典型Cr-Ni-Mo-N高合金双相不锈钢热加工性能研究

试验钢的典型高合金双相不锈钢S32707 (022Cr27Ni7Mo5N)、S32750 (022Cr25Ni7Mo4N)、S32205(022Cr23Ni5Mo3N)、S31803(022Cr22Ni5Mo3N)在生产坯料上取样,采取了不同的热处理、热加工和热穿孔以及调整化学成分等方法,研究了组织及工艺对其热加工性能的影响。结果表明:两相比例和σ相的析出情况与热穿孔温度和冷变形的中间退火密切相关,S32707钢的二次相的析出速度和析出量远超过S32750、S32205及S31803双相不锈钢。对S32707双相不锈钢需适当降低Cr(Cr≤27%)、N(N≤0.4%)含量,提高Mo(4%～5%Mo)含量,合理控制加热速度(2～2.5℃/min)及终轧(锻)温度(≥1060℃),并注意回炉加热和圆管坯中心钻孔的影响,可提高热加工塑性,防止开裂。     

几种典型双相不锈钢组织及性能特点及其对加工过程的影响

本文选择几种典型的双相不锈钢:S32707、S32750、S32205、S31803,在其工件上取样,采取了不同的热处理、热加工和热穿孔以及适当调整化学成分等试验方法,比较和研究了组织和性能特点及其对加工过程的影响。结果表明:两相比例和σ相的析出情况与热穿孔温度和冷变形的退火、固溶处理温度密切相关,S32707的二次相的析出速度和析出量远超于其他双相不锈钢。适当降低Cr、N含量,提高Mo含量,合理控制加热速度,终乳(锻)温度,并注意回炉加热和圆管坯中心钻孔的影响,可提高热加工塑性,防止开裂。试验中的S32707成品无缝管满足相关标准的要求。     

S31254超级奥氏体不锈钢析出相演变及微观表征

利用热力学计算了S31254超级奥氏体不锈钢在500~1 200 ℃温度范围内的平衡态析出相,并结合热模拟试验、扫描电镜、透射电镜等方法,对不同析出物的析出行为进行了表征和分析。结果表明,S31254不锈钢奥氏体基体中可存在的第二相包括σ、χ、Laves等金属间相,Cr₂N、π型氮化物相以及M₂₃C₆型碳化物相,高Mo、高N、高Cr含量是该钢析出相种类复杂的主要原因;试验钢具有高的第二相析出倾向,σ相开始析出温度约为1 150 ℃,而在900~800 ℃区间可发现χ相和σ相的转变,χ相更易作为一种稳定相存在;析出相的析出位置和形貌呈现不同特点,晶界析出主要为σ相、χ相和Laves相,而晶内主要有呈针状和块状分布的χ相和呈棒状析出的Cr₂N相。     

不锈钢316LN中厚板超低温冲击功偏低原因分析及优化建议

利用金相、扫描电镜能谱分析和电子背散射衍射(EBSD)等分析手段对试验用钢316 LN超低温冲击功偏低的原因进行了分析.结果表明,试验用钢316 LN中心层析出的块状σ脆性相是低温冲击功偏低的主要原因.通过Thermo-calc相图理论分析计算,钢板中心层的σ脆性相是铸坯心部高温δ铁素体在后续的变形,及热处理过程中700～950℃停留较长时间析出的.采用合适的热加工工艺可避免高温δ铁素体及σ相的析出,从而提高材料超低温冲击韧性.     

加热工艺对含铜钢表面氧化的影响

研究了加热工艺对含铜钢表面氧化的影响.结果表明,加热温度和加热时间对含铜钢表面氧化程度影响显著.含铜钢液态铜相出现在1 100～1 200℃的加热温度范围,而在1 000℃和1 300℃加热时,基体与氧化层界面处不出现液态铜相.加热温度为1 100℃时,液态铜相沿奥氏体晶界向基体的渗透能力比1 200℃时更强.高温加热时,随加热时间延长,含铜钢的氧化程度加重,同时也增强了液态铜相向基体的渗透.加镍可有效防止含铜钢在高温过程中形成液态铜相,避免铜发生热脆.     

15MnMoVNRE钢中钒铝化合物的溶解和析出

本文采用中途淬火的方法,运用化学和物理相分析的手段,研究了15MnMoVNRE钢在热处理过程中钒,铝化合物的溶解,析出规律。结果表明:该钢热轧状态下,70％钒以固溶状态存在,再加热时将发生钒化合物的析出和再溶解,800～850℃之间变化显著。故在两相区淬火或正火,将产生强韧性的波动.预淬火可提高钒的溶解量,增加析出强化的效果,稍许提高预淬火的加热温度是有益的。 钢中铝同样存在析出和再溶解的过程,该铜中铝对提高其奥氏体晶粒粗化温度起主要作用。     

