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。     

热变形工艺对铈-硫易切削不锈钢中硫化物形态演变的影响

使用Gleeble-3500热模拟试验机、光学显微镜及Phenom Partical X扫描电镜能谱仪研究了热变形工艺对铈-硫易切削不锈钢中硫化物形态演变的影响。铈-硫易切削不锈钢铸坯中的硫化物呈球形、椭球形、纺锤形或短棒状并以簇状形式沿晶界分布,属于第Ⅱ类硫化物。在800~1100 ℃温度范围内,随着变形量的增加,硫化物的分布密度逐渐增加,平均面积逐渐减小。在800~1000 ℃温度范围内,随着变形量从10%增加到70%,长宽比≤3的硫化物所占比例逐渐减小,当变形温度为1100 ℃并且变形量增加到70%时,长宽比≤3的硫化物所占比例又略有增加,硫化物发生熔断或重新形核。在10%~70%变形范围内,硫化物的相对塑性升高,在30%变形量达到峰值后又逐渐降低。在800~1100 ℃温度范围内,当变形量不变时,硫化物的相对塑性随变形温度的增加而降低。高温大变形更容易得到均匀弥散细小的硫化物。     

超级13Cr抗CO_2腐蚀油管热轧缺陷原因分析与控制

简要介绍了超级13Cr油管的开发背景、生产工艺流程及主要技术指标;通过理化检验和金相分析,探讨了超级13Cr油管穿孔、热轧典型缺陷形成的主要原因,并提出改进措施;介绍了工艺改进后超级13Cr油管的实物质量水平及现场应用情况。分析认为:δ铁素体的存在是造成超级13Cr油管表面出现热轧缺陷的主要原因;通过合理设计超级13Cr钢种的化学成分,严格控制坯料加热温度,可有效控制δ铁素体的产生。     

铸态和锻造态钛-硫易切削钢中硫化物形态及力学性能对比

熔炼了2种钛含量(质量分数分别为0.09%,0.21%)的钛-硫易切削钢,并在1200℃进行锻造,对比研究了铸态和锻造态试验钢组织中硫化物形貌、尺寸、数量以及试验钢的力学性能。结果表明:在铸态试验钢中,硫化锰大多为近似短棒状和球状,沿晶界呈链状或网状分布,锻造后硫化锰沿着锻造方向伸长,统计得到的长宽比增大,单位面积内数量减少;钛含量的提高使单位面积内硫化锰数量增多;铸态试验钢拉伸断口主要特征为解理台阶与河流状花样,断裂方式为脆性断裂,锻后的拉伸断口为解理和韧窝混合型形貌,断裂方式为韧性断裂;锻造态试验钢的拉伸性能和冲击韧性与铸态相比均有明显改善,锻造有助于提高钛-硫易切削钢的力学性能。     

无磁钻铤用Cr-Mn-Ni-N系高氮钢平衡凝固相变与析出行为

借助Thermo-Calc软件对无磁钻铤用Fe-(15~25)Cr-(15~25)Mn-(0~5)Ni-(0~1)Mo-(0~1)N-(0~0.8)C多元系高氮钢在凝固和冷却过程中的相变及析出行为进行研究。使用Thermo-Calc软件中的TCFE9数据库对该钢相图的垂直截面图进行计算,分析了Cr、Mn、Ni、Mo、N及C元素对无磁钻铤用高氮钢凝固及冷却过程中相变的影响,并得到了平衡凝固相变路径图。结果表明,增加Cr、Mn含量可显著提高合金中氮的溶解度,Mo元素可以微弱提高氮的溶解度,Ni、C元素显著降低氮的溶解度。Ni、C和N含量提高可扩大单相奥氏体相区,具有稳定奥氏体的作用,Cr、Mo与Mn元素缩小单相奥氏体相区,具有稳定铁素体的作用。N元素可以促进M₂(C,N)相析出,使M₂₃C₆相析出受到抑制。Cr、Mn元素可以促进Sigma相析出,C、N元素抑制Sigma相析出。M₂₃C₆相的析出主要受C含量的影响,随着C含量的升高,M₂₃C₆相的析出温度显著升高。     

