316L不锈钢在表面机械滚压处理时的形变诱导马氏体相变和组织细化过程

采用表面机械滚压处理(SMRT)在316L不锈钢表面制备出梯度纳米结构(GNS)表层,研究了SMRT对GNS表层中的相组成和微观组织演变的影响机制。结果表明:经SMRT后316L不锈钢表层的奥氏体相发生形变诱导马氏体相变,且马氏体含量随着SMRT压下量的增大而增多;微观组织的细化过程先后经历了高密度位错生成和交互作用、形变孪生、形变诱导马氏体相变和马氏体晶粒细化过程,最终在最表层形成以马氏体相为主、晶粒尺寸~55 nm的纳米晶组织。     

奥氏体不锈钢封头的形变马氏体含量检测与影响因素

基于马氏体磁性特征,对冷成型奥氏体不锈钢封头的形变马氏体含量进行了检测,研究了形变马氏体含量在封头各部位的分布规律,同时分析了影响奥氏体不锈钢形变诱发马氏体相变的主要因素。结果表明:形变马氏体含量在封头各部位差异较大,直边段的形变马氏体含量最高,过渡区次之,球面部位最低;形变诱发马氏体相变主要与封头的化学成分和变形量等因素有关。最后提出了降低奥氏体不锈钢封头形变马氏体含量的措施。     

基于磁性测定法研究奥氏体不锈钢波纹管的形变马氏体含量

根据形变诱发马氏体磁性的变化,针对SUS304和SUS316L奥氏体不锈钢分步机械胀压成型波纹管以及未经固溶处理与经固溶处理SUS304奥氏体不锈钢液压成型波纹管,采用MP30E—S型铁素体测定仪定量测定了波纹管母材区及焊缝区的形变马氏体含量。结果表明：形变马氏体含量的大小与波纹管材料、相对变形量以及热处理状态等均有很大关系;在相同变形量条件下SUS316L不锈钢的形变马氏体含量比SUS304不锈钢要小得多;相对变形量越大,形变马氏体含量也越大,且波峰处的形变马氏体含量较波谷处的要大得多;与未固溶处理波纹管相比,经固溶处理后波纹管的形变马氏体含量显著减小。     

不锈钢冷加工形变诱发马氏体相变及其腐蚀行为

在实验室和现场对经过不同温度，不同方式，不同程度冷加工的奥氏体304不锈钢进行马氏体相变量的检测，研究了冷加工与马氏体相变的关系。通过浸泡试验和金相显微镜研究了304不锈钢在腐蚀过程中马氏体含量的变化。结果表明，冷加工能产生不同程度的马氏体相变；在腐蚀过程中，马氏体相存在优先溶解。     

马氏体相变对孔蚀闭塞区化学和电化学行为的影响

采用模拟闭塞电池法和模拟闭塞溶液法研究了奥氏体304不锈钢形变诱发马氏体相变对孔蚀闭塞区化学和电化学行为的影响。为了模拟闭塞区内外间的电偶电流，对试件通入电流进行阳极极化。结果表明，与未形变的304不锈钢的试验结果相比，随着马氏体含量的增加，闭塞区溶液pH值下降，Cl^-迁入闭塞区的量更多。马氏体相的存在增强了材料的电化学活性，使其在模拟闭塞溶液中的自腐蚀电位负移，维钝电流密度增加，加速了闭塞区金属阳极溶解，促进了孔蚀的发展。     

304不锈钢在ECAP过程中形变诱发马氏体的定量计算

利用X射线衍射对经ECAP挤压及退火处理后的304奥氏体不锈钢进行了物相标定及各物相含量的定量计算.结果表明,经ECAP挤压后,不锈钢内明显形成α'和ε两种形变诱发马氏体,且α'马氏体含量高于ε马氏体含量.挤压后的不锈钢经退火处理后,α'马氏体含量显著下降,ε马氏体含量相对增加.奥氏体含量在第一道次挤压后明显下降,以后道次的挤压和退火处理对其影响较小.     

