含Ti铸造双相不锈钢时效处理的优化研究

借助光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和硬度测试研究了时效处理工艺对含Ti铸造双相不锈钢的组织和力学性能的影响以及点蚀前后的形貌变化;借助能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)分析了析出相的成分及碳化物种类。通过电化学试验检测了钢的耐腐蚀性能。结果表明:随着时效温度的升高,含钛铸造双相不锈钢的硬度先升后降,其主要原因是富Cr相的析出和溶解;钢的耐腐蚀性能先降后升,且点蚀通常发生在富Cr相的周围和相界处。时效时间从2 h增加至6 h,钢的组织和硬度的变化不明显。经900℃时效2 h的钢性能最佳。     

Cr_2N对高氮奥氏体不锈钢腐蚀敏感性的影响

高氮不锈钢的强度高于含碳不锈钢材料,但在600℃～1050℃温度下容易产生Cr_2N沉淀相。用单循环电化学势能重激活试验检测700℃和900℃温度下高氮低碳奥氏体不锈钢因Cr_2N的析出而产生的腐蚀敏感度,在700℃时效时,敏感度随时效时间的延长而增加。高氮材料的腐蚀敏感性并不需要富Cr的碳化物(M_(23)C_6)存在。在900℃时效时,则没有敏感性,尽管沉淀相析出程度比700℃时高,因900℃时贫Cr区中所含Cr量比较高,在电化学势能重激活试验中不会被腐蚀。预先冷变形加快了700℃时Cr_2N的析出速度和腐蚀敏化过程。高氮奥氏体不锈钢的敏感性与含C不锈钢的腐蚀敏化现象相类似,容易产生晶间腐蚀和晶间应力腐蚀破裂。     

第二相析出对Cr-Ni系粉末冶金不锈钢耐蚀性的影响

为研究提升Cr-Ni系粉末冶金不锈钢阀座的耐腐蚀性能,设计在阀座零件中添加元素Ti和Nb,并采用固溶处理、稳定化处理、固溶+稳定化处理3种不同的工艺路线进行热处理试验。结果表明:1080℃保温1 h后水冷固溶处理,然后再配合880℃保温6 h稳定化处理的热处理工艺可以有效改善其耐腐蚀性能,防锈性能达到72 h中性盐雾腐蚀试验要求;通过扫描电镜和EDS能谱等手段发现,粉末冶金不锈钢中Cr_(23)C_6等铬的碳化物是导致其耐腐蚀性能下降的重要原因,而钎焊会加剧Cr_(23)C_6等铬的碳化物的析出,进一步降低其耐腐蚀性。固溶+稳定化处理工艺可以有效减少有害物Cr_(23)C_6析出,有效改善Cr-Ni系粉末冶金不锈钢零件的耐腐蚀性能。     

750℃时效对新型含硅双相不锈钢的显微组织与力学性能的影响

设计了一种成分(质量分数,%)为20Cr、6Ni、3.5Si、1.5Cu、1.3Mo、0.2N的新型含Si双相不锈钢,采用金相显微镜、X-射线衍射、扫描电镜和透射电镜研究了750℃时效处理不同时间对其显微组织和力学性能的影响。结果表明,时效处理显著降低室温冲击性能,时效1.5 h后布氏硬度达到峰值。奥氏体中析出的纳米级ε-Cu相和铁素体/奥氏体相界析出的颗粒状Cr_(23)C_6碳化物有利于提高布氏硬度值。Si_3N_4相在铁素体相中及铁素体/奥氏体相界析出显著降低室温冲击性能。     

1Cr21Ni5Ti˫�಻�����֯�ȶ��Լ��Գ�����Ե�Ӱ��

用600℃时效微观组织变化和冲击韧性的变化评价了1Cr21Ni5Ti双相不锈钢的稳定性。结果表明：1Cr21Ni5Ti双相不锈钢稳定性对Ti/C极为敏感,低Ti/C（Ti/C=4.08）钢600℃时效快速析出富Cr的M23C6碳化物,降低奥氏体内的Cr和C含量致使时效后冷却过程中奥氏体转变为马氏体,并伴随着冲击韧性的严重恶化;而Ti/C适度的钢明显抑制了M23C6碳化物的析出和随后奥氏体向马氏体转变,长时间时效后冲击韧性高出低Ti/C钢近一倍。     

3Cr13不锈钢低温双辉等离子渗铬

对3Cr13不锈钢在700 ℃进行低温等离子渗铬处理,并观察处理后试样的组织,进行了截面成分检测、硬度检测、X射线衍射物相分析以及电化学腐蚀性能测试.结果表明,表面覆盖4～5 μm 的铬沉积层后在沉积层的下边形成了一定区域的脱碳层,表面硬度达728 HV0.05;表层物相主要为Fe、Cr、Cr_(1.36)Fe_(0.52)及Cr_(23)C_6;在2.5%HCl溶液中耐腐蚀性能提高约6倍,抗点蚀能力有一定的增强,提高了耐晶间腐蚀的能力.     

