1Cr15Ni4Mo3N沉淀硬化不锈钢磁粉检测疑似裂纹原因分析

1Cr15Ni4Mo3N沉淀硬化不锈钢螺栓零件在制造工序磁粉检测时,发现螺栓表面有一条疑似裂纹状线性磁痕显示,后采用荧光渗透检测方法进行辅助检测,原磁痕显示处未见异常荧光显示。结合金相试验分析发现,螺栓原材料内呈带状分布的残余奥氏体,破坏了基体组织和材料磁性的连续性导致出现磁痕显示。研究为该材料在零件制造中磁粉检测的磁痕判定提供了依据。     

旋翼轴磁痕显示原因分析

旋翼轴机加工后进行磁粉检测,发现沿轴向存在多条磁痕显示。采用磁粉检测、低倍组织检查、金相组织观察及电子探针微区成分分析等方法,对磁痕显示原因进行了分析。结果表明:磁痕显示部位对应的亮条区为粗大的针状马氏体+残余奥氏体组织,Cr、Mo、Mn、Ni含量均高于正常区,因此旋翼轴的磁痕显示为沿轴向分布的奥氏体,其产生原因为成分偏析导致的马氏体转变点Ms降低。     

锥裙锁表面疑似裂纹磁痕显示原因分析

飞机机尾罩与机体连接用ZG0Cr14Ni5Mo2Cu不锈钢锥裙锁铸钢件，在磁粉检测时，其表面有多条疑似裂纹状线性磁痕显示，后采用荧光渗透检测方法进行辅助检测，原磁痕显示处未见异常荧光显示。采用表面形态?组织特点?成分分布?磁性变化相结合的研究思路，开展表面形态电镜观察、显示区剖面金相检查、组织微区成分能谱分析、材料硬度测试、XRD相分析以及模拟热处理等试验。结果表明:锥裙锁磁痕显示区未见表面缺陷，铸钢的枝晶间存在较粗大条状分布的残余奥氏体组织，这种组织差异破坏了材料磁性的连续性，导致其表面出现磁痕显示；锥裙锁宏微观组织不均匀，存在奥氏体富集区，其产生与C、S、P类元素偏析有关，研究为该材料零件在磁粉检测时的磁痕判定提供了依据和借鉴。     

阀套（Cr12MoV）磁粉检测的磁痕显示

某阀套(材料Cr12MoV)的磁粉检测过程中,内壁出现线性磁痕显示。经过荧光渗透检测复验与磁粉检测复验,结合金相检验结果,对形成内壁线性磁痕的原因进行了分析。结果表明,组织中存在的碳化物带状偏析条带是磁粉检测时出现线性磁痕显示的原因。     

超高强不锈钢表面激光熔覆层的组织与性能研究

采用激光熔覆技术在超高强不锈钢1Cr15Ni4Mo3N表面制备了熔覆层,借助光学显微镜、拉伸试验机、冲击试验机、显微硬度计和扫描电镜等对熔覆层的显微组织和力学性能进行了评价。结果表明:所制备的熔覆层无明显冶金缺陷,熔覆层与基体呈良好的冶金结合,主要由表层粗晶区、亚表层细晶区、马氏体和奥氏体双相过渡区及热影响区组成。熔覆层的显微硬度变化趋势与截面的组织分布相一致。熔覆层的抗拉强度达到基体的98%,屈服强度较基体提高约2%,伸长率及冲击韧性分别较基体降低约41%和10%,断裂方式均为韧性断裂。熔覆层可用于1Cr15Ni4Mo3N钢构件的损伤修复与再制造。     

PCrNi3Mo钢表面磁控溅射CrAlN涂层的结构及力学性能分析

采用磁控溅射技术在PCr Ni3Mo钢表面沉积Cr Al N硬质涂层,利用激光共聚焦显微镜、X射线衍射仪、纳米压痕仪分别对涂层的表面形貌、组织结构、硬度与弹性模量进行表征。结果表明,Cr Al N涂层表面较致密光滑,表面粗糙度为0.003 5μm。Cr Al N涂层的硬度和弹性模量分别为14.03 GPa和259.1 GPa,较基材显著提高。     

17-4PH马氏体沉淀硬化不锈钢磁粉检测磁痕分析

针对17-4PH马氏体沉淀硬化不锈钢在磁粉检测过程中出现的线性磁痕显示,结合金相试验对磁痕显示的微观组织形貌进行了分析,最终确定了磁痕的形成原因。试验发现,组织中存在一定量细针状δ-铁素体是造成17-4PH沉淀硬化不锈钢零件在进行磁粉探伤工序时出现线性显示的原因。结论为航空制造过程中马氏体不锈钢的磁粉检测的磁痕判定提供了依据。     

