2205双相不锈钢高周疲劳诱发的相变行为

目前,对2205双相不锈钢(2205DSS)在疲劳载荷下的相结构演变还缺乏报道。对2205DSS双相不锈钢进行了高周疲劳试验,采用面积统计法测定了铁素体、奥氏体及其两相比,研究了应力幅值和循环周次对铁素体高周疲劳的影响,分析了疲劳诱发的相变机理,探讨了高周疲劳对2205DSS相变行为的影响。结果表明:随着应力幅值和循环周次的增加,2205DSS双相不锈钢中奥氏体逐渐减少,铁素体及其与奥氏体的比逐渐增加;两相具有不协调变形能力,循环载荷在相界处产生局部应力集中以及累积应变能增加,是促进碳原子发生上坡扩散并诱发界面向奥氏体方向移动的原因。     

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。     

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。     

空气和腐蚀环境下双相不锈钢SAF2507的疲劳性能

对超级双相不锈钢SAF2507分别在空气和3.5%NaCl溶液中进行旋转弯曲疲劳实验,研究两种介质下SAF2507不锈钢的疲劳性能。结果表明:宏观上,双相不锈钢SAF2507在3.5%NaCl腐蚀环境中的疲劳强度较空气中的下降幅度小,为空气下的90%。但微观上,空气中疲劳断口表现为韧性断裂,在铁素体和奥氏体相上呈现大量疲劳辉纹;腐蚀环境下,奥氏体为韧性断裂,而铁素体呈现解理断裂模式。两相上疲劳辉纹的宽度和间距随着晶粒位向及二次裂纹的开裂而不同。在奥氏体-铁素体双相不锈钢的疲劳断口中,不能根据疲劳辉纹的间距进行相的鉴别。     

氢气环境下2205双相不锈钢的氢致开裂研究

为了研究氢气环境下双相不锈钢疲劳裂纹萌生和扩展的影响规律,建立氢气环境下双相不锈钢疲劳应变组织演化—氢致开裂之间的关联机制,在5 MPa氢气和5 MPa氮气2种环境中对2205双相不锈钢试样进行了慢应变速率拉伸和疲劳裂纹扩展速率试验。结果表明：在氢气环境下,2205双相不锈钢在慢应变速率拉伸过程中的氢脆敏感性不高,而在疲劳过程中氢脆现象显著,5 MPa氢气环境下2205双相不锈钢的疲劳裂纹扩展速率比氮气环境中的快18倍;氢气能够促进2205双向不锈钢疲劳裂纹尖端周围组织的局部塑性变形,并进一步导致氢致开裂。在氢气环境下2205双相不锈钢疲劳变形过程中,不同的相结构其氢致开裂机理也不同,铁素体相容易形成河流状花样断口形貌(解理断口),而奥氏体相断口形貌多呈现平行的滑移带特征,奥氏体相在铁素体相的解理开裂过程中对裂纹具有阻碍作用。     

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℃。     

UNS S32750双相不锈钢焊接热影响区微观组织演变

焊接是双相不锈钢推广应用不可或缺的加工制造环节,但是目前对双相不锈钢多层多道焊接过程中热影响区的微观组织演变行为仍不清晰。以Gleeble3500热模拟试验机为平台,采用热力学方法和先进的组织表征技术,研究了高温铁素体化以及随后的再加热过程对UNS S32750双相不锈钢焊接热影响区微观组织的影响规律。结果表明,热影响区经铁素体化后,铁素体和奥氏体不再以条带状交替存在,而是转变为粗大、等轴状的亚稳态铁素体和不同类型的一次奥氏体(γ₁),并且奥氏体含量显著降低。同时,在铁素体晶粒内、铁素体与铁素体晶粒边界以及铁素体与奥氏体相界处析出大量的Cr₂N。此外,后续焊道的再加热过程以及再加热温度对热影响区的微观组织特征具有显著影响。随着再加热温度从900℃升高至1 200℃,奥氏体含量逐渐增加,但Cr₂N的析出倾向明显降低。二次奥氏体(γ₂)更易于在1 000℃再加热时析出,并且与Cr₂N呈现协助析出行为。     

