304不锈钢热处理组织与性能研究(附件)【字数：12280】
摘 要摘 要304不锈钢具有良好的耐蚀性能、加工性能和焊接性能，广泛应用于建材、化学、工业、食品等行业，是需求量最大的不锈钢之一。而针对304不锈钢热处理，书本上仅规定了具体的工艺参数，并没有详细说明热处理后钢的组织结构和力学性能的变化。本文以直径为16mm的304不锈钢棒为研究对象，通过改变固溶温度、固溶时间和冷却方式进行热处理实验研究，采用蔡司显微镜、布氏硬度计来分析不同热处理制度对试样组织和力学性能的影响，以获得304不锈钢较佳的热处理工艺。通过对固溶温度影响的研究，结果表明随着固溶温度升高，晶粒长大。硬度值降低。在1050-1100℃时，晶粒均匀，大小中等，硬度值下降趋势减缓，碳化物得到了充分固溶。通过对固溶时间影响的研究，结果表明固溶时间实验结果跟固溶温度实验相似，但相较于固溶温度实验，晶粒长大不明显，在保温40-60min时硬度值下降趋势减缓。通过对冷却方式影响的研究，结果表明冷却方式的变化对试样晶粒大小没有影响。而冷却速度变快，试样内外部出现温差，从而产生的内应力具有强化作用，使得硬度升高。综合来看，304不锈钢在1050-1100℃下保温40-60min，水冷后有很好的组织和力学性能。关键词304不锈钢；固溶处理；组织结构；力学性能
目 录
第一章 绪论 1
1.1 不锈钢生产和现状 1
1.1.1 不锈钢的概述 1
1.1.2 不锈钢的发展 1
1.1.3 不锈钢的生产中存在的问题 2
1.2 不锈钢的概述 2
1.2.1 不锈钢的分类 2
1.2.2 合金元素对不锈钢的影响 5
1.2.3 关于304不锈钢 5
1.3 热处理 6
1.3.1 热处理现状 6
1.3.2 不同不锈钢的热处理方式 6
1.3.3 304不锈钢的热处理 9
1.4 选题意义和实验方案及内容 10
1.4.1 课题背景 10
1.4.2 开展研究的意义 10
1.4.3 研究内容 10
1.4.4 研究方法 11
第二章 实验材料、设备及方法 13
2.1 实验材料及设备的选 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
用 13
2.1.1 实验材料的选用 13
2.1.2 试样切割设备 13
2.1.3 热处理设备 14
2.2 实验方法及步骤 14
2.3 组织分析 15
2.4 硬度实验的测量方法及步骤 16
第三章 固溶处理对304不锈钢组织与性能的影响 18
3.1 固溶温度对304不锈钢的影响 18
3.1.1 固溶温度对组织及晶粒大小的影响 18
3.1.2 固溶温度对力学性能的影响 20
3.2 固溶时间对304不锈钢的影响 21
3.2.1 固溶时间对组织及晶粒大小的影响 22
3.2.2 固溶时间对力学性能的影响 23
3.3 冷却方式对304不锈钢的影响 24
3.3.1冷却方式对组织及晶粒大小的影响 24
3.3.2冷却方式对力学性能的影响 25
结论 26
致谢 27
参考文献 28
第一章 绪论
不锈钢生产和现状
不锈钢的概述
不锈钢是具有一定不锈性能的钢种，在空气、水等介质中具有一定的耐蚀性。就钢中元素而言，不锈钢的耐蚀性的来源取决于其中Cr元素的百分比和其组织结构，所以不锈钢中的Cr元素以及C元素有着严格的标准，Cr含量最少为10.5%，碳含量最大不超过1.2%。此外不锈钢的耐蚀性质，还与不锈钢的使用环境以及钢种其他的合金元素有关，不锈钢处在特殊的介质中也会出现局部腐蚀[1]。不锈钢除了添加Cr元素这一必要的元素以外，还可以添加Mo、Mn、Ni、N、Nb、等合金元素，这样可以使不锈钢表面的钝化膜的成分发生改变，使一些不锈钢能在特殊环境下还能保持良好的耐蚀性能。此外还能改善不锈钢的力学性能和工艺性能，使它能够运用在各个行业当中。