喷丸强化对12Cr马氏体热强钢疲劳性能的影响

对12Cr马氏体热强钢1Cr12Ni3Mo2VN进行不同工艺的喷丸。研究了不同工艺产生的残余应力场分布和1Cr12Ni3Mo2VN钢室温及高温疲劳性能。结果表明,喷丸强度和表面覆盖率共同影响1Cr12Ni3Mo2VN钢残余应力场分布;1Cr12Ni3Mo2VN钢室温疲劳性能主要与喷丸强度有关,经过特定工艺喷丸后,室温疲劳性能提高了6倍;表面覆盖率对1Cr12Ni3Mo2VN钢室温疲劳性能影响较小,对高温疲劳性能具有明显的影响,经过0.12A、100%覆盖率喷丸后,高温疲劳性能提高了2倍,表面覆盖率升高将导致1Cr12Ni3Mo2VN钢高温疲劳性能下降,当覆盖率提高到400%,高温疲劳寿命基本没有提高,与原始试样相当。     

节Ni型Cr25Mn10Mo4Ni2N钢的耐蚀性及力学性能

采用中频感应炉制备了经济节Ni型铸造双相不锈钢Cr25Mn10Mo4Ni2N材料并选取双相不锈钢2205及奥氏体不锈钢316L作为比较材料,利用电化学测试技术、拉伸试验机及环境扫描电镜(ESEM)对3种不锈钢的耐蚀性能及力学性能进行了检测及形貌观察。耐蚀性能检测表明:节Ni型铸造双相不锈钢Cr25Mn10Mo4Ni2N材料耐蚀性能最佳,其次为2205,316L最差;力学性能检测表明:1120℃固溶处理Cr25Mn10Mo4Ni2N钢的塑性低于双相不锈钢2205及奥氏体不锈钢316L,但具有较高的拉伸强度和硬度。     

激光熔覆Mo2Ni3Si／NiSi金属硅化物复合材料涂层组织与耐磨性

以39Mo-35Ni-26Si(w％)合金粉末为原料，采用激光熔覆技术，在1Cr18Ni9Ti不锈钢基材表面翩得以Mo2Ni3Si金属硅化物为初生相，以Mo2Ni3Si／NiSi共晶相为基体的金属硅化物耐磨复合材料涂层。涂层的常温干滑动磨损试验结果表明，在磨损过程中，Mo2Ni3Si／NiSi共晶相轻微地优先磨损，Mo2Ni3Si金属硅化物微微凸出于磨损表面，起到抗磨的骨干作用。由于Mo2Ni3Si金属硅化物具有很高的硬度和很强的原子间键合力，在磨损过程中难于变形和粘着，激光熔覆Mo2Ni3Si／NiSi金属硅化物复合材料涂层具有优异的耐磨性，与1Cr18Ni9Ti标样相比，涂层的耐磨性提高了56倍。     

氯和氢对新型超高强度Cr12Ni4Mo2Co14钢在酸性环境中电化学腐蚀行为的影响

采用极化曲线、电化学阻抗和Mott-Schottky等电化学试验研究了酸性环境中Cl~-和氢对一种新型超高强度Cr12Ni4Mo2Co14钢电化学腐蚀行为的影响。结果表明:Cl-和氢均对Cr12Ni4Mo2Co14钢的阳极钝化区产生影响,随着Cl~-含量和氢含量的增加,点蚀电位负向移动,钝化区间缩短;Cl-通过占据氧空位促进钝化膜中形成Schottky空位对,而金属离子空位聚集会引起钝化膜的破坏;与未充氢Cr12Ni4Mo2Co14钢相比,充氢Cr12Ni4Mo2Co14钢中的施主和受主密度均有所提高,导致阳离子空位浓度提高,局部阳离子空位的聚集可诱导钝化膜的击穿。     