热处理工艺对12Cr13不锈钢耐盐雾腐蚀性能的影响

对12Cr13不锈钢进行热处理试验,观察了试样的金相组织、碳化物形貌特征,测试了耐中性盐雾腐蚀性能及点蚀电位。结果表明:12Cr13正火及正火+350℃回火的耐盐雾腐蚀性能最佳,正火+750℃回火的耐盐雾腐蚀性能良好,正火+550℃回火的耐蚀性能显著恶化,对加工零件的最终热处理工艺应避开中温回火以保证其耐腐蚀性能。     

Y12Cr18Ni9Cu易切削钢的平衡凝固相变与MnS析出行为

采用Thermo-Calc热力学软件对Y12Cr18Ni9Cu易切削钢在500～1800℃的析出相进行了热力学计算并得到了平衡凝固相变路径图。结果表明,Y12Cr18Ni9Cu易切削钢的平衡相主要有MnS、液相、δ-铁素体、奥氏体、M₂₃C₆、M₂(C,N)、σ相。平衡凝固和冷却相变路径：液相→液相+MnS→液相+δ-铁素体+MnS→液相+δ-铁素体+MnS+奥氏体→δ-铁素体+MnS+奥氏体→MnS+奥氏体→MnS+M₂₃C₆+奥氏体→MnS+M₂₃C₆+奥氏体+M₂(C, N)→MnS+M₂₃C₆+σ相+奥氏体+M₂(C, N)。随着S含量增加,MnS的析出量逐渐增加,析出温度也逐渐升高,Mn含量变化对MnS相的析出量几乎没有影响,但Mn含量增加会使MnS析出温度升高。Y12Cr18Ni9Cu易切削钢中的硫化物呈球形、椭球形、纺锤形或短棒状并以...     

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。     

固溶处理对53Cr21Mn9Ni4N耐热钢组织及碳化物的影响

利用FactSage软件中的FSstel数据库对53Cr21Mn9Ni4N耐热钢的相图进行计算,分析了氮元素对凝固及冷却过程中相变及析出相的影响,得到了53Cr21Mn9Ni4N耐热钢平衡凝固及冷却相变路径图,并用OM、SEM、XRD、EDS等对53Cr21Mn9Ni4N耐热钢在1200 ℃固溶3、10、20、40和60 min后的显微组织及碳化物演变规律进行了研究。结果表明,53Cr21Mn9Ni4N耐热钢由1600 ℃平衡冷却至300 ℃的过程中完整的平衡相变路径为:液相+气体→液相→液相+δ铁素体→液相+δ铁素体+奥氏体→液相+奥氏体→奥氏体→奥氏体+M₂₃C₆→奥氏体+M₂(C,N)+M₂₃C₆→奥氏体+M₂(C,N)+M₂₃C₆+α铁素体→奥氏体+M₂(C,N)+M₂₃C₆+α铁素体+σ相。M₂₃C₆的析出温度随着氮含量的增加而降低,M₂(C,N)的析出物温度随着氮含量的增加而升高,M₂₃C₆会因M₂(C,N)的析出受到抑制。53Cr21Mn9Ni4N耐热钢的铸态组织非常不均匀,奥氏体呈树枝晶状生长,枝晶间析出大量层片状碳化物。随着固溶时间的增加,分布在枝晶间的层片状碳化物逐渐变成块状及短棒状,碳化物的数量逐渐减少,粗壮的树枝晶也逐渐变得细小。53Cr21Mn9Ni4N耐热钢在1200 ℃固溶后的组织及碳化物均得到明显改善。     

CST-ZT超高强直连型套管的开发及应用研究

根据西部某油田开窗侧钻水平井非常规井身结构设计需要,开发了Φ139.7 mm×7.72 mm 140钢级CST-ZT超高强直连型特殊螺纹接头套管。通过合理的成分设计及有效的工艺控制保证套管的强韧性得到良好的匹配,内外加厚结构设计解决接头连接强度技术难点。分析结果表明:该套管的连接强度可等效于管体的70%以上,使用性能指标优异,抗螺纹黏结性能、抗拉伸性能、抗内压性能、抗挤毁性能等指标均达到或超过了设计指标,并顺利通过了模拟在实际工况下进行的过扭矩条件通径试验、弯曲条件通径试验。