自布雷尔利发明不锈钢后，不锈钢产业便迅速发展，并且大量生产。不锈钢的生产引用了连铸生产工艺后，其生产的成本得到了大幅降低，并且生产效率得到了极大的提高[2]。如今，不锈钢在特殊钢种中占有的比例越来越大，在建筑、工业、汽车、食品医疗等众多行业中，不锈钢都起到了举足轻重的作用。不锈钢的种类有很多，而最具代表性的是奥氏体不锈钢，因为其应用的广泛性，产量约占我国不锈钢总产量的70%。
不锈钢的发展
我国的不锈钢产业是在解放之后才发展起来，与国外相比发展比较晚。在建国初期，国内主要生产一些马氏体不锈钢，典型牌号为Cr13型。1952年开始大量生产300系列奥氏体不锈钢。随着工业的发展，需要耐点蚀的钢种，便出现了含Mo的耐点蚀的不锈钢。在1956年后又开始用Mn和N元素来代替昂贵的Ni元素以降低成本。随后由于炼钢技术的提高以及石油化工、航空航天等产业的发展，一大批新的超低碳不锈钢和沉淀硬化不锈钢被研发出来并迅速投入生产。到了70年代，国内开始研发γ+α双相不锈钢并投入使用，以此来解决工业生产中奥氏体不锈钢所表现出的应力腐蚀问题[3]。80年代以来，国内开始注重对钢中的磷及α相的含量的控制并且研发了超低碳钢。
在建国初期，我国的不锈钢材大多是进口而来。虽然国内也有几个老牌的钢厂，但生产的产品主要运用于工业发展和军事建设方面，并且有产品品种单一、产品质量低下自主研发能力弱等问题。为了使钢材产量满足社会发展的需求，减轻进口的数量，国家经过调研推行了大力发展我国不锈钢事业的政策，同时随着经济的发展以及市场的需求，国内也出现的大批大型现代化企业和许多民营的企业。这些企业由于灵活性高，效率高，市场活力强，所以更能适应社会发展的大环境，能更好的满足市场的需求[4,5]。虽然新兴民营企业的产品质量和科研创新方面比不上老牌的钢厂，但他们正适应市场，并开始兼并重组加强合作，逐步形成优秀的大型民营生产企业。
不锈钢的生产中存在的问题
我国不锈钢产业发展速度非常快，但仍存在一些明显的问题。如：
(1)我国不锈钢1998年的产量为21.7万吨，到了2006年时产量就增加到了500万吨，增长了将近23倍。反观国内不锈钢的消费水平，1900年到2003年国内不锈钢消费每年平均均增长率为21.4%，而2004年增长率仅仅只有为6.7%[6]。并且在此之后的年均增长率并没有增长，这意味着国内不锈钢的消费市场没有得到改善，不锈钢的产量已经大于市场的消费量[7]。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 不锈钢生产和现状 1
1.1.1 不锈钢的概述 1
1.1.2 不锈钢的发展 1
1.1.3 不锈钢的生产中存在的问题 2
1.2 不锈钢的概述 2
1.2.1 不锈钢的分类 2
1.2.2 合金元素对不锈钢的影响 5
1.2.3 关于304不锈钢 5
1.3 热处理 6
1.3.1 热处理现状 6
1.3.2 不同不锈钢的热处理方式 6
1.3.3 304不锈钢的热处理 9
1.4 选题意义和实验方案及内容 10
1.4.1 课题背景 10
1.4.2 开展研究的意义 10
1.4.3 研究内容 10
1.4.4 研究方法 11
第二章 实验材料、设备及方法 13
2.1 实验材料及设备的选 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
用 13
2.1.1 实验材料的选用 13
2.1.2 试样切割设备 13
2.1.3 热处理设备 14
2.2 实验方法及步骤 14
2.3 组织分析 15
2.4 硬度实验的测量方法及步骤 16
第三章 固溶处理对304不锈钢组织与性能的影响 18
3.1 固溶温度对304不锈钢的影响 18
