亚稳奥氏体不锈钢的晶间腐蚀行为

采用H_2SO_4-CuSO_4腐蚀法对2Cr13Mn9Ni4亚稳奥氏体不锈钢晶间腐蚀行为进行了研究。测定了晶间腐蚀动力学曲线,并对该钢在不同敏化温度、不同敏化时间及不同冷变形程度条件下析出的碳化铬的行为和形态进行了观察。分析了碳化铬的分布、状态与晶间腐蚀之间的关系。实验结果表明,冷变形程度和不同的敏化处理方式,会影响钢的抗晶间腐蚀能力。据此提出了增强该类钢抗晶间腐蚀的意见。     

奥氏体不锈钢敏化动力学过程模拟

奥氏体不锈钢的敏化过程实质上是过饱和奥氏体沿晶界析出碳合化物(Fe、Cr)(23)_Co、同时溶质Cr、Ni和C在基体中重新分布的过程。本文作者对此进行了计算机模拟。模拟中认为;碳化物的析出过程受代位溶质的扩散控制,碳化物和奥氏体的界面达到动态的热力学平衡。在动态提供Fc-Cr-Ni-C多元系相平衡信息的条件下,确定扩散过程的边值;求解溶质在基体中的分布曲线;进而可以预测不锈钢的温度-时间-敏化(TTS)曲线.这一模型在奥氏体不锈钢中进行了具体应用和分析讨论,为不锈钢晶间腐蚀的贫铬理论提供了定量的理论依据。     

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。     

固溶制度对0Cr18Ni10Ti晶间腐蚀的影响

依据GB 4334—2008中的不锈钢10%草酸侵蚀试验方法,研究了固溶制度对奥氏体不锈钢0Cr18Ni10Ti晶间腐蚀的影响。研究表明:0Cr18Ni10Ti的抗腐蚀性能随固溶温度的升高而降低,晶间腐蚀随保温时间的延长有加重的趋势。固溶温度在1 010~1 050℃时,0Cr18Ni10Ti晶粒细小,晶界上无明显的碳化物析出,晶界无腐蚀沟,耐晶间腐蚀性能好,同时可以获得良好的力学性能。     

高氮奥氏体钢的Cr2N晶间析出研究

对24Mn18Cr3Ni0．62N高氮奥氏体不锈钢进行了中温等温沉淀析出试验研究。结果表明，沉淀析出物Cr2N优先在晶界上析出，但随着Cr2N的析出，基体的硬度有所降低。根据试验结果得到了等温析出动力学曲线，该种钢没有Cr2N晶间析出的临界冷却速度为30℃／min。     

无磁钻铤用0Cr19Mn21Ni2N奥氏体不锈钢800 ℃等温时效析出机制

通过Thermo-Calc热力学软件计算、光学显微镜、扫描电镜及透射电镜对0Cr19Mn21Ni2N奥氏体不锈钢在800 ℃等温时效过程中碳化物、氮化物的析出机制进行了研究。结果表明：第二相碳化物、氮化物析出的成分、种类、分布随局部C元素贫化而发生变化。在800 ℃等温时效过程中,当时效时间为10~60 min时,晶界上较高浓度的C元素偏析、较大的晶格错配能和畸变能为M23C6首先在晶界位置形核并形成连续析出颗粒提供充足的热力学和动力学条件;随着时效时间进一步延长,由于碳化物M23C6的较多析出导致该析出区域C元素逐渐贫化,?M23C6析出的热力学和动力学条件逐渐受到抑制,氮化物Cr2N开始在晶界析出的M23C6碳化物附近形核。随后,片层状Cr2N逐渐在相邻晶粒内长大,其生长方向与奥氏体晶格取向具有固定的位向关系。     

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。     

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。     

无磁钻铤用0Cr19Mn21Ni2N高氮钢的高温塑性变形行为

采用Gleeble-2000热模拟试验机对无磁钻铤用0Cr19Mn21Ni2N高氮奥氏体不锈钢进行高温拉伸试验,用扫描电镜和能谱仪对拉伸试样断口及断口附近的组织进行分析,用Thermo-Calc软件计算试验钢的相变及析出相,研究了0Cr19Mn21Ni2N高氮奥氏体不锈钢的高温塑性变形行为。结果表明,试验钢的第Ⅰ脆性区＞1150 ℃,第Ⅲ脆性区为800~950 ℃,未出现第Ⅱ脆性区。第Ⅰ脆性区的出现主要是在加热过程中试验钢由奥氏体向δ铁素体转变引起的,第Ⅲ脆性区的出现是因为M₂(C, N)析出相及Al₂O₃夹杂物引起的。试验钢的高温抗拉强度随温度升高而逐渐降低,断面收缩率在1000~1150 ℃温度范围内表现出极佳的热塑性,温度超过1150 ℃后断面收缩率逐渐下降,因此0Cr19Mn21Ni2N高氮奥氏体不锈钢的热锻温度应选择在1000~1150 ℃之间,在此温度范围内断面收缩率均在73%以上,并且可以避开第Ⅰ与第Ⅲ脆性区。     