Inconel 600热电偶套管焊接的组织和性能研究

采用等离子和TIG分别对Inconel 600热电偶套筒进行焊接,研究不同焊接方法对Inconel 600显微组织及其性能的影响。母材为全奥氏体组织,主要由γ、γ′(Ni_3Al)以及Cr_(23)C_6碳化物组成,夹杂着些许氧化物颗粒。结果表明,等离子接头中析出的碳化物Cr_(23)C_6多于TIG焊接头,热影响区碳化物Cr_(23)C_6含量减少。焊缝显微硬度均低于母材,但等离子接头的焊缝显微硬度略大于TIG焊焊缝。     

固溶处理对低镍耐热铸钢微观组织及主要元素分布的影响

借助热力学计算软件(Thermo-Calc)、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)以及电子布氏硬度计(HBE-3000A)分别研究了1140℃固溶处理下保温不同时间对自行研制的低镍耐热铸钢组织和性能的影响。Thermo-Calc计算结果表明,降低Ni后的新钢种高温组织为奥氏体和铁素体双相组织;通过金相观察并辅助于Image Pro Plus统计软件表明,随着保温时间增加,双相组织中铁素体含量逐渐增多,且两相中存在富Cr区,并随保温时间增长,Cr-rich先在两相相界处(靠近奥氏体)聚集随后消失;当铁素体中的Mo含量达到0.40%(质量分数),基体中开始析出短杆状MC型碳化物(MoC);当试样在1140℃下保温40 min时,由于铁素体含量明显增加,分布更加均匀,且析出相的种类也由Nb_6C_5+M_(23)C_6增加为Nb_6C_5+M_(23)C_6+Mo C,其布氏硬度达到最高值。     

离子渗碳温度对316L不锈钢渗层组织和性能的影响

利用低温离子渗碳技术.在不同温度下对AISI 316L奥氏体不锈钢进行渗碳处理.利用光学显微镜、显微硬度计、XRD以及电化学测试技术研究了渗碳温度对不锈钢表面显微组织和性能的影响.结果表明,渗碳温度显著影响AISI 316L奥氏体不锈钢渗碳层的组织结构与性能.渗碳温度在400～550℃之间时,可以获得无碳化物析出的、具有单一γ_c相结构的渗碳层;渗碳温度在550℃时,渗碳层为γ相+Cr_(23)C_6+Cr_7C_3+Fe_3C+Fe_2C的混合组织.渗碳层的厚度与硬度均随渗碳温度的升高而增加.550℃是AISI 316L奥氏体不锈钢中铬的碳化物析出的临界温度.为了避免铬的碳化物析出而降低不锈钢的耐蚀性能.奥氏体不锈钢渗碳必须在低于550℃的渗碳温度下进行.     

Mn-N双相不锈钢堆焊熔覆层耐点蚀性能研究

采用粉末堆焊和固溶热处理的方法制备Mn-N系双相不锈钢堆焊层试样。观察堆焊层的金相组织,通过FeCl_3-HCl浸泡试验和动电位极化曲线法研究堆焊层的耐腐蚀性能,并与2209双相不锈钢及304奥氏体不锈钢堆焊层进行对比。结果表明:研制的Mn-N型双相不锈钢堆焊层的金相组织为奥氏体和铁素体,两相比例接近1∶1,铁素体的存在为晶界提供了充足的Cr,减小了Cr的碳化物沉淀,耐点腐蚀性优于304奥氏体不锈钢;Mn-N双相不锈钢的耐腐蚀性能略差于2209双相不锈钢,原因是其Cr、Mo元素含量低于2209,使其钝化膜的稳定性和再钝化能力有所下降。     

双相不锈钢2605N与铁素体不锈钢Cr30的腐蚀性能

以双相不锈钢2605N和铁素体不锈钢Cr30研究对象,比较了两种材料的显微组织与力学性能,并分别进行了化学浸泡腐蚀试验和含3.5%NaCl溶液的电解腐蚀试验,分析了试验材料的腐蚀失效形式.化学浸泡腐蚀试验结果表明,Cr30腐蚀速率是2605N的7倍多;电解腐蚀试验揭示了2605N腐蚀失效的主要形式是小孔腐蚀,而Cr30的腐蚀失效形式同时包含晶界腐蚀和小孔腐蚀;双相不锈钢材料中合金元素形成致密的氧化膜(Cr2O3、NiO等)是其耐腐蚀性能优越的主要原因,而Cr30材料中基体与碳化物间存在的电位差引起相界腐蚀,并且碳化物的酎腐蚀性较差导致Cr30的耐腐蚀性能变差.     

