固溶处理对铝热-离心法制备的不锈钢衬层显微结构的影响

研究了铝热 -离心法制备的复合钢管中不锈钢内衬层的显微结构以及固溶处理对不锈钢层的显微结构及力学性能的影响。结果表明 ,不锈钢内衬层主要由奥氏体枝晶组成 ,枝晶间分布着一薄层铁素体。铁素体区内有AlNi金属间化合物析出。奥氏体和铁素体的相界面上有σ相析出。 1 0 0 0℃固溶处理可消除缓慢冷却过程中在不锈钢中形成的σ相和AlNi析出相 ,显著提高不锈钢的塑性 ,不锈钢内衬层的伸长率由处理前的 8%提高到处理后的 2 1 %。     

2205双相不锈钢渗碳组织及性能研究

为了研究渗碳对2205双相不锈钢的显微组织、化学成分及性能的影响,对该钢进行了高温渗碳和固溶时效处理。结果表明:渗层由扩大的奥氏体和小块状铁素体组成。渗碳后奥氏体与铁素体内部有错综杂乱的位错缺陷,铁素体晶内有微量规则的析出相。再经过固溶时效处理,晶界处与晶内均有不同形状的碳化物析出。渗层的C、Cr含量升高,Fe含量降低,且渗层铁素体中的Cr、Mo含量要高于心部铁素体。由于渗层的奥氏体固溶了较多的碳元素,渗层的硬度高于心部组织,硬度从表面到心部有缓慢的过渡;渗碳前后耐蚀性未发生明显变化。     

核电焊接用奥氏体不锈钢组织中铁素体相的作用和定量

一定比例的铁素体相存在于核电用奥氏体不锈钢组织,包括奥氏体不锈钢堆焊层、奥氏体不锈钢对接焊缝、铸造奥氏体不锈钢等.其中铁素体相的形态和含量对奥氏体不锈钢组织的性能有一定的影响,因此分析其影响机理和确定其比例限值是控制奥氏体不锈钢产品质量所必须的.     

毒物不锈钢屏蔽材料中第二相的析出行为

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对毒物不锈钢中第二相的析出行为进行了研究,并分析了第二相析出对基体组织稳定性和轧制开裂的影响机制。结果表明:不锈钢中第二相主要以Gd-Ni系为主,其析出数量随着Gd含量的增加而增加,当Gd含量(质量分数)由1.87%增加至7.87%时,第二相的析出面积分数由5.5%增至20.3%。其次,第二相的析出破坏了基体组织的稳定性,随着Gd含量的增加,不锈钢基体组织经历了单相奥氏体→奥氏体+铁素体两相组织→单相铁素体的转变过程。第二相的析出使得不锈钢塑性下降,同时促进轧制裂纹的萌生和发展。     

加工过程温度对双相不锈钢的组织和性能影响

为了制定合理的双相不锈钢轧制工艺,研究了在700℃时效后再加热到1200℃保温处理后随炉冷却至1100~900℃不同热历史阶段的析出相、奥氏体与铁素体比例、塑性的变化。结果表明:随炉冷却的双相不锈钢没有金属间化合物析出;与1200℃的样品相比,炉冷至1100℃双相不锈钢的奥氏体相含量较低,冲击性能、伸长率较高;炉冷至1000、900℃时,奥氏体相含量增加及分布发生变化,双相不锈钢的塑性下降,故双相不锈钢在1100℃的加工塑性最好。结果对制定双相不锈钢轧制工艺能提供指导。     

时效时间对2205双相不锈钢中第二相析出行为的影响

2205双相不锈钢在一定温度下时效处理会析出第二相,不锈钢的各种性能会因此受到影响。研究了热轧2205双相不锈钢时效不同时间与析出相的联系,并探究其析出规律。利用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)配合能谱仪(EDS)观察了析出相显微组织的变化,并对析出相和基体的成分进行了点扫描成分分析。结果表明,在850 ℃时效5 min,χ相即会优先在铁素体晶界处析出,随着时效时间延长σ相将逐渐析出,铁素体含量减少,奥氏体及析出相的比例增大。     

