含铜抗菌不锈钢拉伸过程中的微观组织演变EBSD分析

目的研究含铜抗菌不锈钢拉伸性能,为工业生产中的成形工艺优化提供一定的理论依据。方法在拉伸应变分别为5%、15%、30%、45%、60%、75%以及最后拉伸断裂时应变为81%条件下,采用岛津AGS-100KN万能拉伸试验机对含铜抗菌不锈钢进行拉伸试验。通过扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射仪(EBSD)和透射电子显微镜(TEM)表征分析含铜抗菌不锈钢拉伸断裂后的断口形貌以及拉伸过程中的微观组织演变。结果含铜抗菌不锈钢抗拉强度最大值为587.523 MPa,应变最大值为81%。拉伸断口与拉伸方向呈45°开裂,呈杯锥状,断裂模式是韧性断裂。结论随着应变的增大,低角度晶界逐渐增多,高角度晶界与孪晶逐渐减少,GOS值逐渐增大,Goss织构、S织构和R织构含量逐渐减少,Brass织构含量逐渐增加,拉伸断裂后的体积分数为23.3%。在拉伸后期,Copper织构和Brass织构含量较多,在拉伸过程中起到整体稳定协调微观组织作用的S织构不断减少,随应变的增大,组织内部协调变形加快,变形程度快速增大,从而导致S织构向Copper织构和Brass织构转变,出现板条状马氏体,存在应变诱发马氏体相变。位错滑移、形变孪晶和形变诱导马氏体等多种变形机制的共同作用使含铜抗菌不锈钢具有良好的塑性。

含铜抗菌不锈钢的性能及应用研究

目前,含铜(Cu)的抗菌不锈钢作为一种集成了结构和功能的创新型金属材料,其工业制造能力已达到了稳定的水平。针对在日常生活、医学以及海洋设施中遭受的细菌和微生物污染,我国已成功研制了多种含Cu抗菌的新型不锈钢材料。为探索含Cu抗菌不锈钢发展新阶段的研究路径,本文全面阐述了含Cu抗菌不锈钢关键技术性能的最新研究动态以及其在众多应用领域的实际运用情况,同时评述了当今时代演进对这一研究领域所引发的一系列新问题和所面临的挑战。

含铜铁素体抗菌不锈钢再结晶行为研究

采用光学显微镜、显微硬度计和扫描电镜对含铜铁素体抗菌不锈钢的再结晶行为进行研究。研究表明:再结晶保温时间越长,再结晶温度越低。试验钢在保温3、5、7 min条件下,再结晶温度分别为833、773、735℃;试验钢组织和硬度变化可以分为3个阶段,第一阶段试验钢发生回复,显微组织呈纤维状,硬度基本保持不变;第二阶段试验钢发生再结晶,硬度迅速下降;第三阶段试验钢基本完成再结晶而达到完全软化状态,硬度值变化趋于平稳。建立了保温时间t与再结晶温度T之间的关系模型:lnt=9682.3/T-3.56224。

含铜抗菌不锈钢的应用研究现状

含铜(Cu)抗菌不锈钢是一类结构/功能一体化金属新材料,目前已经具备稳定的工业规模生产能力。为应对日常生活、医疗领域和海洋工程装备领域所遇到的细菌微生物污染问题,已经开发出适用于相应领域的多种含Cu抗菌不锈钢新材料。为了探索新阶段含Cu抗菌不锈钢的研发方向,综合介绍了含Cu抗菌不锈钢关键性能的研究进展及在多领域的应用现状,并分析了时代发展给该领域所带来的新的问题与挑战。

含铜3.6%抗菌奥氏体不锈钢的热变形行为研究

采用热压缩试验研究了含铜3.6%抗菌奥氏体不锈钢的热变形行为,分析了真应变0.69,温度900-1150℃,应变速率0.01-20s^-1时钢的真应力-应变曲线。通过动力学计算了热变形激活能。依据动态材料模型构建了热加工图,并利用显微镜观察了不同变形下的微观组织。结果表明,计算的热变形激活能Q为376.017kJ/mol。不同应变下失稳区在热加工图的位置不断变化。在低温、低应变速率区和中温高应变速率下,组织易出现局部流动失稳现象。峰值耗散因子在(1075-1150)℃/0.01s^-1区域内,组织发生动态再结晶,为较优的热加工范围。

抗菌处理对含Cu奥氏体抗菌不锈钢组织和性能的影响

研究了含Cu奥氏体抗菌不锈钢的两种抗菌处理方法对其组织、抗菌性能、机械性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明:不同的抗菌处理影响了抗菌不锈钢基体中富Cu相的析出,低温长时间抗菌处理得到的组织中富Cu相比高温短时间抗菌处理得到的富Cu相更细密,细密的富Cu相对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌性更好。与304不锈钢相比,含Cu奥氏体抗菌不锈钢经抗菌处理后对机械性能没有产生明显的影响,耐腐蚀性也没有明显的下降。

铜元素对304L不锈钢热加工性能的影响

采用Gleeble-3800热模拟试验机对含铜304L不锈钢进行热压缩实验,变形温度为900~1150℃,应变速率为0.01~20 s^(-1),并通过应力-应变曲线构建其热加工图。结果表明,随着铜含量的增加(0%Cu-304L,2.42%Cu-304L,3.60%Cu-304L),较好的热加工温度范围从200℃降低到75℃。微观组织分析发现:该材料失稳的主要原因有局部流动失稳、剪切带、空洞和裂纹;在热变形过程中,塑性变形能在短时间内转化为热量,导致变形材料局部温度升高,这使得熔点相对较低的铜偏析区易融化从而形成孔洞,成为裂纹的来源,降低了材料的热加工性。