含N量对Mn18Cr18N奥氏体不锈钢的析出行为及力学性能的影响

采用JmatPro软件、OM、SEM和TEM等方法研究了不同含N量的Mn18Cr18N奥氏体不锈钢的析出行为及其对力学性能的影响。结果表明:析出物主要为六方结构的Cr_2N和少量M_(23)C_6,其中氮化物Cr_2N优先沿着晶界析出,随后以不连续胞状方式向奥氏体晶粒内部生长。随着N含量的增加,Cr_2N氮化物的析出变得更加敏感,当N含量为0.7%时,Cr_2N氮化物的最敏感析出温度为750℃,孕育期仅为10 min;而碳化物M_(23)C_6主要以颗粒状形式形成在奥氏体晶界上,与相邻的奥氏体晶粒保持相同的位向关系。力学性能测试结果表明,Cr_2N氮化物的析出对Mn18Cr18N奥氏体不锈钢的强度有较小的影响,但对于塑性却有强烈的恶化作用。时效后Cr_2N的析出导致伸长率和断面收缩率明显降低,伸长率从52.9%降低到27.7%,断裂模式也随着Cr_2N氮化物数量的增加从韧性断裂转变为脆性的沿晶断裂和穿晶断裂。TEM分析表明,固溶态试样在拉伸变形过程中通过滑移和孪生方式协调变形,呈现了良好的塑性变形能力。而时效后,位错通过滑移和繁殖最终堆积在Cr_2N片层之间和颗粒状M_(23)C_6周围,降低了Mn18Cr18N奥氏体不锈钢的塑性变形能力。     

5Cr8Mo2SiV钢淬火和回火过程中碳化物的析出

对球化退火后的5Cr8Mo2Si V刃具钢进行淬火和回火工艺的探究,用SEM和EDS对淬、回火后的显微形貌进行分析,用碳化物电解萃取和XRD分析等研究了5Cr8Mo2Si V刃具钢淬、回火过程中碳化物的析出行为,并用Jmat-Pro模拟回火过程中碳化物析出相的变化。结果表明:5Cr8Mo2Si V钢退火试样在1100℃淬火+520℃回火时有明显的二次硬化现象,球化退火组织中存在VC、Cr_(23)C_6、Cr_7C_3、Fe_3C、Si C和Mo_6C类碳化物。Mo_6C、Si C、Fe_3C、Cr_7C_3和Cr_(23)C_6型碳化物随着淬火温度升高依次溶入马氏体基体,最终只有VC分布在基体上。Mo_2C、VC、Cr_7C_3和Cr_(23)C_6型碳化物在回火过程中从马氏体中析出,且Mo_2C和VC型碳化物在520℃回火析出量出现峰值。结合Jmat-Pro模拟结果发现,5Cr Mo2Si V钢的二次硬化现象是残留奥氏体二次淬火和Mo_2C粒子的第二相强化共同导致,且Mo_2C粒子第二相强化效应符合位错切过机制。     

激光熔覆原位合成(Ti,Nb)C强化Ni45涂层的微观组织与耐磨性研究

通过激光熔覆技术在Cr12MoV模具钢上原位制备了(Ti,Nb)C增强Ni45复合涂层,研究了(Ti,Nb)C对涂层组织和性能的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和透射电子显微镜(TEM)等分析了(Ti,Nb)C/Ni45涂层的组织和相组成。利用磨损实验机对涂层耐磨性进行了测试。结果表明:(Ti,Nb)C/Ni45涂层的相组成包括γ-Ni基体、正交晶系Ni_3B、正交晶系CrB、正交晶系(Cr,Fe)_7(C,B)_3、立方晶系Cr_(23)C_6和立方晶系(Ti,Nb)C颗粒;Cr_(23)C_6主要分布在(Ti,Nb)C和γ-Ni基体之间的相界面附近。(Ti,Nb)C增强相颗粒的出现和碳化物相((Cr,Fe)_7(C,B)_3和Cr_(23)C_6)的增加使(Ti,Nb)C/Ni45涂层的耐磨性提高了约3.6倍。     

