2205和2507双相不锈钢双道次热压缩条件下的微观组织演变及变形行为

对DSS2205和SDSS2507进行1000~1200℃的双道次热压缩实验,以研究热变形道次间隔过程中双相不锈钢的微观组织演变及其对合金后续变形行为的影响。结果表明:较高的变形温度(1200℃)不利于奥氏体稳定。随着保温时间的延长,γ→δ相变使得奥氏体占比逐渐降低,亚稳铁素体再结晶晶粒明显长大,合金第二道次热变形时的流变应力水平逐渐降低。在较低的变形温度下(1000℃),δ→γ相变占据主导,保温时间的延长促使铁素体晶界处形成大量的块状奥氏体相,抑制了铁素体再结晶晶粒长大。合金在第二道次热压缩变形时,块状奥氏体相的形成致使铁素体内大量位错发生缠结,并聚集在奥氏体/铁素体相界面处。对比DSS2205和SDSS2507较低温度下的微观组织演变过程可知,双相不锈钢第二道次变形抗力的提高主要与保温过程中铁素体内块状奥氏体相的形成有关。     

1.4003铁素体不锈钢与Q235-C钢焊接接头的组织和力学性能

采用室温拉伸、不同温度冲击、硬度及金相检验等分析方法对用熔化极混合气体保护焊焊接的1.4003铁素体不锈钢与Q235-C钢焊接接头的显微组织和性能进行了研究.试验结果表明:该焊接接头的抗拉强度与母材相当,焊缝的冲击性能略低于母材,1.4003铁素体不锈钢的热影响区(HAZ)冲击性能较差,焊缝为奥氏体+铁素体双相组织;Q235-C钢的熔合区出现明显界限,1.4003铁素体不锈钢焊接热影响区为晶粒粗大的单一铁素体组织.     

00Cr25Ni7M03N双相不锈钢HAZ组织对韧性的影响

采用焊接热模拟技术,对００Ｃi25Ni7MO3N双相不锈钢进行了几种浅级量下的多层焊ＨＡＺ组织模拟,结果表明,γ相的数量和形貌,铁素体晶粒尺寸以及析出相对００Ｃr25Ni7Mo3N双相不锈钢ＨＡＺ组织及韧性均有一定的影响,当线能量Ｅ＝２０kj/cm,一次峰值温度Ｔp1=1300℃,二次峰值温度Ｔp2=110０℃时,冲击韧性值达２２４Ｊ,为制定此钢种的焊接工艺提供了重要的依据。     

大变形热压缩18.7Cr-5.8Mn-1.0Ni-0.23N节镍型双相不锈钢的晶间腐蚀行为研究

针对70%变形量热压缩18.7Cr-5.8Mn-1.0Ni-0.23N节Ni型双相不锈钢，采用双环动电位再活化测试和EIS测试等，研究了在0.1～10 s^-1/850～1 150℃范围变形参数对双相不锈钢在高低两种浓度H₂SO₄+Na Cl+KSCN溶液中晶间腐蚀行为的影响。结果表明:高溶液浓度增大了晶间敏感值区分度，热变形参数影响两相晶粒细化程度和钝化膜稳定性，导致晶间腐蚀敏感值变化较大。晶间腐蚀主要发生在两相界面处，Cr₂O₃含量对维持钝化膜稳定起主导作用，耐腐蚀性降低与Mn O富集降低钝化膜致密性有关。1 s^-1较高温度变形后钢的晶间敏感值低于固溶态，0.1 s^-1/1 050℃和1s^-1/1 050℃变形时，奥氏体相再结晶细化有利于钝化膜稳定性和致密性的增强，增大了耐晶间腐蚀性，铁素体相晶粒细化则有利于自身钝化。相界处钝化元素分布不均匀和高密度位错的形成降低了850℃较低温度变形时钢的耐晶间腐蚀性。     

UNS31803双相不锈钢手工电弧焊接接头的组织与性能

采用手工电弧焊(SMAW)对UNS31803双相不锈钢进行焊接,通过金相检验、力学性能试验、硬度测试、耐蚀性能试验等方法对UNS31803双相不锈钢手工电弧焊接接头的显微组织和性能进行了分析。结果表明:采用适当的焊接工艺参数进行焊接,所得到的焊缝显微组织为铁素体+奥氏体,无σ相析出;焊接接头具有优良的力学性能;焊缝和热影响区的铁素体含量均在35%～65%(体积分数)的合理范围内;在22℃的6%(质量分数)FeCl3溶液中,焊接接头的不同区域均具有良好的耐蚀性能。     

