含铜超级奥氏体不锈钢的析出行为

含Cu超级奥氏体不锈钢经1200 ℃保温2 h固溶后,在600、700、800、900、1000和1100 ℃分别进行2 h时效处理,然后采用Thermo-Calc热力学计算、SEM、EDS及TEM等方法对析出相进行研究。结果表明,所有试验钢在低温600~800 ℃时效时析出相主要为沿晶σ相,在中温900 ℃时效时析出相主要是沿晶的块状σ相和晶内圆棒状的Laves相与长针状、梭状的χ相,在高温1000 ℃时主要是沿晶块状σ相,时效温度升高到1100 ℃时无析出相;随着温度的升高,析出相尺寸增大,析出相总量先增加后减少,在900 ℃时达到峰值;Cu的增加促进了Laves相与χ相的析出。     

超级奥氏体不锈钢254SMo的高温析出相研究

采用金相显微镜、扫描电镜及显微硬度计等检测技术,研究了固溶时效处理及夹杂物对超级奥氏体不锈钢254SMo高温析出相的影响.结果表明:超级奥氏体不锈钢254SMo在固溶处理1250℃×30 min后,其组织为单一奥氏体.高温析出相基本溶解;当时效温度为950℃,随着时效时间的延长,高温析出相的数量逐渐增加;当时效时间为5h,随着时效温度的升高,高温析出相的数量越来越少;夹杂物的存在可作为析出相形核核心,促进析出相的析出;高温析出相为σ相,形貌多以条状和胞状分布为主,主要为富Cr、Mo和低Ni化合物,其硬度高于基体,属于硬质相,这种硬质相的形成会降低超级奥氏体不锈钢254SMo的热加工性.     

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 研究了950~1300℃固溶处理对00Cr25Ni7Mo4N超级双相不锈钢组织的影响。结果表明,≤1000℃固溶处理时,钢中有σ相析出,要消除热轧态的σ相,固溶温度应大于1050℃;随着固溶温度升高,铁素体相含量增加,奥氏体相含量下降。最佳固溶处理温度在1050℃~1100℃之间,此时两相比例接近1：1;随着固溶温度的提高,两相的晶粒尺寸在逐渐增大,到了1250℃晶粒明显长大。     

高氮低镍奥氏体不锈钢的力学性能及析出相

通过对高氮低镍奥氏体不锈钢(0Cr25Ni2Mn17Mo1NbN)进行1100℃固溶处理,水冷,利用万能拉伸试验机测试其力学性能并和316L奥氏体不锈钢进行对比。将高氮低镍奥氏体不锈钢在不同温度(700、750、800℃)时效2 h,利用光学显微镜和洛氏硬度计,观察不同温度下时效2 h试验钢的析出状况和试验钢的硬度,利用扫描电镜、透射电镜来观察和分析试验钢800℃析出物的形貌及种类。试验结果表明,高氮低镍奥氏体不锈钢在1100℃固溶处理后有良好的力学性能,高氮低镍奥氏体不锈钢在800℃大量析出相为σ相,其次是Cr2N,伴有少量Cr23C6析出,还有微量Nb(C,N)析出。析出相形态有胞状、短棒状和片状布满整个基体。试验钢时效后的硬度值要比时效前(固溶态)的硬度值高,且试样随时效温度升高其硬度值呈现上升趋势。     

固溶温度对S31254超级奥氏体不锈钢显微组织及冲击韧性的影响

借助扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线能谱仪(EDS)和冲击试验机等研究了固溶温度对9 mm厚的S31254超级奥氏体不锈钢钢板中心位置处显微组织及冲击韧性的影响.结果 表明,固溶温度较低时(950～1100℃),钢板的中心位置析出大量的X相和σ相,析出相呈带状分布.随着固溶温度的升高,析出相数量呈先增加后减少的趋势.固溶温度在1000℃时,由于析出相的数量最多导致实验钢的冲击吸收能量最低;固溶温度超过1150℃,可以有效避免析出相的析出和带状组织的形成,实验钢的冲击韧性明显升高.     