2Cr12Ni4Mo3VNbN新型叶片钢高频淬火后的显微组织与疲劳性能

为提高2Cr12Ni4Mo3VNbN马氏体不锈钢叶片的疲劳性能,对调质处理后的叶片刃口区进行了高频淬火处理,研究了高频淬火前后2Cr12Ni4Mo3VNbN钢的显微组织、残余应力分布和疲劳性能。结果表明:2Cr12Ni4Mo3VNbN钢高频淬火后显微组织中的原奥氏体晶粒和马氏体板条束都得到细化,没有明显的析出物,而未高频淬火的马氏体有较多窄条状M3C析出。2Cr12Ni4Mo3VNbN叶片高频淬火区表层层深0.1 mm以内主要为压应力,应力值约在-450 MPa^-20 MPa之间,且随层深增加而减小。高频淬火态2Cr12Ni4Mo3VNbN钢的疲劳裂纹扩展门槛值为6.75 MPa·m^1/2,高于未高频淬火态下的4.73 MPa·m^1/2,并且高频淬火态2Cr12Ni4Mo3VNbN钢中的疲劳裂纹扩展速率低于未高频淬火态。这表明,高频淬火处理提高了2Cr12Ni4Mo3VNbN马氏体不锈钢的疲劳裂纹扩展抗力和疲劳裂纹扩展寿命。     

激光热输入对激光增材修复1Cr17Ni2不锈钢组织与力学性能的影响

在1Cr17Ni2不锈钢上进行激光增材修复镍基高温合金粉末试验,研究了激光热输入对1Cr17Ni2钢修复接头显微组织及力学性能的影响。结果表明,1Cr17Ni2钢激光增材修复接头分为熔覆区、热影响区和不锈钢基体,熔覆区上部为均匀分布的树枝晶结构,一次臂较为发达,且生长方向具有一致性,大致平行于熔覆高度方向生长,树枝晶尺寸随激光热输入的减小而逐渐减小,晶粒间的空隙逐渐增大;熔覆区中部和下部区域为短小的柱状枝晶结构,且生长方向具有一致性,随激光热输入的减小,尺寸略有减小。熔覆区主要由基体相γ、沿晶界析出的不规则δ相和MC相等组成;不锈钢侧热影响区主要由块状δ铁素体、奥氏体、马氏体及球状珠光体等组织构成,且与合金熔覆区存在着明显的分界线。随激光热输入的减小,熔覆区平均硬度呈现先增后减的趋势,在激光热输入为80 J/mm时,其硬度达到最大值330.64 HV0.2,较不锈钢基体提高了9.78%。     

CeO_2对镍基金属陶瓷复合层组织和耐腐蚀性能的影响

利用 5kWCO2 激光器在 5Cr2 1Mn9Ni4N不锈钢基体表面成功熔覆了含不同CeO2 量的镍基金属陶瓷复合层。研究了稀土氧化物CeO2 对激光熔覆金属陶瓷复合层显微组织形态和耐腐蚀性能的影响 ,发现稀土氧化物CeO2 能加速碳化钨颗粒的溶解 ,促使钨与铬形成金属间化合物 ;激光熔覆镍基金属陶瓷复合层的耐硫酸腐蚀能力显著优于 1Cr18Ni9Ti不锈钢 ;且含 0 5 %CeO2 (质量分数 )的激光熔覆层的耐腐蚀能力比含 1 5 %CeO2 (质量分数 )和不含CeO2 的激光熔覆层都要强     

无磁钻铤用Cr-Mn-Ni-N系高氮钢平衡凝固相变与析出行为

借助Thermo-Calc软件对无磁钻铤用Fe-(15~25)Cr-(15~25)Mn-(0~5)Ni-(0~1)Mo-(0~1)N-(0~0.8)C多元系高氮钢在凝固和冷却过程中的相变及析出行为进行研究。使用Thermo-Calc软件中的TCFE9数据库对该钢相图的垂直截面图进行计算,分析了Cr、Mn、Ni、Mo、N及C元素对无磁钻铤用高氮钢凝固及冷却过程中相变的影响,并得到了平衡凝固相变路径图。结果表明,增加Cr、Mn含量可显著提高合金中氮的溶解度,Mo元素可以微弱提高氮的溶解度,Ni、C元素显著降低氮的溶解度。Ni、C和N含量提高可扩大单相奥氏体相区,具有稳定奥氏体的作用,Cr、Mo与Mn元素缩小单相奥氏体相区,具有稳定铁素体的作用。N元素可以促进M₂(C,N)相析出,使M₂₃C₆相析出受到抑制。Cr、Mn元素可以促进Sigma相析出,C、N元素抑制Sigma相析出。M₂₃C₆相的析出主要受C含量的影响,随着C含量的升高,M₂₃C₆相的析出温度显著升高。     