2205双相不锈钢TIG焊接头组织及力学性能

对2205双相不锈钢进行了4组不同热输入条件下的TIG焊接实验,采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜对焊接接头的显微组织进行了观察与分析,并测试了焊接接头的拉伸力学性能和显微硬度。结果表明:在热影响区,随着热输入的增大,不完全再结晶区带状奥氏体宽度逐渐增大,粗晶区铁素体晶粒的粗化程度逐渐加剧、奥氏体体积分数逐渐增多;在焊缝金属中,随着热输入的增大,魏氏奥氏体逐渐减少,而块状奥氏体逐渐增多,魏氏奥氏体在高温下稳定性差,容易被相界处形成的窄条铁素体分割成块状奥氏体。随着热输入的增大,焊接接头的屈服、抗拉强度逐渐降低,断后延伸率逐渐升高。铁素体体积分数较高的热影响区显微硬度最大,焊缝金属的合金元素含量较高,因此其显微硬度高于母材。     

热处理对0Cr1 7Mn14Mo2N双相不锈钢性能的影响

研究了热处理对0Cr17Mn14Mo2N双相不锈钢铸态组织中δ－铁素体的含量，形态以及双相不锈钢性能的影响。结果表明，在1050－1200℃之间加热时，组织为奥氏体基础上分布着的球化的及长条形的δ－铁素体，且加热温度越高保温时间越长铁素体的球化率越高。在1250℃加热时，组织为粗大的铁素体等轴晶，其中铁素体以球状均匀分布的0Cr17Mn14Mo2N双相不锈钢的拉伸性能最好。     

原位观察稀土镧对低合金高强度钢焊接热影响区晶粒细化的影响

使用高温激光共聚焦扫描显微镜原位观察了含0.016%(质量分数,下同)的 La和不含La的低合金高强钢模拟焊接热影响区中高温阶段奥氏体的长大和组织转变行为,并使用光学显微镜和电子扫描显微镜对比分析了添加0.016%的La对粗晶热影响区晶粒细化的影响。结果表明：添加0.016%的La使低合金高强钢中的夹杂物由Al-Mg-O、(Mn,Ca)S和TiN复合夹杂物演变为La₂O₂S,这种夹杂物与铁素体的晶格错配度较低,能促进针状铁素体的形成。同时,在添加0.016%La的钢中生成了更多细小弥散的(Ti,Nb)(C,N)析出物,在模拟焊接热循环过程中能钉扎粗晶热影响区奥氏体晶界抑制晶粒长大。这表明,含0.016%La的低合金高强钢中粗晶热影响区的晶粒更为细小。     

固溶时效对1Cr21Ni5Ti双相不锈钢组织的影响

本工作以1Cr21Ni5Ti双相不锈钢为原材料,对1 000~1 350℃固溶30 min+650~1 000℃时效1~1 440 min后的显微组织及σ析出相进行观测,描述了不同处理条件下的组织特征,绘制出σ相析出TTP曲线图。结果表明:随着固溶温度的升高,铁素体含量增加,奥氏体含量减小,双相不锈钢组织发生再结晶和晶粒长大。铁素体与奥氏体中Cr、Ni元素发生均匀化,各相中的含量差异降低。σ相优先在铁素体与奥氏体相界处形核,随着时效温度的升高和时效时间的延长,σ相长大、粗化并向铁素体基体延伸;时效时间越长,析出相越多;当温度达到750℃,σ相析出速度最快,之后随着温度的升高而降低。σ相析出温度范围为650~850℃,析出鼻尖温度为750℃。     