1Cr21Ni5Ti钢管冷弯脆性问题研究

论文研究了热处理工艺对1Cr21Ni5Ti钢组织与性能’的影响,找到了材料冷弯脆性的原因,得到了如下结论：（1）材料产生脆性的原因是敏化处理时。相的析出,材料固溶后在650℃。900℃敏化处理时析出。相,导致塑性和韧性降低,并且在700℃敏化口相的析出量最大;（2）材料经固溶处理后在700℃保温10分钟时就有口相析出,20分钟达到最大析出量,导致塑性和韧性降低;（3）σ相在900℃～950℃之间开始溶解。已经产生。相的材料可以通过重新加热到950℃以上然后快速冷却来消除因σ相的析出而产生的脆性。     

GH118合金中б相的析出与控制

本文研究了难变形GH118合金中σ相的析出、溶解规律以及合金元素、合金平均电子空位数对σ相析出的影响及控制。结果指出σ相以针状或魏氏体组织析出,与基体有严格的位向关系。其析出温度范围为750～950℃,850～880℃为析出峰。1000℃保温1～3 h,σ相可以全部溶解。 主要合金元素Cr、Co、Al、Ti、Mo和C对σ相析出有不同程度的影响,其中以Al、Ti和Cr的影响为最大。合金的平均电子空位数综合了各元素的复杂影响。试验结果指出,在σ相开始析出时间与合金平均电子空位数之间存在如下对数函数关系:     

析出硬化塑料模具钢NAK80的研制

总结了析出硬化钢NAK80热轧扁钢的冶炼，热加工及析出硬化的工艺特点，其由钢锭轧制中间坯时钢锭的加热温度以下超过1280℃为宜；析出硬化固溶处理加热温度不超过890℃为宜，500～520℃时效处理出现硬度峰值，硬度可达HRC40以上。     

Fe20Cr9Ni铸造奥氏体不锈钢中σ相的析出动力学

采用EPMA、XRD、TEM等手段分析了压水堆核电站主管道用Fe20Cr9Ni铸造奥氏体不锈钢中σ相的成分和结构,通过等温时效处理、金相组织分析,研究了σ相析出动力学,获得了σ相析出的时间-温度-转变(TTT)曲线及JMA析出动力学方程.研究结果表明:Fe20Cr9Ni中σ相析出的温度范围为600～840℃,750℃时σ相析出动力学最快,600～750℃时σ相的析出量计算值与实验值符合得较好.σ相形成激活能为149kJ/mol,接近Cr在铁素体中的扩散激活能值,其过程主要受Cr扩散控制.Fe20Cr9Ni铸造奥氏体不锈钢中σ相析出特征主要由其特殊的合金成分和组织结构决定.     

冷装与热装加热对GCrl5轴承钢晶粒度影响的热模拟试验

对轴承钢的冷装和热装加热进行实验室热模拟,对不同热装温度加热后的铸坯晶粒度级别进行分析,对比冷装条件下晶粒度,找到合理的热装温度。试验结果表明,当热装温度超过700℃,其铸坯组织的晶粒和冷装相比明显变得粗大,晶粒度级别在1～2级;根据生产现场连铸坯相变前的平均冷却速度为0.41℃/s,GCr15轴承钢连铸坯的热装温度应控制在670℃以下。     

316L不锈钢金属间相固溶过程中的微结构表征

利用扫描电镜、X射线衍射仪和电子背散射衍射仪等设备研究了热轧态316L不锈钢金属间相(σ相和χ相)在固溶过程中的微结构演变规律,同时,利用高温激光共聚焦显微镜对金属间相回溶的全过程进行了原位在线观察,确定了最佳固溶温度。结果表明,固溶过程中发生了γ+σ+χ→γ+σ+χ+α/FeCr→γ+α/FeCr的相变过程。金属间相的回溶从1033.1℃开始到1149.5℃结束,回溶时间为21s,消除金属间相的最佳固溶温度约为1150℃。固溶处理前,基体中分布的带状组织形态不规则,χ相和σ相的面积比分别为0.46%和0.94%;固溶处理后,带状组织形态一致,主要分布铁素体和FeCr相,而χ相和σ相不可见。     

热处理工艺对铝硅镀层热成形钢组织性能的影响

为深入理解不同热处理工艺参数对铝硅镀层热成形钢组织性能的影响规律,主要研究了加热温度和保温时间对铝硅镀层热成形钢的硬度、微观组织、镀层厚度和镀层成分的影响。结果表明,当加热温度不大于 900 ℃ 时,铝硅镀层热成形钢的硬度随着保温时间的增加而增加;当加热温度大于 900 ℃ 时,铝硅镀层热成形钢的硬度随着保温时间的增加而下降。当加热温度为850~930 ℃,保温时间为 4、8 min 时铝硅镀层热成形钢的微观组织在模具淬火冷却过程中均转化成为马氏体。在相同加热温度下,铝硅镀层热成形钢合金层的厚度随着保温时间的增加而增大,当加热温度升高至 930 ℃ 时,镀层因氧化而挥发严重,导致镀层变薄,所以铝硅镀层热成形钢的加热温度应控制在 930 ℃ 以下。保温温度升高、保温时间增加导致元素扩散显著,聚集的硅元素含量和面积由于其不断向四周扩散而降低。同时铁元素大量扩散到镀层中,镀层中铁元素含量增加显著。高温下,镀层发生明显的氧化反应,氧化反应促进了微孔洞的形核和长大。     