Anelastic effects connected with isothermal martensitic transformations in 24Ni4Mo austenitic and 12Cr9Ni4Mo maraging steels

Anelasticity of the austenitic steel 24Ni5Mo and the stainless steel 12Cr9Ni4Mo has been investigated in the austenitic state after quenching with respect to isothermal martensitic transformation during cooling and subsequent heating. Maxima of anelasticity due to isothermal transformation at ≈200 K (24Ni5Mo, 0.002% C) and ≈250 K (12Cr9Ni4Mo; 0.01% C) coincided well with C-curve noses obtained by methods based on magnetic properties and electric resistivity. Corresponding internal friction maxima were found to be dependent on cooling or heating rate, quenching temperature and the frequency of oscillation and may therefore be described using the Delorme approximation. The activation energy of isothermal martensitic transformation calculated from the lower part of the C-curves estimated using the Borgenstam–Hillert and Arrhenius methods (3–8 kJ/mol for 24Ni5Mo and 15–20 kJ/mol for 12Cr9Ni4Mo) are comparable with the energy of impurity–dislocation interaction (≈10 kJ/mol) and interpreted as too low to be caused by diffusion processes: the activation energy for carbon diffusion in austenitic steel 24Ni5Mo is found to be ≈135 kJ/mol and ≈145 kJ/mol for austenite in two-phase 12Cr9Ni4Mo steel. An estimation showed that the activation energy for the isothermal martensitic transformation for the 24Ni5Mo alloy with so-called binary martensitic kinetics was higher in the vicinity of the nose of the C-curve, became lower with a decrease in temperature range and approached zero in the vicinity of the athermal martensitic point. A similar effect was not observed in the 12Cr9Ni4Mo steel.     

热锻模表面激光熔覆Ni60–Cr3C2金属陶瓷的热物性参数研究

为了提高热锻模寿命,采用激光熔覆的方法在热锻模的近表面层W6Mo5Cr4V2上激光熔覆Ni60-Cr3C2金属陶瓷层.用扫描电镜和XRD 对熔覆层显微组织结构进行分析;用维氏硬度计测定覆层的显微硬度;用激光热常数测试仪测定覆层的比热及热导率;用动态热机械分析仪测定热膨胀系数;用高温陶瓷试验系统测定弹性模量.结果表明:涂层与基体为冶金结合,熔覆层硬度在912～1713 HV,Ni60-Cr3C2覆层的热物性参数总体与基体相比基本相当.     

直接激光沉积Fe-Cr-Ni梯度合金钢的组织与性能

采用直接激光沉积技术制备了具有外强内韧组织性能的12CrNi2Y-50Cr6Ni2Y-70Cr8Ni2Y梯度合金钢试样,利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、硬度计、摩擦试验机等分析手段,对直接激光沉积的梯度合金钢试样的组织结构、界面结合性、硬度梯度分布及耐磨性等进行了研究。结果表明,在优化的激光沉积参数下,成功制备出了无裂纹夹杂缺陷、梯度过渡界面处呈现冶金结合的12CrNi2Y-50Cr6Ni2Y-70Cr8Ni2Y梯度合金钢试样。梯度合金钢的组织呈现出由粒状贝氏体+板条贝氏体+少量马氏体→板条贝氏体+板条马氏体→板条马氏体+片状马氏体的变化趋势,对应硬度呈356 HV0.2→551 HV0.2→712 HV0.2梯度分布,体积磨损率呈现2.01×10^-4 mm³·N^-1·m^-1→1.33×10^-4 mm³·N^-1·m^-1→0.71×10^-4 mm³·N^-1<...     

00Cr25Ni6Mo3N双相不锈钢的力学性能

00Cr25Ni6Mo3N双相不锈钢可用于要求具有良好力学性能特别是低温冲击韧度的鼓风机叶轮等零件。某公司的00Cr25Ni6Mo3N双相不锈钢锻件低温冲击性能很不稳定。为此,对冲击性能不良的00Cr25Ni6Mo3N钢锻件进行了1050℃、1070℃、1100℃和1050℃保温1.5h水冷的固溶处理,随后测定了力学性能。结果表明:锻件的-40℃冲击吸收能量差异很大,有的达不到要求的27J。金相分析发现,00Cr25Ni6Mo3N钢锻件冲击韧度低的原因是锻造工艺不当析出了金属间相,而且热处理不能消除这种金属间相,严格控制锻造加热制度是解决该问题的唯一途径。