Mn含量对含铝中锰钢相变温度和显微组织的影响

基于Thermo-Calc热力学模拟设计，结合扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子探针(EPMA)、背散射电子衍射(EBSD)及透射(TEM)技术，分析Mn含量对Fe-xMn-3.4Al-0.34C(x=4～8)实验钢相变温度、物相分布和微观组织的影响。结果表明：随着Mn的质量分数从4%增至8%,奥氏体开始转变温度(A_e1)从703.7℃持续降至501.2℃,奥氏体完全转变温度(A_e3)从1005.6℃近似线性地降至863.0℃;随着Mn含量增加，残余奥氏体由不可探测逐渐增加至12.6%;显微组织从渗碳体(θ)+高温铁素体(δ)双相逐渐转变为高温铁素体(δ)+马氏体(α′)+残余奥氏体(γ),残余奥氏体分布于δ铁素体边界处和马氏体板条中。     

氮含量对钒微合金钢粗晶热影响区组织和韧性的影响

采用焊接热模拟的方法,研究了氮含量对实验钢焊接粗晶热影响区(CGHAZ)显微组织和韧性的影响规律。结果表明:随着氮含量的增加,CGHAZ的组织从晶界铁素体、贝氏体和侧板条铁素体转变成针状铁素体、多边形铁素体和少量的贝氏体,且铁素体晶粒细化;CGHAZ韧脆转变温度(FATT₅₀)先降低后升高,屈服强度升高。氮含量从0.004 4%增加到0.009 4%时,有效晶粒尺寸减小,导致CGHAZ的FATT₅₀降低;氮含量从0.009 4%增加到0.019 0%时,CGHAZ中固溶氮、屈服强度增量对FATT₅₀的综合作用大于晶粒的细化作用,导致FATT₅₀升高。      

2507双相不锈钢模拟焊接热影响区的组织与性能

采用热模拟试验机研究了最高加热温度(峰值温度)和热输入量对2507双相不锈钢模拟焊接热影响区显微组织和冲击韧度的影响规律。结果表明:固定热输入量,随着峰值温度的升高,模拟焊接热影响区的铁素体含量增加,冲击韧度降低;固定峰值温度,随着热输入量的增加,模拟焊接热影响区的铁素体含量降低,冲击韧度增加。     

2205双相不锈钢GTAW焊接接头组织演化

研究了ER2205不锈钢在固定焊接参数条件下的自动TIG焊接接头的两相组织演化规律。结果表明:受到原始焊道热作用的TIG焊缝具有约50%～60%的铁素体相比例,对应热影响区中的铁素体含量高达70%;随着焊接过程的进行,受到后续焊道热作用影响的焊缝和热影响区的铁素体含量持续降低;在后续焊道焊接过程中焊缝组织不断析出奥氏体相,铁素体相比例不断降低;热影响区中的铁素体含量受到自身焊道和后续一个焊道的影响比较明显;焊缝中部焊道的铁素体相比例低于打底焊道和盖面层焊道。     

W1300无取向硅钢热变形行为的模拟分析

采用热模拟变形的方式在跨越奥氏体/铁素体转变的1100℃～800℃温度范围内观察了W1300无取向硅钢,在不同的模拟热轧变形流程中应力应变曲线的演变规律,并对比分析了热变形后的微观组织。研究表明,奥氏体区终轧之后相变得到的等轴铁素体组织难以再经加热粗化。铁素体区终轧后热轧组织的变形特征明显,内在的变形储存能可以推动高温卷取或常化退火过程中铁素体基体的静态再结晶,并获得粗大晶粒。铁素体与奥氏体变形抗力的明显差异会造成两相共存时热轧变形的不稳定性。     

SA240-S31803双相不锈钢焊接接头组织研究

研究了SA240-S31803双相不锈钢的焊接工艺,分析了双相不锈钢的相组织,结果表明,焊接接头的铁素体相比例约为35%～69%,焊缝打底层的铁素体含量比盖面层降低约15%,同焊接位置的焊缝比较,热影响区铁素体含量降低约20%。     

钨含量对新型高铬锰氮双相不锈钢Cr29Mn12Ni2N0.6Wx组织和性能的影响

研究了钨含量对新型高铬锰氮双相不锈钢Cr29Mn12Ni2N0.6Wx(x=1,2,3)显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明:Cr29Mn12Ni2N0.6Wx不锈钢固溶处理后具有典型的铁素体+奥氏体双相组织,铁素体含量在45%~60%范围内;随着钨含量的增加,合金中σ相的析出倾向增强,铁素体含量增加,合金的耐腐蚀性能降低,屈服强度和抗拉强度升高;经1 050℃固溶处理30 min后,该系列双相不锈钢中不再有σ相析出,其屈服强度大于650 MPa,抗拉强度大于900 MPa,断后伸长率大于30%,作为高强度资源节约型超级双相不锈钢具有潜在应用前景。     