基体组织和加工过程对不锈钢餐、厨具铬离子析出量的影响

研究了不锈钢基体组织和加工过程中形变程度、应力分布及加工温度对不锈钢餐、厨具铬离子析出量的影响。结果表明:马氏体不锈钢的耐腐蚀性比奥氏体不锈钢的差,铬离子析出量更大;加工过程导致奥氏体不锈钢发生马氏体相变,同时产生大量的位错和缺陷,使其耐腐蚀性降低,铬离子析出量增多;加工过程中局部的应力集中导致该部分区域马氏体相变量大,铬离子析出量增多;加工温度控制在形变诱发马氏体转变温度Md以上时,马氏体相变量显著减少,铬离子析出量得到明显控制。     

氢致304L奥氏体不锈钢脆断机理的研究

本文先对304L不锈钢进行■■充氧然后对充氢试样进行室温下拉伸,并用扫描电镜对拉伸断口进行形貌观察,同时对经不同拉伸变形后的充氧气样表面上的滑移线进行金相观察,此外还用X射线衍射法定量测定了钢中氢致马氏体的数量及γ基相的点阵常数变化情况。试验结果表明,阴极充氢可使304L不锈钢产生脆性断裂,其原因主要与钢中发生了不可逆的氢致马氏体相变有关。     

奥氏体不锈钢晶粒细化对形变机制和力学性能的影响

利用相逆转变原理采用冷变形使得亚稳奥氏体转变为形变马氏体,采用不同温度和时间退火分别获得纳米晶/超细晶和粗晶奥氏体不锈钢。通过拉伸实验得到不同晶粒尺寸的奥氏体不锈钢力学性能,采用透射电镜观察形变组织结构并利用扫描电镜观察断口特征。结果表明:高屈服强度纳米晶/超细晶奥氏体不锈钢通过形变孪晶获得优良塑性;而低屈服强度的粗晶奥氏体不锈钢发生形变诱导马氏体效应,得到良好的塑性;两组具有不同形变机制的奥氏体不锈钢拉伸断口均为韧性断裂。形变机制由形变孪晶转变为形变诱导马氏体归因于晶粒细化导致奥氏体稳定性大幅度提高。     

不锈钢水壶口径腐蚀行为的研究

本文通过化学成分检测、金相分析、宏观及微观检验技术手段对某公司生产的不锈钢水壶口径弯曲处出现严重锈蚀现象进行分析研究,结果表明:水壶口径弯曲处腐蚀是由于非标200系奥氏体不锈钢在冷加工过程中,形变诱发马氏体相变,而形变马氏体在腐蚀介质中易先发生腐蚀,从而引发严重腐蚀损伤。     

304奥氏体不锈钢凝固相转变规律曲线(SPT曲线)建立

利用自行设计的高温凝固相转变测定实验装置,研究了304奥氏体不锈钢在不同冷却速度下的高温凝固相转变过程,得到了凝固过程中液相(L)到高温铁素体(δ)到奥氏体(γ)的相变温度.在此基础上分析了304奥氏体不锈钢在不同冷却速度下的高温凝固相转变规律,从而建立了304奥氏体不锈钢的低冷速凝固相转变规律曲线—SPT(Solidification phase transformation)曲线.结果表明:对试样进行液氮酒精淬火有效地保留了试样高温时各相的状态.可以清楚的显示在不同冷速下的不同温度淬火时液相和固相的各相成份比例及在不同淬火温度下各成份体积比例的变化.通过研究体积比例变化,可以得到304奥氏体不锈钢在不同冷速下的液相线、固相线及各种反应开始和结束的转变温度(即SPT曲线).由SPT曲线也可以看出,随着冷却速度的增大,相转变模式会发生变化,相图会向左移动,各相变反应的温度区间减小.     

SMA增强复合材料力学特性的细观力学模型

基于细观力学的理论 , 将 SMA增强复合材料视为三相等效系统进行分析 , 即基体相、 奥氏体相和马氏体相 ; 求解了 SMA增强复合材料的有效热膨胀系数和有效相变应变系数的一般表达式 , 该表达式适用于各种形状的纤维增强复合材料。在整个相变和逆相变过程中 , 奥氏体相和马氏体相都表现为弹性特性 , 避免了传统方法的强非线性问题。该模型计算过程简单 , 同时还考虑了奥氏体、 马氏体和基体间的相互作用 , 理论分析更接近实际。并分析了纤维的含量、 形状和尺寸等因素对宏观模量的影响 , 通过比较可知 , 所得结果可靠 , 为 SMA增强复合材料的设计和使用提供理论依据。      

