氮含量及固溶温度对21-6-9奥氏体不锈钢组织和硬度的影响

为了探讨氮含量及固溶温度对21-6-9不锈钢组织和硬度的影响,分别在950、1000、1050和1100 ℃对3种不同氮含量的热轧态21-6-9不锈钢进行1 h固溶处理,通过光学显微镜观察其组织结构,结合Thermo-Calc热力学计算对试验钢的微观组织进行分析,并对其进行硬度测试。结果表明,0.20%~0.28%N的21-6-9不锈钢热轧后沿轧制方向析出铁素体,且钢中铁素体经950~1100 ℃固溶处理可消除,当N含量达到0.34%时,试验钢中不再出现铁素体。随着固溶处理温度的升高,21-6-9不锈钢的晶粒组织长大,硬度降低。N含量的增加可显著提高固溶态21-6-9不锈钢的硬度,其增加程度随固溶处理温度的升高而减弱。     

含铜超级奥氏体不锈钢的固溶行为

通过Thermo-Calc热力学计算软件制定含Cu超级奥氏体不锈钢的固溶处理温度为1000~1200 ℃,保温60 min。通过光学显微镜、SEM与EDS研究了固溶温度对含Cu超级奥氏体不锈钢显微组织、析出相和夹杂物的影响,研究结果发现Cu能促进试验钢的再结晶及析出相的溶解,在1000 ℃以上固溶处理时析出相均为σ相。试验钢的夹杂物类型主要是镁铝氧化物和硫化物。确定1200 ℃为微Cu试验钢的最佳固溶处理温度。     

金属材料增材制造(3D打印)技术的局限性

按照选材、结构设计、原材料制备、打印加工和后续处理等步骤分析了增材制造(3D打印)技术特点和局限性。对生产效率和周期、制造成本、工序等3D打印的关键问题与传统的变形材生产技术进行了对比,以为选取大型金属材料复杂结构件成形方案提供参考。     

超级奥氏体不锈钢的发展

日益增长的工业需求推动着超级奥氏体不锈钢的研发,以研发时间为序阐述超级奥氏体不锈钢3个发展阶段。第1个阶段主要是为解决硫酸介质环境的耐腐蚀性而开发的不锈钢;第2个阶段是在第1阶段研发钢的基础上添加质量分数约为0.2%的N元素、并将Mo元素质量分数增加到约6%而研发的几种耐腐蚀性能良好的超级奥氏体不锈钢;第3个阶段是在6%Mo钢的基础上将Cr、Mo、N含量都进行较大幅度的提高,其中Mo元素质量分数增加到约7%,N元素质量分数控制在0.5%左右,并加入适量Mn元素而研发出耐腐蚀性优异的超级奥氏体不锈钢。阐述了超级奥氏体不锈钢研发过程中的2个重要技术,即炉外精炼与氮合金化技术,并展望了超级奥氏体不锈钢的未来发展及推广应用。     

0Cr14Mn21NiN奥氏体不锈钢的析出行为

采用Thermal-Calc热力学计算软件对0Cr14Mn21NiN奥氏体不锈钢C、Cr含量变化对试验钢碳化物析出热力学特征进行了计算。通过光学显微镜、扫描电镜、透射电镜等分析方法探讨了时效温度、保温时间、变形对试验钢析出行为的影响。结果表明:析出相主要是在晶界处产生的Cr₂₃C₆,试验钢析出敏感温度为750~850 ℃。在800 ℃下时效30 min的试验钢晶界处可以明显观察到析出相的产生,随保温时间的延长,析出相含量逐渐增多,尺寸变大,并逐渐向晶内生长。时效前的变形明显缩短了析出相的孕育时间,变形后保温1 min的试验钢晶界处可观察到较多析出相的产生,晶界明显变粗。     

高钼无磁钢等温变形脆化现象及其机理

采用Thermal-Calc热力学计算软件对高钼无磁钢碳化物析出热力学特征进行了计算。通过光学显微镜、扫描电镜等设备探讨了时效温度、等温变形+时效温度对试验钢析出行为的影响,并进行了冲击试验。结果表明,析出相主要在晶界处产生,试验钢析出敏感温度为700~900 ℃。在800 ℃下时效1 h后,试验钢晶界处可以明显观察到析出相的产生,为颗粒状。与无变形相比,析出相在变形条件下大量形成,形状为条带状,晶界明显变粗,与时效态试样相比,时效前的变形明显缩短了析出相的孕育时间,促进了析出相的长大。等温变形+时效后会显著降低冲击性能,断裂方式为韧性断裂。     

冷变形对含氮028合金微观组织和力学性能的影响

通过对含氮028合金进行不同变形量的冷轧,采用光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)和拉伸试验研究了冷变形量对其组织和力学性能的影响。结果表明,当冷变形量相同时,随着氮含量的增加,屈服强度增加明显。当冷变形量从0%增加到70%时,0.25%N 试验合金的抗拉强度从764 MPa提高到1405 MPa,屈服强度从390 MP提高到1249 MPa。在低变形量时,试验合金中存在大量位错和平面滑移结构。随着冷变形量的增加,试验合金中形变孪晶的数量逐渐增加,位错不断增殖。当冷变形量继续增加时,形变孪晶被割裂破碎。     

时效强化X-750镍基合金高温弹塑性特征及本构模型计算研究

研究了时效强化状态0Cr15Ni70Ti3AlNb(X-750)镍基合金材料在300~600℃内的高温弹塑性特征。采用Johnson-Cook本构关系式模型对该合金的高温力学性能进行了分析。结果表明:经过两步法时效强化处理后的X-750镍基合金材料在0.006~0.3 min~(-1)的不同应变速率条件下,其高温抗拉强度随测试温度的升高从约1113 MPa显著降低至825 MPa。然而高温屈服强度的变化幅度仅为约50 MPa,且受测试温度的影响不规律,导致热软化因子m的拟合结果不规则。另外,应变硬化因子B、加工硬化指数n和应变速率硬化因子C在内的其他参数的拟合一致性显著优于热软化因子m,这表明热变形对X-750合金高温强度的影响较为规律。     

等温变形0Cr14Mn21NiN无磁不锈钢的晶间腐蚀敏感性

通过Thermal-Calc热力学软件对0Cr14Mn21NiN无磁不锈钢中碳化物析出的平衡相区进行了计算,并通过时效处理试验进行了验证。通过不同参数的等温变形试验对实际的非平衡态碳化物析出行为进行了研究。通过双环电化学动电位再活化法(DL-EPR)对等温变形试样的晶间腐蚀敏感性进行了测试和对比。结果表明:热力学计算的平衡态Cr₂₃C₆碳化物析出温度范围为512~847 ℃,而通过时效试验验证的实际析出温度范围为720~940 ℃,表明二者之间存在约200 ℃的误差。当总变形量不超过20%时,等温变形非平衡态Cr₂₃C₆碳化物析出下限温度进一步降低至625 ℃,等温变形过程对晶界Cr₂₃C₆碳化物形核和长大过程均有加速作用。DL-EPR电化学方法结果表明等温变形后由于碳化物析出速度的加快,0Cr14Mn21NiN无磁不锈钢的晶间腐蚀敏感性显著增加。     

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 ℃。