大块料1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢的晶粒细化研究

用马氏体逆转变晶粒细化方法对大块料1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢进行组织细化研究。并分析了冷变形后再结晶退火温度和保温时间对晶粒度的影响等。结果获得经90％冷变形的1Cr18Ni9Ti不锈钢的最佳再结晶退火工艺规范为：加热至800℃保温40min后空冷,在此工艺条件下,得到的奥氏体晶粒直径为6～10μm,而且等轴化程度最好,碳化物析出量最少。     

固溶处理温度对00Cr27Ni7Mo5N不锈钢组织及腐蚀性能的影响

研究了不同固溶处理温度对特超级双相不锈钢00Cr27Ni7Mo5N组织及腐蚀性能的影响。采用光镜、扫描电镜、能谱仪等手段研究σ相的析出规律,同时采用三氯化铁浸泡试验、点蚀电位测量及EPR法晶间腐蚀测量研究腐蚀性能。结果表明,当固溶温度在800～1050℃之间,00Cr27Ni7Mo5N钢有大量金属间化合物σ相析出,导致钢的抗腐蚀性显著下降。当固溶温度在1070～1200℃时,钢中σ相溶解,钢的抗腐蚀性先升高后降低。1100℃固溶处理时,00Cr27Ni7Mo5N钢具有最佳的耐腐蚀性。     

超纯奥氏体不锈钢00Cr25Ni22Mo_2N非敏化态晶间腐蚀与磷(硅)的晶界偏聚

运用金相、电子显微镜观察及表面分析技术,研究了超纯奥氏体不锈钢00Cr25Ni22Mo2N制造的汽提管在尿素生产环境下的腐蚀形态和机理。结果表明,该钢种在生产条件下产生非敏化态晶间腐蚀,其特征是腐蚀介质不仅沿晶界向钢的内部渗入,而且同时向晶界的两侧扩展;晶界区磷的含量(约25%)比晶内高约三个数量级,由此造成的晶界与晶内在腐蚀电解质溶液中的电位差,是导致该钢种非敏化态晶间腐蚀的原因。     

Nb对00Cr21Ni6Mn9N不锈钢显微组织和晶间腐蚀敏感性的影响

为了研究Nb对00Cr21Ni6Mn9N不锈钢固溶后显微组织和耐晶间腐蚀性能的影响,分别在950、1000、1050、1100、1150和1200 ℃对含Nb量(质量分数,下同)为0.057%和不含Nb的00Cr21Ni6Mn9N不锈钢进行1 h固溶处理,并观察其微观组织。结果表明,固溶温度在950~1200 ℃时,00Cr21Ni6Mn9N不锈钢的晶粒尺寸随着固溶温度的升高而增大,Nb的加入促进00Cr21Ni6Mn9N不锈钢中混晶组织的出现,提高其完全再结晶温度。不含Nb的试验钢在1000 ℃以上固溶后即可获得晶粒大小均匀的组织,而含0.057%Nb的试验钢则需要在1100 ℃以上才可以获得均匀组织,且其尺寸略大于无Nb钢在1000 ℃时完全再结晶的晶粒。随着固溶温度的升高和晶粒尺寸的长大,析出的Z相含量降低,晶粒界面能减小,在1150 ℃和1200 ℃固溶1 h后,Nb对晶粒的细化作用和温度升高造成的晶粒长大程度变得不再明显。两种成分的钢均具有较低的晶间腐蚀敏感性,含Nb量为0.057%的00Cr21Ni6Mn9N不锈钢其再活化率R_a值较不含Nb的钢进一步降低。     

00Cr22Ni13Mn5Mo2N奥氏体不锈钢的精轧工艺

为了研究00Cr22Ni13Mn5Mo2N奥氏体不锈钢的精轧工艺,使用Gleeble-3800热模拟试验机模拟00Cr22Ni13Mn5Mo2N奥氏体不锈钢在变形温度为800、850、900、950 ℃,变形量为40%、50%、60%,应变速率为50 s^-1条件下的热压缩变形行为,并对其进行1080、1120、1160 ℃的固溶热处理,观察固溶热处理前后的组织形貌。结果表明:在800~950 ℃热压缩温度下,随变形量增大,再结晶越完全,再结晶平均晶粒尺寸越细小;经固溶处理1 h后,静态再结晶就越充分。在40%~60%变形量下,随热压缩温度升高,再结晶越完全,再结晶平均晶粒尺寸越大。热压缩变形试验钢随固溶处理温度升高,再结晶平均晶粒尺寸越大。00Cr22Ni13Mn5Mo2N奥氏体不锈钢的精轧最佳轧制温度为800 ℃,压缩变形量为60%,固溶温度为1080 ℃。     