高温热处理对节约型2101双相不锈钢组织性能的影响

对节约型2101双相不锈钢连铸坯试样在1180、1200、1220和1240 ℃进行高温热处理,通过光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和显微硬度计等分析了2101双相不锈钢的显微组织、奥氏体含量及其硬度随加热温度和保温时间的变化规律.结果表明:在相同保温时间下,随着温度升高,2101双相不锈钢中奥氏体含量逐渐降低,晶粒逐渐粗化,奥氏体与铁素体的两相硬度差逐渐减小;在1240℃时,铁素体相的晶界及晶界内有大量的脆性相析出;TEM分析表明,这些析出相为六方结构的Cr2N相;在相同的加热温度下,随着保温时间的延长,奥氏体的含量逐渐增加,奥氏体与铁素体的两相硬度差逐渐增加.     

双相不锈钢σ相析出行为及对冲击性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析、室温冲击等方法,研究了800℃固溶处理5～120min后2205双相不锈钢σ相析出以及对冲击性能的影响规律.结果表明:固溶处理10 min时开始有σ相析出,随固溶时间的延长,σ相析出增多,析出尺寸增大,析出速度呈先增后减的趋势；σ相析出伴随着大量的二次奥氏体沿σ相两侧向铁素体晶内生长,造成铁素体含量减少,奥氏体含量增加；2205双相不锈钢的冲击性能对σ相析出非常敏感,σ相在α/γ相界上析出,造成晶界脆化,少量σ相析出就导致冲击韧度大幅下降,并随σ相析出量的增加持续降低,在双相不锈钢热加工过程中应尽量缩短在σ相析出温度范围内的停留时间,避免σ相析出造成不利影响.     

固溶温度对2507双相不锈钢组织与耐蚀性能的影响

通过定量金相法、电化学试验和慢应变速率拉伸试验研究了固溶温度对2507双相不锈钢组织和耐腐蚀性能的影响,通过超景深观察了拉伸断口裂纹在2507双相不锈钢两相组织中的分布。结果表明,随着固溶温度的升高,2507双相不锈钢中铁素体相含量升高奥氏体相含量降低,1050℃时两相分布比较均匀相比例接近1∶1,有较好的抗点蚀和应力腐蚀性能;1000℃时有少量σ相在铁素体与奥氏体相界析出;此外2507双相不锈钢拉伸断口裂纹优先在铁素体中产生和传播,并终止于奥氏体。     

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。     

SLM成形17-4PH不锈钢微观组织与动态断裂性能

通过激光选区熔化(selective laser melting, SLM)技术制备了17-4PH不锈钢,采用电子背散射衍射(electron backscattered diffraction, EBSD)和透射电子显微镜(transmission electron microscope, TEM)等方法对沉积态和固溶态试样微观组织结构进行了分析.通过示波冲击试验确定了裂纹萌生扩展的特征阶段和动态裂纹扩展阻力曲线(J-R曲线),研究了微观组织与动态断裂性能之间的关系.结果表明,沉积态试样主要由<100>择优且沿增材方向拉长的δ铁素体柱状晶、取向随机的细小马氏体,以及少量奥氏体组成,不同截面具有显著的组织各向异性;大尺寸δ铁素体柱状晶与细小晶粒的结合面作为薄弱环节,使其脆性增加,J-R曲线的撕裂模量较低,以准解理方式断裂.固溶热处理明显弱化组织各向异性,微观组织由尺寸细小、均匀的马氏体组成,其冲击吸收能量提升1倍,动态断裂韧性优良,属于韧性断裂.大尺寸δ铁素体柱状晶与周围细小马氏体晶粒界面结合较弱是沉积态17-4PH不锈钢动态断裂性能较差的主要原因.     