用扫描电镜研究双相不锈钢应力腐蚀开裂

奥氏体不锈钢由于其综合性能较好,得到了广泛的应用;但在含Cl的介质中,却容易产生应力腐蚀,导致很多重大工程部件发生了应力腐蚀破裂事故,引起各国高度重视。在开拓新的耐应力腐蚀破裂材料中,瑞典人首先提出了铁素体—奥氏体双相不锈钢。我们在实验室用高温高压水和NaCl水溶液对单相奥氏体不锈钢0Cr18Ni9Ti和铁素体-奥氏体双相不锈钢00Cr18Ni5Si2Mo3Nb进行了耐应力腐蚀性能对比实验,在高     

双相不锈钢及其焊接接头腐蚀研究进展

双相不锈钢耐点蚀、耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀性能优良,是优良的海洋用金属材料,但其焊接接头常成为薄弱区而发生腐蚀问题.从材料因素综述了双相不锈钢腐蚀研究的进展.首先,总结了合金元素和热处理对双相不锈钢耐腐蚀性能的影响.合金元素分配及其引起的二次相析出及产生的元素贫化区、铁素体/奥氏体相比例的变化决定双相不锈钢的耐腐蚀...     

含氮30Cr13铸造马氏体不锈钢组织与力学性能的研究

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、电解萃取法以及X射线衍射技术研究了氮含量对于30Cr13马氏体不锈钢显微组织变化的影响,并通过硬度测试和拉伸实验探究了不同氮含量试验钢力学性能。结果表明:在相同的热处理条件下,不同试样的基体组织均为板条状马氏体、残余奥氏体和析出相,但随着氮含量的增加,残余奥氏体含量逐渐增多,析出相含量先有所下降后逐渐增加,析出相主要类型为M_(23)C_6型(Cr_(15.58)Fe_(7.42)C_6)碳化物和部分Cr_7C_3型碳化物。氮含量对试验钢硬度影响不大,但抗拉强度、伸长率、强塑积均表现为先升后降,其中氮含量为0.05%试样具有本试验条件下最优的力学性能,强塑积达到20 802.6 MPa%。     

Si含量对30Cr13不锈钢组织与力学性能的影响

使用高真空电弧熔炼炉熔炼了不同Si含量的30Cr13不锈钢试样。经扩散退火、淬火加低温回火后,进行硬度与拉伸性能测试,采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)等手段分析了30Cr13不锈钢显微组织和碳化物形貌及相组成。结果表明,在相同热处理条件下,随着Si含量的增加,显微组织逐渐由马氏体转变为铁素体;抗拉强度和硬度先增加后减小,在Si含量为1.00%时达到最高值;伸长率先增加再变小,在Si为1.5%时塑性最好;试样中碳化物质量分数随Si增加而递增,析出相主要为M_(23)C_6型(Cr_(15.58)Fe_(7.42)C_6)碳化物,同时伴有少量Cr7C3型碳化物。     

CrWMn钢中添加微量Mo对网状碳化物的影响

依靠相平衡热力学方法,基于Cr WMn钢容易出现网状碳化物的分析,研究了Cr WMn钢中添加微量Mo对避免沉淀析出网状碳化物的作用,并计算了加微量Mo的Cr WMn钢的热处理工艺及其硬度。结果表明:当Cr WMn钢中添加0.3%~0.4%Mo时,在奥氏体相区M_3C消失而M_(23)C_6增加,并因M_(23)C_6与M_6C相互转变,降低了碳化物优先在奥氏体晶界上沉淀析出的程度;降温至铁素体区后,M_(23)C_6也参与沉淀析出和聚集长大的竞争,减轻了在晶界集中的可能性。并且,使钢中碳化物分布更均匀细化。试验和应用表明,在同样的热加工和冷却条件下,含0.3%~0.4%Mo的Cr WMn钢能够避免或减轻碳化物网状,碳化物颗粒尺寸约0.5μm,850℃淬火加200℃回火后硬度为62~64 HRC,与合金设计预测相符。     

敏化处理对含氮奥氏体不锈钢抗腐蚀性能的影响

通过对含氮奥氏体不锈钢进行晶间腐蚀和硫酸-硫酸铁法腐蚀试验,对不同温度敏化处理和不同含氮量试样进行了耐腐蚀性能研究。结果显示:750℃敏化处理使低氮奥氏体不锈钢中有Cr(C,N)相析出,导致奥氏体稳定性降低,从而诱导δ相的析出。900℃敏化处理时,低氮和高氮奥氏体不锈钢中的析出物比例急剧增加,低氮奥氏体不锈钢析出物呈片状Cr_2N析出,导致晶间惰性元素贫化,使表面组织破坏最严重。