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。     

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。     

Nb微合金化对20CrNiMoH齿轮钢淬透性的影响

在20CrNiMoH钢中添加了0.03%的Nb,通过末端淬火试验、物理化学相分析以及热膨胀试验等研究Nb对试验钢在950和1200℃淬火时对其淬透性的影响。结果表明：当淬火温度为950℃时，Nb主要在析出相中，由于Nb的添加细化了晶粒，含铌钢的淬透性低于不含铌钢。当淬火温度为1200℃时，NbC析出相发生回溶，Nb固溶到奥氏体晶粒中，含铌钢的淬透性高于不含铌钢。热膨胀试验结果表明固溶Nb具有降低试验钢的临界冷却速度，提高M_s点以及推迟珠光体铁素体转变，扩大马氏体贝氏体相区的作用，从而提高其淬透性。     

固溶温度对00Cr26Ni5Mo2Cu3Re超级双相不锈钢显微组织及耐蚀性能的影响

研究了固溶温度对超级双相不锈钢00Cr26Ni5Mo2Cu3Re显微组织及耐蚀性的影响。结果表明:随固溶温度的升高,双相不锈钢中铁素体含量逐渐增多,奥氏体含量逐渐减少,其显微硬度在1000～1050℃时增大明显。在1050～1125℃进行固溶处理,其耐晶间腐蚀性最好,建议2605超级双相不锈钢固溶处理工艺为1100℃保温2h,水冷。     

固溶处理对高氮不锈钢微观组织及力学性能的影响

高氮不锈钢具有优异的综合性能。通过增加铬、锰含量在氮分压为80 000 Pa下成功冶炼出氮质量分数为0.54%的Cr-Mn-Mo系高氮不锈钢;试样钢热轧后分别经800、900、1000、1100、1200 ℃保温1、2、3、4、5 h固溶处理后正交分析,研究在不同温度和保温时间下的组织、屈服强度、抗拉强度、断后延伸率、断面收缩率和强塑积,旨在找到试验钢最佳的热处理温度和时间。结果表明,未经固溶处理和经800、900 ℃固溶处理后的试样中有Cr₂N析出,1200 ℃固溶处理后试样中析出铁素体,1000、1100 ℃固溶处理的材料为纯奥氏体组织,且在1000 ℃下保温4 h的试样塑性最好并有较高的强度,其断面收缩率和断后延伸率分别可以达到67.5%和69.5%。未经热处理的试样强度最高,并且断面收缩率和断后延伸率仍然保持在42%和49.9%。在1000 ℃下保温1 h的试样综合力学性能最好,强塑积可达到58.59 GPa%。     

Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的高温力学性能

采用Gleeble-2000热模拟试验机对Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢进行高温拉伸试验,利用扫描电镜-能谱仪对拉伸试样断口形貌及断口附近的显微组织进行观察,用Thermo-Calc软件计算试验钢的相变及析出相,研究了Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的高温力学性能。结果表明,试验钢的第Ⅰ脆性区＞1200 ℃,第Ⅲ脆性区为850~950 ℃,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γ奥氏体向δ铁素体转变引起的,第Ⅲ脆性区的出现是因为沿晶析出M₂₃C₆、M₂(C, N)等硬脆相引起的;试验钢的抗拉强度随着拉伸温度升高而降低,断面收缩率在1000~1200 ℃温度范围内逐渐增大并表现出极佳的热塑性,断面收缩率均在70%以上,温度超过1200 ℃后断面收缩率急剧下降;Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的热锻温度应选择在1000~1150 ℃之间,在此温度范围内试验钢的断面收缩率均在70%以上,并且可以避开第Ⅰ与第Ⅲ脆性区。     

固溶温度及时间对高氮不锈钢耐蚀性能的影响

使用真空感应炉+电渣重熔炉在0.08 MPa下制备了氮含量0.54%的高氮无镍奥氏体不锈钢,热轧后分别在800、900、1000、1100、1200 ℃下保温不同时间,研究在不同固溶工艺下试验钢的显微组织和耐蚀性。采用动电位极化曲线研究不同固溶工艺下高氮不锈钢在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能,并在6%FeCl₃溶液中浸泡8 d后计算其质量损失率和腐蚀速率。结果表明,固溶对高氮不锈钢组织及耐蚀性能的影响很大,经1000、1100 ℃热处理后的试验钢为单一的奥氏体组织;未经热处理和经800、900 ℃热处理的试验钢组织中存在析出相Cr₂N;经1200 ℃热处理的试验钢从奥氏体中析出了铁素体组织;1100 ℃下保温1 h的试验钢耐蚀性最好,腐蚀速率仅为1.35×10^-5 g·cm^-2·h^-1;800 ℃保温3 h后试验钢的耐蚀性最差,腐蚀速率高达8.18×10^-4 g·cm^-2·h^-1;而316L不锈钢的耐蚀性能介于两者之间,腐蚀速率为1.24×10^-4 g·cm^-2·h^-1。     