Dilution and Ferrite Number Prediction in Pulsed Current Cladding of Super-Duplex Stainless Steel Using RSM

Super-duplex stainless steels have an excellent combination of mechanical properties and corrosion resistance at relatively low temperatures and can be used as a coating to improve the corrosion and wear resistance of low carbon and low alloy steels. Such coatings can be produced using weld cladding. In this study, pulsed current gas tungsten arc cladding process was utilized to deposit super-duplex stainless steel on high strength low alloy steel substrates. In such claddings, it is essential to understand how the dilution affects the composition and ferrite number of super-duplex stainless steel layer in order to be able to estimate its corrosion resistance and mechanical properties. In the current study, the effect of pulsed current gas tungsten arc cladding process parameters on the dilution and ferrite number of super-duplex stainless steel clad layer was investigated by applying response surface methodology. The validity of the proposed models was investigated by using quadratic regression models and analysis of variance. The results showed an inverse relationship between dilution and ferrite number. They also showed that increasing the heat input decreases the ferrite number. The proposed mathematical models are useful for predicting and controlling the ferrite number within an acceptable range for super-duplex stainless steel cladding.     

Analysis on Internal Oxidation Technology of Al in Cu—Al Pre--Alloyed Powders

通过在铁素体和奥氏体不锈钢中添加适量Cu，经过特殊的抗菌处理，使不锈钢具有了优良的抗菌特性．探索了含Cu不锈钢经过抗菌处理后抗菌析出相的分布和形貌，抗菌检测结果表明，含有一定量Cu的铁素体和奥氏体不锈钢显示出了很强的广谱抗菌性能．在生物电镜下观察到抗菌钢表面细菌形态的改变与组织液溢出现象．     

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通过采用扫描电镜、透射电镜及电子能谱等分析测试技术,研究了高铌管线钢的显微组织特征和析出相种类、大小及形态.结果表明,采用控轧控冷工艺(TMCP)生产的高铌管线钢具有细化的显微组织和多种类型的析出相,显微组织主要为高位错密度的针状铁素体、少量多边形铁素体和MA岛;第二相粒子主要包括板坯再加热过程中未溶解的TiN、以TiN为核心的高温析出NbC、形变诱导析出的NbC和低温弥散析出的细小NbC.细化的有效晶粒尺寸,以及高密度位错与弥散析出相间的交互作用,确保了高铌管线钢获得高的强度和韧性.     

固溶时效对节镍型高氮奥氏体不锈钢组织的影响

对热轧态节镍型高氮奥氏体不锈钢进行固溶及时效处理,利用光学显微镜、电子背散射衍射,结合相图系统分析该材料固溶处理及时效后组织变化规律。结果表明,1050 ℃固溶处理后,试验钢基体为奥氏体,存在少量的铁素体,奥氏体晶粒形状偏等轴,晶粒内部存在大量孪晶。时效后,析出相主要为Cr₂N、CrN、Cr₂₃C₆。在时效时间为5 h不变的条件下,温度由650 ℃升高至800 ℃,碳化物及氮化物数量呈现先增长后降低的趋势,在750 ℃时数量最多。而在750 ℃时效5~10 h范围内,随着时效时间的增加,析出相数量变化不大。析出相的析出过程为:先在晶界交叉处析出胞状析出物,随时间的延长,在晶界逐渐析出条状析出物,在晶内开始出现并逐渐长大,最终形成类珠光体的片层状析出。     

Microstructure of aluminized stainless steel 310 after annealing

The aluminized coating on type 310 stainless steel prepared by high-activity Al pack cementation method has been annealed at 900 °C for 12 h to transform the brittle δ-Fe₂Al₅ phase into the more ductile β-FeAl phase. The microstructure is studied in detail with transmission electron microscopy. The thick outer layer has β-(Fe, Ni)Al as matrix with cube-like Cr₂Al precipitates. The interfacial layer has a thin layer of metastable FCC phase (layer I) and then mixed β-(Fe, Ni)Al grains and α-(Fe, Cr) grains (layers II and III). The Cr₂Al precipitates are present in the β-(Fe, Ni)Al grains in layer II but not in those in layer III, while β-FeAl precipitates are present in the α-(Fe, Cr) grains in both layers. The orientation relationships between various phases, the formation of the layers, and the precipitation of Cr₂Al in β-(Fe, Ni)Al are discussed.     