再加热温度对Nb微合金化钢筋连续冷却相变及组织与性能的影响

利用热模拟试验机以再加热温度为1 000～1 100℃的条件对Nb微合金化钢筋形变奥氏体在不同冷却速率下的组织和相变规律进行研究,获得动态CCT曲线。研究结果表明,再加热温度的提高会降低铁素体相变温度,使珠光体、贝氏体相区向右移动。同时,再加热温度提高降低了铁素体组织的比例,使其硬度提高。在冷却速率小于2℃/s时,实验钢均得到均匀的铁素体+珠光体组织。不同实验条件下的析出相分析结果表明,由于再加热温度的提高有利于Nb的固溶,大颗粒未溶相含量降低,沉淀析出相尺寸减小、数量更多,有利于发挥沉淀强化作用,提高钢筋性能。     

S22053双相不锈钢接头组织和性能研究

目的研究S22053双相不锈钢焊接接头组织和力学性能变化规律。方法在依托S22053双相不锈钢焊接经验的基础上,采用SMAW和SAW焊接方法对两种不同焊材(E2209和ER2009+GXS-330)的焊接接头进行了力学性能、晶间腐蚀、微观金相和铁素体含量检测试验。结果两种焊材基本都满足S22053的焊接要求,接头由奥氏体和铁素体组成,铁素体为基体,奥氏体被铁素体基体包围着,3组试验的奥氏体晶粒大小和组织形态变化较大,焊缝中粗大的奥氏体占据了大片区域,局部有魏氏组织产生,奥氏体按一定方向的板条状分布,也有部分以片状分布,接头抗拉强度均达到了母材强度的97%,经90°侧弯后表面无可见裂纹,无晶间腐蚀产生的裂纹,铁素体质量分数均在35%~65%。结论 3组试验的奥氏体晶粒大小和组织形态变化较大,其中Φ3.2 mm的E2209焊条焊缝晶粒最为细小,宜选用此种焊接方法,3组试验的晶间腐蚀、铁素体含量、抗拉强度和伸长率,均符合标准要求,90°侧弯后表面无任何可见裂纹。     

热压缩过程中2205双相不锈钢的组织演变和软化机制

在不同变形温度和应变速率条件下对2205双相不锈钢进行高温压缩实验,研究了变形温度、应变速率和变形量对其显微组织中铁素体和奥氏体两相的影响,分析了高温变形软化机制。结果表明：随着变形温度的提高这种钢的峰值应力及其对应的应变逐渐减小。随着变形温度从850℃提高到950℃,2205双相不锈钢显微组织中的铁素体向奥氏体的转变占主导地位;变形温度高于950℃时,随着变形温度的提高铁素体与奥氏体之间的强度水平之差逐渐减小,显微组织中的奥氏体向铁素体的转变占主导地位。在本文的热变形条件下2205双相不锈钢的显微组织中铁素体呈现出与奥氏体不同的软化机制,铁素体的软化机制为动态回复和动态再结晶,而奥氏体因层错能较低其软化只能通过有限程度的动态回复进行。     

铸造双相不锈钢点腐蚀行为研究

采用化学浸泡腐蚀试验及微观组织和化学成分分析研究了5种铸造双相不锈钢在6%Fe Cl3溶液中的点腐蚀行为,并与316L奥氏体不锈钢进行了对比。结果表明,铸造双相不锈钢的抗点腐蚀性能均优于316L的,腐蚀速率和点腐蚀深度均小于316L奥氏体不锈钢的;双相不锈钢主要耐点蚀能力合金元素在奥氏体和铁素体相内分布不均匀,铬、钼更多地分配于铁素体相内,而镍、氮则更多地分配于奥氏体相内,铁素体相的耐点蚀指数PRE(Cr%+3.3Mo%+16N%)大于奥氏体相;双相不锈钢的耐点腐蚀性能与化学成分有关,随着PRE的增加,双相不锈钢的耐点腐蚀性能提高,铜元素在铁素体内析出的富铜相导致点蚀优先在铁素体内发生和发展。