还原气氛下耐高温材料的渗碳破坏

耐热钢在还原性气氛下工作时,常发生粉化剥落现象.经分析与实体零件的宏观与微观组织观察,此现象是因为还原介质渗入,引起合金体积膨胀而产生引力,造成应力裂纹.加入与介质结合力不强的元素铝,有阻碍介质渗入和扩散的作用.     

Mn-Nb-Mo系X70级管线钢奥氏体再结晶规律的研究

研究了Mn-Nb-Mo系XT0级管线钢的再结晶规律，分析了变形温度、变形量等工艺参数对变形奥氏体再结晶百分数的影响，为现场控轧工艺的制定提供了理论依据。     

含硅镍低密度钢的温拉伸力学行为及强韧机制

 为了分析硅镍合金化奥氏体基低密度钢在中温环境下的拉伸变形行为,采用Instron电子拉力试验机对Fe-28.64Mn-8.99Al-1.68Si-1.39Ni-1.0C(Mn29Al9Si2Ni,质量分数/%)低密度钢在23~300 ℃下进行了温拉伸试验,研究了该钢的温拉伸力学行为,并采用SEM、TEM和热力学计算对该钢的强韧化机制进行了研究。结果表明,随着应变的增加,温拉伸应力-应变曲线主要包括弹性变形、均匀塑性变形和断裂等几个过程,没有明显的屈服现象。随着温度的提高,该钢的强度逐渐降低,塑性(断后伸长率)先增加后减小再升高,于200 ℃时出现塑性低谷,此时该钢的应力-应变曲线和应变硬化率曲线均具有明显的锯齿状特征,应变硬化率随应变的增加变化不大。而该钢在其他温度下的应力-应变曲线和应变硬化率曲线没有发现明显的“锯齿状”特征,应变硬化率随应变的增加而平缓下降。试验钢在23~300 ℃下的主要强韧化机制为κ-碳化物强化、应变强化、孪生诱发塑性和动态应变时效强化。较低温度下位错可动性较差对孪生诱发的促进作用、镍元素和硅元素对孪生的抑制作用、较高温度下孪生现象的减弱和温度对动态应变时效的促进或抑制作用等使得试验钢在23、100和300 ℃时存在明显的孪生诱发塑性,而在200 ℃时存在明显的动态应变时效强化的主要原因。动态应变时效强化是该钢在200 ℃时出现塑性低谷的主要原因。     

5%Si高硅奥氏体不锈钢元素偏析及均匀化处理

 高硅奥氏体不锈钢由于高含量硅元素的加入使其具有优异的耐高温腐蚀性能和较低的成本,在制酸行业有着潜在的应用价值。然而,该合金中高含量硅元素的加入会促进凝固过程中溶质再分配,进而造成显著的元素偏析,最终导致合金内部产生枝晶组织和大量的有害相。对铸锭组织进行均匀化处理能够有效消除枝晶与元素偏析,促进析出相回溶和枝晶消融,从而改善材料的热塑性,有效应对热变形开裂问题。因此,采用金相显微镜(OM)、扫描电镜能谱分析(SEM/EDS)、电子探针(EPMA)、JMatPro软件计算等方法,研究了实验室条件下制备的5%Si高硅奥氏体不锈钢铸锭的显微组织和元素分布状态,通过残余偏析指数、扩散动力学计算并结合均匀化处理试验验证,最终确定了5%Si高硅奥氏体不锈钢合理的均匀化处理工艺。结果表明,5%Si高硅奥氏体不锈钢凝固过程中钼元素偏析最为严重,通过残余偏析指数模型计算得到的均匀化动力学方程可用来指导该成分合金的均匀化处理工艺;5%Si高硅奥氏体不锈钢经过1 150 ℃×12 h均匀化处理后,铸锭内枝晶消融,元素偏析基本消除,析出相与铁素体回溶到基体中,合金转变为全奥氏体组织,热塑性得到改善;当加热温度达到1 250 ℃时,合金出现过烧现象,晶界开始熔化。     

汽车悬架用弹簧钢55SiCr制备技术的研究进展

悬架弹簧钢是汽车悬架系统的重要部件,研发高性能汽车悬架弹簧钢制备技术对于推动特殊钢材料的国产化有着重要的意义。从洁净度控制、组织性能调控和表面脱碳控制3个方面介绍近年来汽车悬架弹簧钢55SiCr制备技术的最新进展。在洁净度控制上,对弹簧钢中夹杂物的控制方向、脱氧工艺、精炼渣和耐火材料等相关研究进行介绍。在组织性能调控中,重点介绍作者所在研究所在悬架弹簧钢55SiCr热处理工艺改进与优化上的探索,比较了淬火-回火、等温淬火和淬火-配分工艺对悬架弹簧钢55SiCr力学性能的影响。表面脱碳控制的相关研究表明,在进行热处理或热加工的过程中,应尽量避免在低于弹簧钢奥氏体/铁素体转变温度(约800 ℃)附近停留,虽然较高的温度有利于避免全脱碳,但是出于晶粒粗化、能耗和氧化等方面的考虑,热处理温度不宜高于1 100 ℃。     