冷变形对奥氏体不锈钢表面N离子注入的影响

研究了冷变形对1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢表面N离子注入的影响。结果表明:冷变形对1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢的表面N离子注入有显著的加速作用;表面N离子注入在保持冷变形强化效果的同时在钢的表面注入层中形成含N的奥氏体γN相,使钢的表面硬度和疲劳性能进一步提高。冷变形和表面N离子注入复合强化可使1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢获得更高的整体性能和表面性能的配合。     

氮对马氏体不锈钢00Cr13Ni4Mo组织和性能的影响

采用热膨胀仪、光学显微镜以及CM12型透射电子显微镜研究了添加0.04%N(质量分数)对00Cr13Ni4Mo马氏体不锈钢相变以及正火和回火后不锈钢组织变化的影响;通过拉伸、冲击实验和阳极极化曲线测定研究了N对正火和回火后马氏体不锈钢力学性能以及点蚀点位的影响。结果表明:1050℃正火后,N全部固溶于马氏体基体中,有效提高了实验钢的强度,同时降低了韧性;550℃以上回火后,在马氏体板条内部以及板条之间形成逆变奥氏体,有效提高了马氏体不锈钢的塑性和韧性;N抑制逆变奥氏体的形成,从而抑制了不锈钢在回火过程中的软化;同时,回火过程中,Cr2N在马氏体板条界面及内部大量析出,造成不锈钢韧性和点蚀点位下降。采用传统的正火+Ac1温度以上回火热处理工艺不利于含N马氏体不锈钢获得良好综合性能。     

10Cr12Ni3Mo2VN马氏体耐热钢奥氏体晶粒长大行为

通过在不同加热温度和保温时间下等温奥氏体化,研究了10Cr12Ni3Mo2VN马氏体耐热钢奥氏体晶粒长大行为。结果表明:900~1150℃温度区间内,10Cr12Ni3Mo2VN马氏体耐热钢奥氏体晶粒尺寸随加热温度升高、保温时间延长而增大,且随保温时间延长,晶粒尺寸均匀性下降;由于碳氮化物在1100℃以上发生溶解,1100℃以上奥氏体晶粒发生粗化;1200~1280℃温度区间内,由于δ铁素体相的析出,10Cr12Ni3Mo2VN马氏体耐热钢奥氏体晶粒尺寸随加热温度升高而减小。拟合得到900~1150℃温度区间内10Cr12Ni3Mo2VN钢奥氏体晶粒生长模型为D=6.67×107×t0.303×exp(-1.81×105/RT)。     

氮对马氏体不锈钢00Cr13Ni4Mo组织和性能的影响北大核心CSCD

采用热膨胀仪、光学显微镜以及CM12型透射电子显微镜研究了添加0.04%N(质量分数)对00Cr13Ni4Mo马氏体不锈钢相变以及正火和回火后不锈钢组织变化的影响;通过拉伸、冲击实验和阳极极化曲线测定研究了N对正火和回火后马氏体不锈钢力学性能以及点蚀点位的影响。结果表明:1050℃正火后,N全部固溶于马氏体基体中,有效提高了实验钢的强度,同时降低了韧性;550℃以上回火后,在马氏体板条内部以及板条之间形成逆变奥氏体,有效提高了马氏体不锈钢的塑性和韧性;N抑制逆变奥氏体的形成,从而抑制了不锈钢在回火过程中的软化;同时,回火过程中,Cr2N在马氏体板条界面及内部大量析出,造成不锈钢韧性和点蚀点位下降。采用传统的正火+Ac1温度以上回火热处理工艺不利于含N马氏体不锈钢获得良好综合性能。     

敏化温度对高碳奥氏体不锈钢析出行为及力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、透射电镜等,研究敏化温度对高碳奥氏体不锈钢析出相数量、形态及分布情况的影响,采用拉伸试验机、冲击试验机和布氏硬度仪,分析不同敏化温度下析出相对试验钢力学性能的影响。结果表明,不同敏化温度处理后试样的显微组织均为奥氏体;但随着敏化温度的升高,奥氏体晶界处富Cr碳化物析出增多,以颗粒状和条状形态存在,晶界处析出相尺寸在100~400 nm之间。经650 ℃敏化2 h后试样的强韧性匹配良好,综合力学性能较为优异。     

冷却速度对奥氏体不锈钢Cr15Mn9Cu2Ni1N组织与凝固模式的影响

利用控制冷却速度的凝固实验,研究连铸坯奥氏体不锈钢Cr15Mn9Cu2Ni1N不同冷却速度下的组织和凝固模式.结果表明,缓慢冷却时,显微组织为奥氏体基体上分布着蠕虫状残留铁素体;其凝固模式为全部液相先析出δ铁素体,随后通过固相转变形成奥氏体基体.较高冷却速度时,奥氏体组织有两种形态,一是分布着侧板条残留铁素体的奥氏体,二是圈状的分布在第一种奥氏体晶界的单相奥氏体.分析发现,冷却速度的增加使凝固模式发生如下变化:大部分液相先析出δ铁素体,随后固相转变为奥氏体;剩余液相直接转变为奥氏体.同时发现,氮含量的增加可以减小奥氏体晶粒尺寸.