固溶氮化的无镍高氮奥氏体不锈铜诱发晶间断裂的因素

1前言为防止镍对人体皮肤造成过敏,目前制造金属医疗器具的主要材料是采用无镍高氮奥氏体不锈钢。另外,由于添加氮显著地提高了不锈钢的强度性能和耐腐蚀性能,所以人们预计高氮奥氏体不锈钢可能用于骨折患者体内固定的骨接合植入物（如接骨板,髓内钉）。     

奥氏体不锈钢中氮溶解度的热力学计算和实验研究

采用热力学分析方法,对固态不锈钢304、304L、301S和301L(γ-相)以及奥氏体不锈钢熔体中氮溶解度进行了计算,得出了氮溶解度的计算模型;同时通过1 kg MoSi电阻炉对4种奥氏体不锈钢在1520～1580℃和33～100 kPa压力下的渗氮行为进行了实验研究。结果表明,氮在固态奥氏体不锈钢的γ-相中的溶解度最高;在常压冷却、凝固过程中存在的液相、δ-相至γ-相的转变;当不锈钢熔体中相对于δ-相过饱和的氮在钢中以气泡形式析出,则降低了奥氏体钢的氮含量,所以采用常压快速冷却或加压浇注有利于冶炼高氮奥氏体不锈钢。     

基于增材制造双金属比例交织结构的性能研究

确保奥氏体高氮钢的强度前提下,为了增加其韧性,采用奥氏体高氮钢和奥氏体不锈钢308L丝材,通过仿照贝壳等生物材料珍珠母层,使用等离子弧作为热源的增材制造方法,设计并制备初级仿生双金属交织结构。分析了该初级仿生结构的双金属不同成分比例对交织结构的强度和韧性的影响规律。结果表明:当高氮钢与不锈钢体积比为3∶1时,等离子弧增材制造技术制备的双金属交织初级仿生结构的抗拉强度与高氮钢相当,冲击吸收功提高了2.3倍。通过等离子弧的双金属交织结构增材制造技术研究,可证明仿生结构硬质材料和软质材料的体积比在3∶1时,获得的交织结构能够确保材料强度甚至提高材料强度,同时增加材料的冲击韧性,为今后仿生结构的研究提供一定的参考。     

高氮奥氏体不锈钢强韧化及抗弹性能研究进展

高氮奥氏体不锈钢(high nitrogen austenitic stainless steel,HNASS)是一种目前正在蓬勃发展的新型不锈钢,被广泛运用到交通运输、海洋工程、建筑材料、医疗器材和军事工业等领域.节镍高氮的奥氏体不锈钢相比于传统奥氏体不锈钢,其具有优良的综合力学性能,如高强度、高韧性、大的蠕变抗力、...     

高强高韧高氮奥氏体不锈钢的热加工工艺

通过调整热变形和热处理工艺参数,对含氮0.52%的Cr-Mn-Mo-N高氮奥氏体不锈钢的组织与力学性能的关系进行了系统研究.研究结果表明,高氮奥氏体不锈钢中析出氮化物对塑性的损害高于残留铁素体的作用,热变形组织对材料的强化作用高于残留铁素体.在1 000～1 050℃温度范围内终轧并水冷至室温的高氮不锈钢的组织为单一奥氏体,且强韧性能优异.通过采用合理的热变形工艺,可以不经后续热处理直接轧制出与固溶态相比,屈服强度、抗拉强度和加工硬化速率更高,屈强比更低且延伸率基本不变的高氮奥氏体不锈钢.     

具有优异冷加工性和生物相容性的新型β型钛合金的合金设计和性能评估

氮是提高不锈钢强度、耐腐蚀性和奥氏体稳定性的最有效元素之一。目前对用加压工艺，诸如加压电渣重熔、加压感应熔炼等方法生产的高氮奥氏体不锈钢进行了许多研究。     

利用氮化铬铁合金生产高氮无镍奥氏体不锈钢的研究

为在常压下能够生产出高氮无镍奥氏体不锈钢,选用了氮化铬铁合金作氮源,通过破碎、熔化微碳纯铁、加入锰合金及氮化铬铁合金颗粒,控制浇注时间和温度,以保证钢中有足够高的氮含量,测试结果表明,熔炼钢经固溶处理,可获得稳定的高氮无镍奥氏体不锈钢。     

金属粉床增材制造奥氏体不锈钢的研究进展

摘要：金属增材制造技术成形奥氏体不锈钢易出现与传统制备方法完全不同的非平衡亚稳微观组织,表现出独特的性能,其中激光增材制造的316L不锈钢,兼具高屈服强度、良好的伸长率以及优异的耐腐蚀性能。系统综述了近年来国内外激光增材制造316L不锈钢的研究进展,针对其高冷却速率、微熔池冶金、强非平衡凝固和复杂热履历成形条件,阐述其微观组织结构的形成机制和调控方法,以及对力学性能和腐蚀行为的影响规律,重点分析了激光增材制造316L奥氏体不锈钢的强韧化机制,最后展望增材制造奥氏体不锈钢的未来研究方向。     

