热轧铁素体不锈钢的晶间腐蚀

目前,关于铁素体不锈钢晶间腐蚀的评定还缺少依据及标准。利用化学浸泡法、扫描电镜及金相显微镜研究了热轧态430,409L,410S铁素体不锈钢及304奥氏体不锈钢在硝酸溶液中的耐晶间腐蚀性能、腐蚀形貌及特征。采用双环电化学动电位再活化法研究了4种不锈钢的晶间腐蚀敏感性。结果表明:4种不锈钢耐晶间腐蚀性能大小依次是304430409L410S,增加Cr含量和添加Ti元素可以提高不锈钢的耐晶间腐蚀性能;相对304奥氏体不锈钢,3种铁素体不锈钢晶间腐蚀倾向明显;晶间腐蚀微观形貌与不锈钢金相组织相对应。     

304不锈钢箔材在不同应变速率下的拉伸性能研究

304不锈钢是一种常用的奥氏体不锈钢.在拉伸应变过程中,应变速率的变化会诱发马氏体转变量和转变速率,以及内部组织滑移线、位错、层错、形变孪晶密度的转变量和转变速率的不同,从而表现出不同的应变硬化行为.本文针对0.1 mm厚度304奥氏体不锈钢箔材,从断后伸长率,断面收缩率,屈服强度,抗拉强度及硬化指数5个方面,研究了室温条件下不同应变速率对其拉伸性能的影响.实验结果表明：马氏体转变理论同样适用于304奥氏体不锈钢箔材, 且0.1 mm厚度304不锈钢存在“越薄越脆,越小越强”的尺寸效应现象;同时,0.1 mm厚度304奥氏体不锈钢箔材拉伸力学性能随应变速率的变化主要表现在以下几方面：断后延伸率和断面收缩率均随着应变速率的增加而降低;低应变速率时,随着应变速率的增加屈服强度增大,而抗拉强度随应变速率的提高呈现减弱的相反规律;高应变速率下,304奥氏体不锈钢的强度主要由材料本身性能决定,应变速率的改变对强度的影响较小;准静态低应变速率下,硬化指数随应变速率增大而升高,较高应变速率下,硬化指数与应变速率变化无关.     

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.     

核电站一回路主管道材料热老化力学性能的预测概述

从核电站一回路铸造奥氏体不锈钢热老化现象、热老化后力学性能变化趋势及力学性能预测流程等方面,对铸造奥氏体不锈钢热老化后冲击性能、拉伸性能、J-R曲线和断裂韧性力学性能预测的研究现状进行了综述。并对目前力学性能预测方法的不足提出自己的想法。     

变形温度对应变强化深冷容器用S30408不锈钢组织结构演化的影响

对经9%预变形、在不同低温条件下拉伸变形后的深冷容器用应变强化S30408奥氏体不锈钢进行一系列的微观组织结构表征,研究了变形温度对其组织结构演变的影响。结果表明:9%预变形后在1.0×10-3/s应变速率下在-60℃和-196℃的拉伸变形促进了S30408不锈钢发生从g奥氏体向α′-马氏体的转变,拉伸温度越低转变量越多、板条越细;同时,随着拉伸温度的降低S30408不锈钢的显微硬度值升高。低温拉伸形变诱发S30408奥氏体不锈钢马氏体相变,其α′-马氏体与基体g奥氏体的位向关系为{111}g∥{011}α′,<101>g∥<111>α′,符合K-S关系。     

应力控制和应变控制模式下304奥氏体不锈钢的应变强化

通过应力控制模式和应变控制模式研究了304奥氏体不锈钢应变强化前后的力学性能。结果表明:应力控制可以准确地控制材料应变强化后的屈服强度;应变控制模式下应变强化后材料力学性能差别较大,在使用应变控制模式强化304奥氏体不锈钢时,其应变数值不能超过10%。在实际应用中,可以将应力作为应变强化的控制值,将应变作为应变强化的限制值。     

固溶处理对304/Q245R焊接接头组织及性能的影响

为研究固溶处理对304奥氏体不锈钢和Q245R碳钢异种金属焊接接头显微组织及性能的影响,采用E309-16奥氏体不锈钢焊丝对6 mm厚的304/Q245R板材进行手工电弧焊,焊后使用箱式电阻炉对焊接接头进行固溶处理,对焊接接头进行显微组织观察和力学性能测试.结果表明:相对于固溶处理前,固溶处理后的接头焊缝组织为灰色奥氏体和黑色铁素体,枝晶偏析程度明显降低,Cr、Ni等合金元素分布较为均匀;焊缝和碳钢侧热影响区硬度值均有所提高,最高硬度值为304.59 HV,出现在焊缝位置;接头抗拉强度较高,达570 MPa,拉伸断裂发生在母材Q245R碳钢部位.另外,对焊缝进行XRD测定,未检测到不利于接头性能的相,这表明固溶处理后的异种金属接头性能良好,能够满足工程中的实际需求.     