3.1.1 固溶温度对组织及晶粒大小的影响 18
3.1.2 固溶温度对力学性能的影响 20
3.2 固溶时间对304不锈钢的影响 21
3.2.1 固溶时间对组织及晶粒大小的影响 22
3.2.2 固溶时间对力学性能的影响 23
3.3 冷却方式对304不锈钢的影响 24
3.3.1冷却方式对组织及晶粒大小的影响 24
3.3.2冷却方式对力学性能的影响 25
结论 26
致谢 27
参考文献 28
第一章 绪论
不锈钢生产和现状
不锈钢的概述
不锈钢是具有一定不锈性能的钢种，在空气、水等介质中具有一定的耐蚀性。就钢中元素而言，不锈钢的耐蚀性的来源取决于其中Cr元素的百分比和其组织结构，所以不锈钢中的Cr元素以及C元素有着严格的标准，Cr含量最少为10.5%，碳含量最大不超过1.2%。此外不锈钢的耐蚀性质，还与不锈钢的使用环境以及钢种其他的合金元素有关，不锈钢处在特殊的介质中也会出现局部腐蚀[1]。不锈钢除了添加Cr元素这一必要的元素以外，还可以添加Mo、Mn、Ni、N、Nb、等合金元素，这样可以使不锈钢表面的钝化膜的成分发生改变，使一些不锈钢能在特殊环境下还能保持良好的耐蚀性能。此外还能改善不锈钢的力学性能和工艺性能，使它能够运用在各个行业当中。
自布雷尔利发明不锈钢后，不锈钢产业便迅速发展，并且大量生产。不锈钢的生产引用了连铸生产工艺后，其生产的成本得到了大幅降低，并且生产效率得到了极大的提高[2]。如今，不锈钢在特殊钢种中占有的比例越来越大，在建筑、工业、汽车、食品医疗等众多行业中，不锈钢都起到了举足轻重的作用。不锈钢的种类有很多，而最具代表性的是奥氏体不锈钢，因为其应用的广泛性，产量约占我国不锈钢总产量的70%。
不锈钢的发展
我国的不锈钢产业是在解放之后才发展起来，与国外相比发展比较晚。在建国初期，国内主要生产一些马氏体不锈钢，典型牌号为Cr13型。1952年开始大量生产300系列奥氏体不锈钢。随着工业的发展，需要耐点蚀的钢种，便出现了含Mo的耐点蚀的不锈钢。在1956年后又开始用Mn和N元素来代替昂贵的Ni元素以降低成本。随后由于炼钢技术的提高以及石油化工、航空航天等产业的发展，一大批新的超低碳不锈钢和沉淀硬化不锈钢被研发出来并迅速投入生产。到了70年代，国内开始研发γ+α双相不锈钢并投入使用，以此来解决工业生产中奥氏体不锈钢所表现出的应力腐蚀问题[3]。80年代以来，国内开始注重对钢中的磷及α相的含量的控制并且研发了超低碳钢。
在建国初期，我国的不锈钢材大多是进口而来。虽然国内也有几个老牌的钢厂，但生产的产品主要运用于工业发展和军事建设方面，并且有产品品种单一、产品质量低下自主研发能力弱等问题。为了使钢材产量满足社会发展的需求，减轻进口的数量，国家经过调研推行了大力发展我国不锈钢事业的政策，同时随着经济的发展以及市场的需求，国内也出现的大批大型现代化企业和许多民营的企业。这些企业由于灵活性高，效率高，市场活力强，所以更能适应社会发展的大环境，能更好的满足市场的需求[4,5]。虽然新兴民营企业的产品质量和科研创新方面比不上老牌的钢厂，但他们正适应市场，并开始兼并重组加强合作，逐步形成优秀的大型民营生产企业。
不锈钢的生产中存在的问题
我国不锈钢产业发展速度非常快，但仍存在一些明显的问题。如：
(1)我国不锈钢1998年的产量为21.7万吨，到了2006年时产量就增加到了500万吨，增长了将近23倍。反观国内不锈钢的消费水平，1900年到2003年国内不锈钢消费每年平均均增长率为21.4%，而2004年增长率仅仅只有为6.7%[6]。并且在此之后的年均增长率并没有增长，这意味着国内不锈钢的消费市场没有得到改善，不锈钢的产量已经大于市场的消费量[7]。
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