焊接用双相不锈钢ER2209线材的生产实践

通过对焊接用双相不锈钢ER2209线材生产实践过程中的冶炼、轧制、固溶及酸洗工艺的研究,结果表明：最佳的热加工温度为1000～1050℃,可有效避免σ相析出导致的轧制开裂;热处理温度为1050～1100℃,材料的强度较低,塑性较高,冷拉拔性能优异;采用(H₂SO₄+HF)溶液预处理及(HNO₃+HF)混酸洗的工艺进行酸洗,线材表面质量优异,无酸洗晶间腐蚀。     

5Cr9Si3钢的高温变形行为及流变应力异常变化机理

通过不同热加工参数下的热压缩试验,研究了新型阀门钢5Cr9Si3的高温变形行为.5Cr9Si3钢在850~900℃和1000~1100℃温度区间内峰值应力分别随温度的升高而减小,而在900~1000℃温度区间内出现峰值应力随温度升高而增大的异常现象.进一步的微观组织及相结构演化分析表明:5Cr9Si3钢在900~1000℃温度区间内发生了由铁素体向奥氏体的转变,产生奥氏体相变强化;同时,随着变形温度的提高,碳化物的回溶造成碳元素和铬元素对5Cr9Si3基体固溶强化效果增强.相变强化和固溶强化是导致5Cr9Si3在900~1000℃温度区间内流变应力异常变化的主要原因.      

600 MPa级热镀锌双相钢再结晶和相变规律研究

在Gleeble-3800热模拟机上对600MPa级热镀锌双相钢进行了连续退火工艺模拟实验,利用光学显微镜与扫描电镜观察分析了600MPa级热镀锌双相钢在连续退火过程中的再结晶和相变规律。结果表明,600MPa级热镀锌双相钢在连续退火初期。650～700℃加热范围内再结晶剧烈进行。加热速度提高,冷变形组织的再结晶开始与结束温度也相应升高。两相区保温后快速冷却得到不同体积分数的铁素体和马氏体组织,随两相区保温温度升高,马氏体特征更加明显。     

P92无缝钢管内表面裂纹分析及工艺优化

采用斜轧穿孔工艺生产大口径P92铁素体耐热无缝钢管过程中,钢管内表面易产生细小裂纹。通过金相分析、高温相变计算和高温加热试验等研究表明,内表面裂纹产生的主要原因是：中心有通孔的P92管坯在坯料加热过程中,由于加热温度过高和在炉时间过长(即表面氧化脱碳加重),导致管坯通孔近内壁产生大量的高温δ-铁素体相,管坯在随后的斜轧穿孔中,裂纹在塑性较差的高温δ-铁素体处产生和扩展。根据内表面裂纹的产生机制,通过对P92钢管化学成分的铬当量、镍当量按Cr_eq<13%、Ni_eq>4%进行控制,坯料保温温度由原工艺的1220～1250℃降为1190～1220℃,对穿孔机轧辊转速、辊距和顶伸量参数优化等工艺改进措施,有效地解决了大口径P92无缝钢管内表面易产生裂纹的问题,提高了P92无缝钢管的成材率和生产效率。     

2205双相不锈钢中σ相的析出规律

2205双相不锈钢经过1300℃固溶处理和不同程度的冷轧变形后,在不同温度下保温不同时间后水冷.利用金相显微镜和透射电镜观察试样的组织,用Image Tool软件分析组织中σ相的含量,研究2205双相不锈钢中σ相的析出规律.在950℃保温,当冷轧变形量从50%增大到85%时,σ相析出时间从30 min缩短为3 min.冷轧变形量为85%的试样,在950℃保温,当保温时间从3 min延长至30 min时,σ相的体积分数从1.2%增大到11.8%.在875~950℃保温5 min后,当温度从875升高至950℃时,σ相的体积分数从8.9%降低至3.6%;在975℃保温5 min后,组织中不存在σ相.      

固溶处理对00Cr27Ni7Mo5N不锈钢的组织及力学性能的影响

 研究了不同固溶处理温度对特超级双相不锈钢00Cr27Ni7Mo5N组织及力学性能的影响。采用光镜、扫描电镜、能谱仪、显微硬度、冲击和拉伸测试等手段研究σ相的析出规律及其对力学性能的影响。运用Thermo-Calc热力学软件计算00Cr27Ni7Mo5N相含量随温度的变化,并与测试结果进行对比分析。研究结果表明,当固溶温度在800～1050℃之间,00Cr27Ni7Mo5N有大量金属间化合物σ相析出,导致钢的强度和硬度增加,塑韧性显著下降。当固溶温度在1070～1200℃时,钢中σ相溶解,钢的塑韧性提高,硬度下降。1100℃固溶处理时,00Cr27Ni7Mo5N具有最佳的综合力学性能。