反复焊接对超低碳奥氏体不锈钢力学性能的影响

通过对反复焊接1～5次的超低碳奥氏体不锈钢力学性能的试验及金相组织的分析，研究了反复焊接对超低碳奥氏体不锈钢力学性能的影响。试验结果显示，在同一部位反复焊接5次后，超低碳奥氏体不锈钢的拉伸性能、冲击功、硬度及显微组织没有发生明显变化，表明超低碳奥氏体不锈钢在选择合适的焊接材料、焊接工艺和焊接方法的前提下，同一部位可反复焊接5次，不会明显影响其力学性能。     

新型耐空蚀Cr-Co-Ni-Mn奥氏体不锈钢研究

制备了一种Cr-Co-Ni-Mn含钴奥氏体不锈钢。与304不锈钢比较,研究了其抗空蚀性能,用TEM观察了空蚀试样的组织结构,并测定了该钢种的强度,利用时效处理研究其组织稳定性。结果表明Cr-Co-Ni-Mn含钴奥氏体不锈钢屈服强度、抗拉强度比常用的304不锈钢高,奥氏体组织稳定,空蚀孕育期长,耐空蚀效果好。TEM观察到试样空蚀作用层有ε马氏体组织,这些形变组织有利于吸收应变能,提高材料耐空蚀能力。综合该钢的性能,在耐空蚀领域有潜在的应用前景。     

304不锈钢局部干法水下激光填丝焊接工艺及焊缝性能研究

目的 采用自主研制的水下激光填丝焊接装备,在304奥氏体不锈钢板材表面进行U形坡口激光填丝焊接试验,为304不锈钢水下修复工作提供技术参考。方法 在功率为5 600 W、焊接速度为6 mm/s、送丝速度为205 cm/min、保护气体流量为15 L/min、排水气体流量为30 L/min的条件下进行焊接试验,并对空气和水下环境下的焊缝进行对比检测分析。通过光学显微镜分析2种环境下焊缝的显微组织;对2种焊缝进行拉伸、弯曲等力学性能测试;采用显微硬度计测试1 kg载荷下不同区域的显微硬度;使用VersaSTAT3F电化学工作站测定在3.5%（质量分数）的NaCl溶液中2种焊缝的开路电位和极化曲线。结果 2种环境下的焊缝均无明显裂纹、气孔等缺陷;显微组织主要由奥氏体和铁素体组成,但2种环境下焊缝的奥氏体晶粒大小和铁素体形状均略有差别,焊缝拉伸断口均为典型的韧性断裂形貌且抗拉强度符合304不锈钢标准。2种环境下焊缝的微观组织和晶粒大小不同,水下焊缝硬度高于空气的。通过分析2种环境下焊缝的开路电位和极化曲线,可知水下焊缝的耐腐蚀性略高。结论 所开发的局部干法水下激光填丝焊接工艺可以满足实际工程中...     

奥氏体不锈钢低温气体渗碳后的组织性能

采用自主研发的低温气体渗碳炉对AISI316和AISI304奥氏体不锈钢进行低温气体渗碳处理,在不损害原有耐蚀性的基础上,增加其表面强度,提高其耐磨性。运用金相、硬度和XRD表征奥氏体不锈钢的渗碳层的组织,采用电化学工作站检测其耐蚀性能,采用摩擦磨损试验检测其耐磨性。结果表明,470℃低温气体渗碳处理的AISI316和AISI304奥氏体不锈钢,表层硬度从250HV0.25 N增加到800~1 000 HV0.25 N,有效硬化层都达到36μm以上,耐磨性提高2~3倍,耐蚀性能基本不变。     

