基于力磁效应的奥氏体不锈钢弱磁检测研究

　　奥氏体不锈钢构件在工作环境中会发生各种机械损伤,为确保工程结构安全,必须对服役过程中奥氏体不锈钢构件进行检测和评价。目前针对奥氏体不锈钢的各种无损检测方法都存在局限性,尚不能实现其机械损伤程度的有效评估。近年发展起来一种弱磁检测技术,可表征多种铁磁性材料和非铁磁性材料的内外部缺陷,有望为奥氏体不锈钢机械损伤检测提供一种新途径。但奥氏体不锈钢机械损伤诱发磁化现象的机理还不明确,弱磁信号与损伤之间的关联性还缺乏系统研究。针对以上背景,本文以304不锈钢为例,开展了以下工作:首先,建立地磁场环境下力磁耦合模型,通过磁化测试验证模型的正确性,同时分析不同形变程度的304不锈钢磁化曲线和磁性参量变化规律。其次,结合有限元正演和试验研究奥氏体不锈钢不同机械损伤形成的磁场信号,探索评价应力、应变、疲劳和裂纹缺陷的磁场特征量,为弱磁检测技术在奥氏体不锈钢中的应用提供参考。最后,对不同变形程度的奥氏体不锈钢进行微观结构分析,明确力磁变化机理,进一

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　　S31254超级奥氏体不锈钢含有高的铬、镍、钼、氮等元素,相较于常规奥氏体钢具有更加优异的耐蚀性能,被广泛应用于烟气脱硫、海水淡化、纸浆漂白、化工等强腐蚀性环境中。然而,合金体系中高的Cr、Mo含量,使得材料在凝固过程中Mo元素偏析严重,热加工过程中极易析出第二相,并对材料的耐点蚀和耐晶间腐蚀性能产生不利影响。因此,如何降低Mo元素的晶界偏析、及抑制第二相析出成为改善耐蚀性的关键。B在不锈钢中可作为一种微合金化元素,利用其在晶界的特殊偏析行为来抑制铁素体形成元素在晶界的偏聚,已成为研究共识。本论文针对S31254超级奥氏体不锈钢制备和使用过程中的Mo元素容易偏析及第二相易析出问题,通过添加B,制备了无硼(S31254-0B)及含40ppm硼(S31254-40B)的S31254超级奥氏体不锈钢,进一步对试样进行固溶和时效处理,研究硼对第二相回溶及析出行为的影响规律;应用动电位极化法、交流阻抗谱、双环动电位再活化法和X射线光电子能...

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