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。     

Cr22Ni13Mn5Mo2N奥氏体不锈钢的热轧工艺

运用Gleeble-3800热模拟试验机研究了00Cr22Ni13Mn5Mo2N奥氏体不锈钢在变形温度为1000～1200 ℃,变形量为50%、60%、70%,应变速率为0.05 s^-1条件下的热压缩变形行为,并观察分析变形后试样组织形貌和经1080 ℃固溶热处理后试样的组织形貌。观察试样固溶热处理前后的组织形貌得到在1000~1150 ℃下进行热压缩变形,随着变形量的增加,动态再结晶越完全;经过固溶热处理后,静态再结晶就越充分。但在1200 ℃时,温度过高,再结晶已完成并且晶粒发生长大。在变形量分别为50%、60%和70%时,随着变形温度的升高,再结晶越完全,经固溶热处理后,再结晶更完全。00Cr22Ni13Mn5Mo2N奥氏体不锈钢热轧最佳轧制温度为1100 ℃,压缩变形量为70%。     

Crl5Mn9Cu2NilN奥氏体不锈钢的热变形本构特性

利用热/力模拟试验机对Crl5Mn9Cu2NilN奥氏体不锈钢进行热压缩试验,在变形温度为950℃～1200℃,应变速率为0.01s-1～2.5s-1,得到其流变应力变变曲线.以经典的双曲正弦形式的模型为基础,采用线性同归分析方法建立了这种钢的热变形本构方程,其中热变形激活能为488.16kJ/mol.与Ni-Cr奥氏体不锈钢相比,由于这种钢具有较高Mn含量,热变形激活能相埘较高.通过压缩试样热变形后的显微组织观察发现,这种钢在温度为1000℃变形时,冉结晶开始发生,1100℃以上时,可获得完全再结晶组织.     

2507超级双相不锈钢中第二相的析出行为

利用OM、SEM和EBSD等研究了经1100 ℃保温30 min固溶的热轧超级双相不锈钢(SDSS)2507在不同时效温度(750~1000 ℃)及时间(1~240 min)下的第二相析出行为。结果表明,固溶态SDSS 2507的微观组织主要是铁素体和奥氏体。在750～1000 ℃时效处理后有σ相和χ相析出。时效温度较低时,χ相从铁素体相析出且稳定存在。随着时效温度的升高,σ相主要通过α→σ+γ₂共析反应生成,随着时效时间的延长,组织中亚稳态χ相溶解并促进σ相析出。另外,时效温度也会影响第二相形貌:高温时效时(＞950 ℃),析出相形貌主要为片状σ相和γ₂相,低温时效时析出物主要呈颗粒状。由第二相析出行为及第二相的TTT曲线可知,热轧变形使SDSS 2507第二相形核的孕育期缩短,析出速度提高,析出敏感温度约为950 ℃。     

奥氏体不锈钢热轧边裂实验研究

奥氏体不锈钢Cr15Mn9Cu2NiN在热轧过程中容易产生边裂.在热模拟试验机上开发出热轧实验装置,进行热轧实验,分析该不锈钢边部裂纹产生的原因.结果表明,压下量达到一定程度时,在所有变形温度下,试样边部均会产生裂纹,裂纹均沿奥氏体晶界扩展.在1000～1150℃变形时裂纹倾向较大,分析认为这与奥氏体不锈钢在此温度区间内的延性下降有关.在该温度区间内,轧后试样的微观组织具有晶粒租大和晶粒内部变形亚结构与孪晶共同存在的特征,而在1200℃变形时,晶粒尺寸较小,晶粒内部的变形亚结构和孪晶全部消失.