SUS316JIL耐蚀不锈钢问世

在制造不锈钢过程中,人们固然可通过添加铜、钼和氮等合金元素来提高其耐腐蚀性,然而随之导致其焊接性能的下降难题却未解决好。鉴于这种原因,日本冶金工业株式会社,经多年研究终于开发成功了一种焊接性好、焊接接头强度高的耐蚀奥氏体不锈钢——SUS316JIL耐蚀不锈钢。     

高氮奥氏体不锈钢熔焊时电弧空间及熔池的氮行为

 高氮奥氏体不锈钢是利用氮代替镍进行合金化的一种合金结构钢，氮的固溶存在是材料具备优良性能的前提。焊接是高氮奥氏体不锈钢工程应用需要解决的首要问题之一，氮是影响其焊接性的主要因素，为了获得与母材性能匹配的焊接接头，必须理解熔焊过程中的氮行为。对熔焊时电弧区、熔池区的氮行为进行了分析，以实现焊缝固溶氮含量的有效控制。     

高氮钢的基础研究及应用进展

介绍了高氮钢结构特点的最新研究,高氮钢平衡相图的进展及其在高氮钢成分设计方面的应用;概括了氮在钢液中的溶解度公式和高氮钢熔炼过程中的关键问题;分析了氮在奥氏体钢、铁素体钢和双相不锈钢中的作用,即氮在不牺牲强度的同时不仅提高了钢的韧性,且改善了钢的抗腐蚀性能;并列举了一些典型的高氮钢的用途。     

高氮不锈钢研究的发展近况

介绍了国内外高氮不锈钢研究近期的成果,内容涉及高氮不锈钢基础研究、力学性能、耐腐蚀性能、焊接性及高氮不锈钢新材料,反映了国内外高氮不锈钢研究的发展状况.鉴于高氮不锈钢卓越的综合性能而国内高氮钢研究已远远落后于国际发展水平的现状,应尽快在国内建立高氮钢试验装置,加快国内高氮不锈钢基础理论、生产工艺技术(特别是冶炼技术)和新材料的研究,把握不锈钢发展的方向,为中国不锈钢的发展提供有力的支持.     

含氮双相不锈钢及其冶金工艺

铁素体-奥氏体双相不锈钢比奥氏体不锈钢有较高的机械性能、优良的耐应力腐蚀和点腐蚀性能以及较低的价格(Ni含量低),特别是通过降低钢中的碳含量和增加氮含量而改善了钢的可焊性。双相钢中含较高的氮含量有两个有利的因素:抑制δ-铁素体的形成和提高抗点蚀当量。介绍了4种不同类型的含氮双相不锈钢和常用双相不锈钢的牌号和化学成分、双相不锈钢5种冶金工艺、太钢双相不锈钢的生产、高氮双相不锈钢的形变热处理以及双相不锈钢的研究和发展趋势。     

高温不锈渗碳轴承钢的研发现状与进展

 航空用轴承钢向耐高温、耐腐蚀、高承载、长寿命方向发展,现役的M50轴承钢存在强度高但韧性和耐蚀性不足的问题;M50 NiL渗碳轴承钢虽然通过降低碳含量和调整合金成分来提高韧性,但仍越来越无法满足高推重比的航空发动机的发展需求,并且耐蚀性不足问题也未解决。高铬不锈轴承钢BG-42和高氮Cronidur30轴承钢虽然抗腐蚀能力好,但是表面硬度和心部韧性仍不足。以CSS-42L钢为代表的高温不锈渗碳轴承钢拥有高强韧性和优良耐蚀性能,不仅在航空轴承应用上极具竞争优势,而且也可应用于在高温或腐蚀性环境下使用的齿轮、轴和紧固件等,但是国内外相关研究工作仍不足且缺乏系统性,因此对其研发现状进行综述和总结尤为重要。从航空用高温轴承钢发展历程出发,详细介绍了国内外高温不锈渗碳轴承钢的研发背景和合金成分设计思路;综述了铬、钴、钼、镍、钒、钨等主要合金元素对组织和性能影响规律,其中钴的加入虽然不直接参与析出强化,但能够起到抑制δ-铁素体形成和促进弥散析出的特殊作用;分别从表面渗碳和心部材料两个方面,揭示了调控热处理工艺对微观组织和强韧性的影响规律。在此基础上,针对国内外高温不锈渗碳轴承钢基础理论和制造工艺研究的不足,提出了优化合金成分、突破渗碳热处理技术,以及加强不同工况下组织演变、疲劳损伤和破坏机理研究的研发方向。     