SUS304不锈钢箔电流辅助微拉伸变形行为研究

目的 基于电流辅助微拉伸实验,研究SUS304不锈钢箔的流动应力和微观结构的影响规律,为SUS304不锈钢箔的电流辅助微成形工艺提供指导。方法 通过电流辅助微拉伸工艺,研究在应变速率为0.001 s-1、频率为100Hz、占空比为50%的条件下,不同电流密度和晶粒尺寸对SUS304不锈钢箔力学性能的影响规律,通过扫描电子显微镜和准原位电子背散射衍射分析电流密度和晶粒尺寸对SUS304不锈钢箔微观组织的影响规律。结果 SUS304不锈箔的流动应力随着晶粒尺寸的增加而降低。脉冲电流的引入可以降低SUS304不锈钢箔的流动应力,同时也降低了SUS304不锈钢箔整体的伸长率。随着电流密度的增加,韧窝尺寸变得大而深,断裂模式由准解理断裂向韧性断裂转变,脉冲电流改善了SUS304不锈钢箔的局部韧性。另外,脉冲电流可以减小KAM值,脉冲电流的引入可以减小几何必须位错密度,对于晶粒尺寸为11.98μm的不锈钢箔,其几何必须位错密度降低得更显著,晶粒间变得更均匀,变形协调性更好。结论 采用电流辅助微拉伸有效降低了SUS304不锈钢箔的流动应力。晶粒尺寸较小的SUS304不锈钢箔具有更好的变形协调性。     

激光选区熔化成形工艺对304L不锈钢冲击韧性的影响

目的 了解激光选区熔化(SLM)成形工艺参数对304L不锈钢冲击韧性的影响,从而得到304L不锈钢的最佳成形工艺参数。方法 对激光功率300~340 W,激光扫描速度800~1 500 mm.s^?1条件下的激光选区熔化成形304L不锈钢开展冲击试验,通过表面硬度、微观组织及断口形貌观察对冲击韧性的影响规律进行分析。结果 SLM成形304L不锈钢微观组织为跨越熔池生长形成的不规则柱状晶粒,成形工艺参数对试样表面硬度影响不显著;随着激光功率的增大和激光扫描速度的降低,304L不锈钢断面致密程度提高,孔洞类缺陷尺寸减少且数量减少,冲击韧性增大,冲击功最大值为141.9 J。结论 基于冲击试验结果,在激光体能量密度为100~140 J/mm³的条件下,304L冲击韧性稳定在138 J左右,为SLM成形304L材料的最佳成形参数区间。     

脉冲电流处理对轧制316L不锈钢的快速强化

目的 探究不同参数的脉冲电流处理(EPT)对轧制316L不锈钢拉伸性能、显微硬度及微观组织的影响。方法 将轧制的316L不锈钢作为原始样,调节流过样品的脉冲电流密度,分别为130、170、190、260、310 A/mm²,分析脉冲电流密度与其拉伸性能和显微硬度的关系。结果 轧制316L不锈钢的抗拉强度和显微硬度随着脉冲电流密度的增大呈现先增大后减小的趋势,其中当脉冲电流密度为170 A/mm²时达到峰值,抗拉强度由1 485 MPa提升到1 625 MPa,同时显微硬度也由431HV增大到473HV。通过电子背散射衍射分析微观组织可知,与原始样相比,经过脉冲电流处理的样品晶粒尺寸明显减小,马氏体含量明显增多,脉冲电流处理可以促使微观组织快速均匀化。结论 脉冲电流处理可以在短时间内实现轧制316L不锈钢组织的均匀化调控,有效改善轧制316L不锈钢的微观组织,减少轧钢形变织构,促使参与的奥氏体转变为马氏体,使微观组织趋于稳定,同时还可以使轧制316L不锈钢晶粒快速细化,达到细晶强化的效果,有效提高整体抗拉强度和显微硬度。     

304不锈钢激光焊接接头组织性能及断裂机理研究

目的 研究工艺参数对接头微观组织及力学性能的影响规律,观察断口形貌并揭示断裂机理。方法 基于生产实际,采用激光焊接技术对304不锈钢进行平板对接试验,利用金相显微镜、扫描电镜和背散射电子衍射等手段观察不同焊接参数下的接头微观组织,利用拉伸试验机及显微硬度仪测试其力学性能;通过疲劳试验机测试不同应力下的疲劳寿命,并绘制相应的S-N曲线;使用扫描电镜观察并分析疲劳断口的形貌特征。结果 焊缝中心由等轴状奥氏体和针状铁素体组成,熔合区以柱状晶的形式向焊缝中心生长。激光功率及焊接速度越大,柱状晶的尺寸越小。当激光焊接功率为1 390 W、焊接速度为13mm/s、离焦量为-10 mm时,304不锈钢激光焊接接头的力学性能最好,此时的抗拉强度为785.9 MPa、伸长率为75.6%,拉伸断口呈典型的韧性断裂特征。在高应力水平（350 MPa和500 MPa）下,疲劳断口由裂纹萌生区、裂纹扩展区和瞬时断裂区组成,焊缝具有优良的抗疲劳性能。结论 焊接速度越快、焊接功率越小、离焦量为负,得到的焊接接头硬度越高,由于细晶强化及加工硬化的双重作用,接头达到了最佳力学性能。     