低碳钢形变诱导相变组织在保温中的变化

通过热模拟实验，考察了在不同变形温度和不同奥氏体晶粒尺寸等条件下保温对低碳钢形变后组织演变的影响。结果表明，在较低温度下变形得到的铁素体在保温时更稳定，随温度升高，易发生铁素体向奥氏体的逆相变。细晶奥氏体转变后的铁素体在保温时长大缓慢，所得组织稳定，并且保温后的组织也更为均匀。     

终轧温度对2205/Q235B双相不锈钢复合板组织和性能的影响

本工作以2205双相不锈钢和Q235B低碳钢为研究对象,采用Gleeble3800热模拟实验机将其压缩为复合板,并通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、力学及电化学性能测试仪器研究了终轧温度对2205/Q235B双相不锈钢复合板显微组织、剪切强度和耐腐蚀性能的影响规律。结果表明,在压下率一定的条件下,终轧温度在850～970℃范围内,2205和Q235B均能得到良好的结合界面,靠近复合界面的2205侧形成了一个奥氏体长条带,Q235B侧形成了宽度39.1～47.4μm的脱碳区域。随着终轧温度的降低,2205/Q235B双相不锈钢复合钢板的剪切强度显著提高,终轧温度为850℃时剪切强度最高,达到445 MPa。随着终轧温度的升高,2205双相不锈钢中δ铁素体含量逐渐增加,970℃时,δ铁素体含量达到最大值45.3%,2205不锈钢表面的耐腐蚀性能最佳。但随着终轧温度的升高,2205/Q235B结合界面处碳钢侧腐蚀深坑宽度由35.56μm增大到49.44μm,应注意腐蚀防护。     

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。     

18.5%Cr高Mn型节镍双相不锈钢大变形热压缩的组织和再结晶行为

使用热模拟试验机在1123~1423 K/0.01~10 s^-1变形条件下对18.5%对Cr高Mn节镍型双相不锈钢进行了变形量为70%的大变形热压缩,研究其在热变形过程中两相的亚结构特征和软化机理。结果表明,在0.01~0.1 s^-1/1123~1223 K范围的热压缩软化以铁素体相的再结晶为主,而在0.1 s^-1/1323~1423 K和10 s^-1/1223 K范围的热压缩软化以奥氏体相的再结晶为主。在变形温度为1223 K、应变速率由0.01 s^-1增大到10 s^-1的条件下铁素体相内的位错缠结向胞状结构演化并出现位错线,奥氏体相内的亚结构则转变为细小的再结晶晶粒。应变速率为0.1 s^-1、变形温度由1123 K提高到1323 K时铁素体相内的位错增加,变形晶粒向胞状组织演化而奥氏体相内的位错减少,由回复组织转变为再结晶组织。根据热变形方程计算出表观应力指数n=7.13,热变形激活能Q=514.29 kJ/mol,并建立了Z参数关系本构方程。根据加工硬化率得到再结晶临界条件,并确定了Z参数与再结晶临界条件的关系。对热加工图的分析结果表明,随着变形量的增大失稳区逐渐减小,最佳加工区域为1348~1423 K/1~10 s^-1,功率耗散系数大于0.4。     

16Mn钢奥氏体动态再结晶及晶粒细化的研究

本文研究了16Mn 钢奥氏体动态再结晶、晶粒大小、晶粒细化率及γ→α相变后铁素体晶粒大小与工艺参数:变形量ε,变形温度之间的关系。通过大量数据的回归处理,得到奥氏体晶粒细化率在一定温度条件下,与变形量ε之间满足指数函数关系:动态再结晶完成后,奥氏体晶粒平均直径与形变速率温度修正系数 z 之间符合线性关系:γ→α相变后铁素体晶粒大小在一定温度条件下与变形量之间也存在指数函数关系:     

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。     

不同压缩比2205双相不锈钢轧制复合板组织及性能对比研究

研究了不同压缩比2205双相不锈钢轧制复合板界面和复层的组织和性能。结果表明,压缩比为4和6的复合板复层均由奥氏体和铁素体组成,奥氏体和铁素体相界呈锯齿状;基层和复层界面处碳钢侧为单一铁素体,不锈钢侧可见一条不连续黑色条带;相比压缩比为4的复合板,压缩比为6的复合板复层铁素体含量更高,奥氏体γ相尺寸更小更长,耐腐蚀性更好,但强度无明显差异;基层和复层界面更平整,结合力更低。      