高强度不锈钢应用及研究进展

高强度不锈钢因其优异的综合性能及成熟的生产工艺,已成为航空、航天、海洋、石化工程等高端制造业领域的重要材料。系统回溯高强度不锈钢的发展及应用历程,总结此类钢的强韧化机理及最新研究进展,并详细梳理了影响该钢的氢陷阱行为及氢脆抗力的主要因素。结合现有研究成果,提出了采用多种类纳米级第二相颗粒复合析出强化突破高强度不锈钢强韧性匹配极限的思路;通过调控钢中析出相及逆转变奥氏体的交互析出行为,提高后者的机械、化学稳定性,使其作为钢中裂纹及可扩散氢的双重“陷阱”,从而提高钢的裂纹及氢脆抗力。最后指出未来新型高强度不锈钢的研发须重点关注以材料基因算法、人工神经网络、机器学习为代表的“人工智能化”合金设计理念。     

电梯用含氮节镍奥氏体不锈钢QN1701的组织和性能

借助Thermo-Calc热力学相图计算软件,开发了用于电梯的含氮节镍奥氏体不锈钢QN1701(12Cr17Mn7Ni2Cu2N),以代替443(019Cr21CuTi)超纯铁素体不锈钢。通过OM、SEM和电化学工作站等方法研究了QN1701和443不锈钢的组织及性能。N原子起着间隙固溶和细晶强化的作用,使QN1701不锈钢的屈服强度提高至400 MPa以上,达到443不锈钢的1.32倍。QN1701不锈钢的点蚀电位为241 mV,低于443不锈钢的289 mV,但其点蚀速率为9.10 g/(m2·h),低于443不锈钢的14.58 g/(m2·h)。在电梯用研磨拉丝表面状态下,QN1701不锈钢在质量分数为10%NaCl中性盐雾和干湿循环盐雾等加速腐蚀试验中的耐蚀性能均优于443不锈钢。分析发现,443不锈钢添加一定量的Nb、Ti稳定化元素所生成的(Nb,Ti)(C,N)析出相经研磨拉丝处理后,暴露于表面或被拖拽后留下微坑,导致其耐蚀能力急剧下降。综上所述,相较443不锈钢,QN1701不锈钢具有强度更高、伸长率更大和在研磨拉丝表面状态下耐蚀性更好等特点,这对于电梯轻量化设计和长寿命具有重要价值。     

核电用316奥氏体不锈钢钢丝扭转性能分析

针对核电用奥氏体不锈钢钢丝研制过程中存在的单向扭转性能不均匀及异常断裂问题,利用光学显微镜(OM)与扫描电镜(SEM)等手段,对该钢丝的金相组织、单向扭转断口及断口附近表面形貌进行了分析。研究发现,产生单向扭转性能不均匀与异常断裂的主要原因是钢丝表面质量较差及钢丝用钢棒焊接连接处局部过烧。通过将拉拔模具由钨钢模更换为聚晶模、润滑剂由润滑粉更换为水性油等措施,改善了钢丝表面质量;通过适当降低焊接接头处焊接时的热输入,消除了单向扭转时异常断裂的问题。改进后钢丝单向扭转圈数趋于均匀且最大扭转圈数可达169 圈,远高于技术要求值。     

核电项目堆内构件用SA479 S21800材料性能研究

某核电项目堆内构件用SA479 S21800奥氏体不锈钢棒材,在ASME II材料篇的基础上增加了350℃高温拉伸要求,致使该材料的制造难度大大增加。尤其针对规格大于Φ150 mm棒材,技术要求拉伸试样横向取样,高温抗拉强度很难满足大于或等于535 MPa的要求。为了满足项目应用要求,本文将研究规格大于Φ150 mm的SA479 S21800奥氏体不锈钢棒材性能特点,通过改进锻造工艺,优化钢锭化学成分含量,提升棒材力学性能。最终为大规格SA479 S21800材料的生产提供有效的指导。     

提高奥氏体锰钢耐磨性的探讨

在软磨料大角度冲蚀磨损条件下,合金化高锰钢有较好的耐磨性,在其组织中有大量弥散分布的高显微硬度质点的ZGMnl8Cr2Ti奥氏体锰钢加工硬化能力较强。