1Cr18Ni11Si4AlTi双相不锈钢的固溶组织与性能

对1Cr18Ni11Si4AlTi双相不锈钢进行了不同温度的固溶热处理试验,对材料的组织和性能与固溶处理之间的关系和影响规律进行了研究。结果表明:随着固溶温度的升高,材料中的析出相逐渐溶解,铁素体含量增加,屈服强度随着铁素体含量增加而提高,材料硬度呈现先降后升的趋势,1050 ℃固溶处理时硬度最低,当固溶温度达到和超过1100 ℃时,其显微组织逐渐粗化,铁素体含量明显增加,材料的屈服强度明显提高。     

45钢/304不锈钢连续驱动摩擦焊接工艺

异种材料焊接结构以其在力学性能、耐腐蚀性等多方面的综合优势,而被广泛应用到装备制造中.针对电机行业中的应用需求,采用连续驱动摩擦焊接实现了45钢和304不锈钢异种钢棒材的优质高效连接,通过工艺优化试验获得了成形以及性能良好的焊接接头.结果表明,在焊接界面处有碳化物层的形成,45钢侧有很薄的铁素体层出现,304不锈钢侧奥氏体晶粒发生了细化,但热影响区内晶粒发生粗化.焊态试样抗拉强度达到870 MPa,拉伸断裂在焊缝界面,为脆性断裂,但微观上有韧窝断裂和准解理断裂两种断裂机制.     

Investigation on Microstructure and Impact Toughness of Different Zones in Duplex Stainless Steel Welding Joint

This paper investigated on microstructure and impact toughness of different zones in duplex stainless steel welding joint. High-temperature heat-affected zone (HTHAZ) contained coarse ferrite grains and secondary precipitates such as secondary austenite, Cr₂N, and sigma. Intergranular secondary austenite was prone to precipitation in low-temperature heat-affected zone (LTHAZ). Both in weld metal (WM) and in HTHAZ, the austenite consisted of different primary and secondary austenite. The ferrite grains in base metal (BM) presented typical rolling texture, while the austenite grains showed random orientation. Both in the HTHAZ and in the LTHAZ, the ferrite grains maintained same texture as the ferrite in the BM. The secondary austenite had higher Ni but lower Cr and Mo than the primary austenite. Furthermore, the WM exhibited the highest toughness because of sufficient ductile austenite and unapparent ferrite texture. The HTHAZ had the lowest toughness because of insufficient austenite formation in addition to brittle sigma and Cr₂N precipitation. The LTHAZ toughness was higher than the BM due to secondary austenite precipitation. In addition, the WM fracture was dominated by the dimple, while the cleavage was main fracture mode of the HTHAZ. Both BM and LTHAZ exhibited a mixed fracture mode of the dimple and quasi-cleavage.     

低碳钢表面激光熔覆不锈钢的组织和性能

采用JHM-1GY-400型脉冲Nb∶YAG固体激光器和316L不锈钢粉末在20低碳钢表面制备了激光熔覆层。利用OM、XRD、SEM等表征方法分析了不锈钢熔覆层的物相组成和显微组织,并分别利用旋转摩擦试验机和电化学工作站对熔覆层和基材的耐磨损和耐腐蚀性进行了研究。试验结果表明,不锈钢熔覆层厚度约为50 μm,由γ相(奥氏体)和α相(铁素体)组成,其显微组织主要包括细小的树枝晶、粗大的胞状晶以及平面晶;不锈钢熔覆层表面硬度约为基材的2倍,摩擦因数比基材低0.0418,磨损量更低,不锈钢熔覆层比基材具有更高的耐磨性。与基材相比,不锈钢熔覆层具有更低的自腐蚀电流和更高的自腐蚀电位,其耐腐蚀性能更优异。