双相不锈钢的显微组织和性能

含有奥氏体和铁素体的双相不锈钢用于化学加工工业和要求高强度和耐蚀性的其他用途,其屈服强度大约比奥氏体不锈钢高1倍,抗点蚀和抗应力腐蚀裂纹的能力优于316型不锈钢。由于成分和双相结构的关系,其制造和使用不同于奥氏体不锈钢。除了铬和钼的含量高以外还含有铁素体、这会促进σ相的形成。双相不锈钢和铁素体不锈钢都容易产生“475℃脆化”,这是奥氏体钢不曾有过的现象。许多不锈钢种都可能形成碳化物和金属间相但不形成σ相。双相不锈钢的等温处理可以产生各种各样的微量成分。大多数退火状态的锻压双相不锈钢,其     

Zr对Ti微合金化低碳钢形变奥氏体再结晶和析出相的影响

通过多道次模拟压缩实验，研究不同Zr和Ti含量的三种Ti微合金化低碳钢在950℃~1050℃形变奥氏体再结晶和析出相的变化和最佳变形温度。结果表明，Ti含量的提高和Zr的加入使Ti微合金钢形变奥氏体的再结晶和晶粒长大延迟。Zr的加入还能增加Ti微合金钢中析出相的数量、改善析出相尺寸分布的均匀性进而得到相对均匀的奥氏体组织。变形温度为1000℃时的Ti-Zr微合金钢奥氏体组织最细小均匀。     

热处理细化δ/γ双相不锈钢晶粒的研究

为了消除粗大 δ铁素体的有害作用 ,研究了用热处理细化 Cr2 5Ni5Mo1 .5双相不锈钢 δ铁素体的方法。热处理所用的反应为 σ化反应 δ→ γ+σ和反 σ化反应 γ+σ→ δ。经过 75 0℃× 38h的 σ化处理 ,δ铁素体转变为细小的 γ相和 σ相的混合组织 ,通过快速加热的反σ化处理 ,获得了非常细小的铁素体。铁素体细化后的 Cr2 5Ni5Mo1 .5双相不锈钢冲击韧性大幅度提高 ,且 5 0℃时的冲击断口形貌由大面积的解理变为细小的韧窝     

Ti-IF钢铁素体区热变形行为研究和Zener-Hollomen参数方程的建立

利用单道次压缩变形,研究了变形温度、变形速率和变形程度对一种Ti-IF钢的奥氏体区、铁素体区和两相区的热变形行为的影响.在奥氏体区和铁素体区变形时,随变形温度的降低流变应力增加,而在两相区变形时,随变形温度的降低流变应力降低.Ti-IF钢的铁素体动态再结晶受变形温度的影响最大,在铁素体变形高温区可以发生动态再结晶,铁素体区变形高温区域的变形抗力显著降低.根据流变应力曲线,确定了Ti-IF钢Z-Hollomen参数方程.     

超级双相不锈钢2507焊接工艺研究现状

主要梳理和综述了超级双相不锈钢2507焊接方面的研究工作,从而对超级双相不锈钢2507焊接工艺进行指导。从超级双相不锈钢2507焊接工艺、焊接接头两相比例调节两个维度进行综述,其中,超级双相不锈钢2507焊接工艺部分从钨极氩弧焊、埋弧焊、等离子弧焊、激光焊、电子束焊、激光-电弧复合焊这6种焊接工艺开展评述,焊接接头两相比例调节部分从调整焊接热输入、焊后热处理、添加合金元素镍或氮3个方面进行评述。结合国内外研究现状,探讨了超级双相不锈钢焊接如何控制接头两相比例这一关键问题。研究现状表明:钨极氩弧焊、等离子弧焊和激光焊可以较好地实现超级双相不锈钢优质焊接;添加合金元素镍或氮是调控焊接接头两相比例的重要手段。开展超级双相不锈钢2507焊接工艺研究现状的综述具有重要意义,向熔池过渡合金元素的高能量密度焊接工艺可能是超级双相不锈钢焊接的优选技术。