基于“混杂”设计的索氏体新型不锈钢的组织和性能

对基于"混杂"设计的索氏体高强新型不锈钢进行了显微组织分析及力学性能和耐腐蚀性能评价;进一步将其与其他典型钢种对比,并探讨其应用前景。结果表明:索氏体不锈钢显微组织类型上与马氏体不锈钢相似;具有较好的强韧性匹配,并且调控范围广;成形性和冲击性能良好;耐蚀性与201奥氏体不锈钢相当或比201奥氏体不锈钢略差,但比410马氏体不锈钢略好;索氏体不锈钢在耐蚀工程结构等领域具有广阔的应用前景。     

304奥氏体不锈钢粉末渗硅层的结构和性能

为了提高高镍铬含量不锈钢的抗渗碳性,探索了奥氏体不锈钢表面的渗硅效果.通过扩散处理,在304奥氏体不锈钢表面获得了结构致密的渗硅层.应用SEM电镜和EDS能谱分析、显微硬度测定等方法观察了渗硅层的微观结构及其性能.结果表明,渗硅层厚度达50μm以上,为典型的柱状晶结构;渗层晶粒中由里到外的硅浓度分布区间为12.24%～20.93%;相应的微观组织的细密程度由表及里呈梯度分布,与基体结合处呈纳米晶结构;显微硬度由里到外在406～477 HV1N.缺口断裂法试验结果表明,渗硅层与钢基体结合十分良好.     

小型锅炉锅筒开裂原因分析

采用化学成分分析,宏、微观组织检验,断口观察和腐蚀产物分析等方法对SUS304奥氏体不锈钢锅炉的锅筒开裂进行了分析。结果表明,环境中存在硫和氯等元素,造成在锅筒板与顶盖的焊接处发生腐蚀而形成腐蚀坑并萌生裂纹,在各种应力作用下裂纹不断扩展,最终导致开裂。     

扫描速度对激光选区熔化成形304L不锈钢板材高温持久性能的影响

目的 以激光选区熔化(SLM)成形304L不锈钢为对象,研究激光扫描速度对其组织及性能的影响,为优化304L不锈钢成形参数提供试验依据。方法 采用单因素试验研究了扫描速度对304L不锈钢微观组织、孔隙率、相对致密度、硬度、持久寿命等性能的影响,得到了304L不锈钢SLM成形相对最佳工艺参数。结果 当激光功率为300 W、扫描间距为0.1 mm、层厚为0.03 mm时,SLM成形304L不锈钢的最优扫描速度为1 000 mm/s,在此参数下试样持久时间为62.5 h,相对密度为99.5%,室温洛氏硬度为91.3HRB,700 ℃下维氏硬度为126.2HV。结论 在最优成形条件下,显微胞状结构组织均匀致密且气孔较少,熔池边界细小晶粒取向基本随机,熔池内偏大的柱状晶取向沿着<001>方向有一定的择优性,具有弱织构特征;相主要由奥氏体组成,持久断口呈灰黑色,无明显的颈缩现象,断口呈现锯齿状起伏滑移,并伴有明显的撕裂特征,断口为韧性撕裂断口。     

焊丝成分对T91/316L异种钢焊接接头微观组织和力学性能的影响

T91马氏体钢与316L奥氏体钢异种钢的焊接主要应用于超超临界机组(USC)和核电领域中的加速器驱动次临界洁净核能系统(ADS)。本研究采用ER309L、ER316L和ERNiCr-3三种不同的焊丝,使用钨极氩弧(TIG)焊对T91马氏体不锈钢和316L奥氏体不锈钢进行了焊接,并对焊接接头进行了微观组织和力学性能分析,同时研究了焊后热处理对焊接接头的影响规律。研究结果表明,使用三种焊丝获得的焊缝的微观组织都是粗大的奥氏体枝晶,且其枝晶的晶粒垂直于熔合线往焊缝中心生长。焊态下焊接接头拉伸试样在T91侧的粗晶热影响区(CGHAZ)发生脆性断裂,经过焊后热处理(750 ℃/1 h)的焊接拉伸试样的韧性断裂均发生在316L母材处,且抗拉强度显著上升,这表明焊后热处理能够提高T91/316L异种钢焊接接头的拉伸性能。在未焊后热处理状态下,使用ERNiCr-3焊丝获得的焊接接头焊缝的冲击性能优于其他焊丝。焊态下焊接接头硬度在T91侧熔合线处显著升高,而焊后热处理后T91侧熔合线处的硬度凸起几乎消失。