｎｓｏｆｏｐｔｉｃａｌｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅａｎｄｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ．Ｍｉｃｒｏｔｅｘｔｕｒｅｏｆｔｈｅｓｔｅｅｌｗａｓｍｅａｓｕｒｅｄｂｙｅｌｅｃｔｒｏｎｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄｂｙｔｅｎｓｉｌｅｔｅｓｔｅｒ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌｒａｔｅｏｆｔ

6、ｈｅｓｔｅｅｌａｎｎｅａｌｅｄｆｏｒ１ｈｉｓｍｏｒｅｔｈａｎ９９％，ｔｈｅｙｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈｉｓ３４７ＭＰａ，ｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈｉｓ４８８ＭＰａ，ａｎｄｔｈｅｔｏｔａｌｅｌｏｎｇａｔｉｏｎｉｓ２９．２％．Ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆａｎｎｅａｌｉｎｇｔｉｍｅ，ｔｈｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｔｈｅｓｐｈｅｒｉｃａｌｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｓｃｈａｎｇｅｉｎｔｏｒｏｄ，ｔｈｅｓｉｚｅｉｎｃｒｅａｓｅｓａｎｄｓｐａｃｉｎｇｄｅｃｒｅａｓｅｓ．Ｔｈｅａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｓｔｅ

7、ｅｌａｒｅｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｆｏｒｍ，ａｍｏｕｎｔａｎｄｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｔｈｅｃｏｐｐｅｒｐｈａｃｅｓ．Ｗｈｅｎｔｈｅｓｉｚｅｏｆｒｏｄ－ｓｈａｐｅｄｃｏｐｐｅｒｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｓａｒｅａｂｏｕｔ５００ｎｍ，ｔｈｅａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｒｅｅｘｃｅｌｌｅｎｔ．Ｗｈｅｎａｎｎｅａｌｅｄｆｏｒ１ｍｉｎ，ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎａｎｄｍａｔｒｉｘｉｓｓｅｍｉ－ｃｏｈｅｒｅｎｔ，ａｎｄｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇｅｆｆｅｃｔｉｓｔｈｅｂｅｓ

8、ｔ．Ｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｓｉｚｅｏｆｔｈｅｓｅｃｏｎｄｐｈａｓｅｏｆｔｈｅｓｔｅｅｌｉｓａｂｏｕｔ３０ｎｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｅｒｒｉｔｉｃｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌ；Ｃｕａｌｌｏｙｉｎｇ；ａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌｐｒｏｐｅｒｔｙ；ａｎｎｅａｌｉｎｇｔｉｍｅ；ｐｒｅｃ