Comparison of microstructure and property of high chromium bearing steel with and without nitrogen addition

Microstructure and property of bearing steel with and without nitrogen addition were investigated by microstructural observation and hardness measurement after different heat treatment processing. Based on the microstructural observation of both 9Cr18 steel and X90N steel,it was found that nitrogen addition could effectively reduce the amount and size of coarse carbides and also refine the original austenite grain size. Due to addition of nitrogen,more austenite phase was found in X90N steel than in 9Cr18 steel. The retained austenite of X90N steel after quenching at 1 050 °C could be reduced from about 60% to about 7% by cold treatment at-73 °C and subsequent tempering,and thus finally increased the hardness up to 60 HRC after low temperature tempering and to 63 HRC after high temperature tempering. Furthermore,both the wear and corrosion resistance of X90N steel were found much more superior than those of 9Cr18 steel,which was attributed to the addition of nitrogen. It was proposed at last that nitrogen alloying into the high chromium bearing steel was a promising way not only to refine the size of both carbides and austenite,but also to achieve high hardness,high wear property and improved corrosion resistance of the stainless bearing steel.     

汽车尾气排放系统低温端用铁素体不锈钢开发

随着汽车工业的快速发展,以降低汽车自身重量和提高材料性能为目的的材料开发,得到了汽车部件制造厂商的重视.铁素体不锈钢因不含有贵重金属镍,明显降低材料成本,同时,铁素体不锈钢又具有比奥氏体不锈钢更好的抗点蚀、晶间腐蚀等性能,广泛用于汽车尾气排放系统中.介绍了宝钢超低碳、氮Cr17Mo汽车尾气系统低温端用铁素体不锈钢的开发过程.该钢种具备良好的力学性能、成型性能及耐腐蚀性能,可以满足汽车排气系统冷端部位的中管、消声器和尾管的使用性能要求.     

国内外高氮马氏体不锈轴承钢研究现状与发展

 高碳铬不锈钢是应用最为广泛的不锈轴承钢,其具有较高的硬度和一定的耐蚀性,然而较高的碳、铬质量分数导致粗大碳化物的出现,轴承钢的疲劳和耐蚀性能将受到损害。相比之下,钢中添加氮元素能够减少粗大共晶碳化物的数量,同时析出大量细小的氮化物及碳氮化物,氮代碳既强化基体又改善耐蚀性,从而获得高强度与良好耐蚀性。介绍了含氮轴承钢及含氮马氏体轴承钢的发展历程,分析了不锈轴承钢中氮元素对组织结构、力学性能和耐蚀性能的作用机理;介绍国内外含氮轴承钢的研究现状并指出了含氮轴承钢研究的不足,需要在氮溶解模型、氮对组织演变及耐蚀机制等方面进行基础理论研究,同时不断研发不同系列的含氮马氏体轴承钢。     

经济型双相不锈钢的研发进展

 经济型双相不锈钢是一种高性能低成本的氮合金化不锈钢新材料,具有典型的铁素体-奥氏体双相组织。利用氮取代镍元素的奥氏体化作用,降低成本的同时获得优良的力学性能和耐腐蚀性能。介绍了经济型双相不锈钢的发展历史,重点讨论了合金元素和热处理对相变、力学性能和耐腐蚀性能的影响规律,并与304和316进行对比;同时,分析了经济型双相不锈钢焊接性能和焊接工艺的研究进展。经济型双相不锈钢S32101、S32003、S32202等,已用于核电、桥梁、建筑、热交换器等行业,取代传统奥氏体不锈钢AISI 304和316。由于经济型双相不锈钢具有高强度和优良耐蚀性,同时镍、钼等贵金属的含量都较低,已成为未来不锈钢发展的方向之一。     

氮对冷变形亚稳奥氏体不锈钢1~2Crl3Mn9Ni4组织和性能的影响

在25 kg真空感应炉充氩气或大气下加氮化铬铁熔炼成不同氮含量的试验用1~2Cr13Mn9Ni4钢（/%:0.08~0.18C,0.17~0.34Si,8.11~9.27Mn,0.008~0.028P,0.007~0.032S,12.57~13.34Cr,4.05~4.65Ni,0~0.34N）。该钢经锻造、热轧成0.8 mm钢带,再进行0~45%的冷轧变形。试验研究了冷轧变形量和氮含量对该钢组织,力学性能和耐蚀性的影响。结果表明,通过降碳和加适量氮可改善Cr13Mn9Ni4钢的强度和塑性;冷变形钢在敏化状态下均有不同程度的晶间腐蚀倾向;氮有利于提高亚稳奥氏体不锈钢相组成的稳定性;氮使不含稳定化元素的亚稳奥氏体不锈钢在SO₄²-介质中易于钝化,提高了在非敏化状态下的耐腐蚀性,同时明显提高了在Cl^-介质中耐点蚀性能。