奥氏体不锈钢凝固相转变规律曲线(SPT曲线)建立

利用自行设计的高温凝固相转变测定实验装置,研究了304奥氏体不锈钢在不同冷却速度下的高温凝固相转变过程,得到了凝固过程中液相（ L）到高温铁素体（δ）到奥氏体（γ）的相变温度。在此基础上分析了304奥氏体不锈钢在不同冷却速度下的高温凝固相转变规律,从而建立了304奥氏体不锈钢的低冷速凝固相转变规律曲线—SPT（Solidification phase transforma?tion）曲线。结果表明：对试样进行液氮酒精淬火有效地保留了试样高温时各相的状态。可以清楚的显示在不同冷速下的不同温度淬火时液相和固相的各相成份比例及在不同淬火温度下各成份体积比例的变化。通过研究体积比例变化,可以得到304奥氏体不锈钢在不同冷速下的液相线、固相线及各种反应开始和结束的转变温度（即SPT曲线）。由SPT曲线也可以看出,随着冷却速度的增大,相转变模式会发生变化,相图会向左移动,各相变反应的温度区间减小。     

表面纳米化对316L不锈钢性能的影响

对316L不锈钢进行表面机械研磨处理(SMAT),研究表面组织变化对其硬度和在0.5 mol/LNaCl介质中腐蚀性能的影响.结果表明:通过SMAT可以在316L不锈钢表面制备出纳米结构层,随着处理时间的增加,表面纳米晶组织逐渐由单一的奥氏体相过渡到奥氏体与马氏体两相共存;表面纳米化和马氏体相变能够明显地提高316L不锈钢的表层硬度,使表面粗糙度略有下降;表面机械研磨处理降低了316L不锈钢在0.5mol/L NaCl腐蚀介质中的耐蚀性能.因为316L不锈钢表面纳米晶组织容易钝化,形成的钝化膜不稳定,提高了溶解速度.     

《马氏体相变》讲座

第四讲形变诱发马氏体相变今天我们将要讨论形变对马氏体相变的影响。我们知道,马氏体相变是位移式的,因此对弹性应力和范性应变是敏感的。许多年前,我们曾利用范性形变的影响来测定T_(?),即母相奥氏体与产物相马氏体自由能相等的温度。由图4—1可以看出,在含27至35％(原子)Ni的铁镍合金中,Ms温度随镍含量的增加而降低。当一个给定合金(例如含30％镍)冷却到低于Ms温     

超细晶奥氏体在两相区大变形后的瞬态组织

将一种低碳结构钢循环加热淬火得到超细晶粒奥氏体,再以20℃/s的速率将其冷却至两相区进行真应变量为2的大变形,分析了形变后的瞬态组织.结果表明:用该工艺制备的超细晶奥氏体在两相区的高速大变形的后期,始终呈现应变硬化特征,并伴随有一定程度的形变诱导相变或铁素体动态再结晶等软化行为;同时,在较低温度快速大变形容易在试样的个别碳过饱和区导致应变诱导孪晶马氏体组织的生成,且随着形变温度降低孪晶马氏体量增加-循环加热淬火前的原始组织影响奥氏体内碳浓度分布,在一定程度上影响冷却变形过程的应力应变行为和形变后的瞬态组织.     

形变马氏体对奥氏体不锈钢力学性能的影响

在不同的低温环境下,对奥氏体不锈钢进行预拉伸试验,研究了温度对材料形变马氏体含量的影响,并分析了不同形变马氏体含量对材料力学性能的影响。结果表明：在变形量和应变速率相同的条件下,温度越低,材料产生的形变马氏体越多;形变马氏体变多会使材料硬化且强度变大,并导致冲击试样缺口处裂纹的扩展速率加快,冲击韧性下降。     

Fe-Ni机械合金化过程中马氏体的形成及相变

研究了Ni含量、机械合金化工艺参数对Fe-Ni机械合金化过程中马氏体相变的影响及其机理.结果表明:在Fe-Ni机械合金化过程中存在着马氏体相变,但继续机械合金化马氏体是否会发生逆转变主要由Ni含量决定.当Ni≤30%(质量分数,下同)时,机械合金化引起的材料局部温度未达到形变促使马氏体相变逆转变开始温度,因此继续机械合金化马氏体不转变.对于Fe-35Ni,形变促使逆转变的开始温度低于局部温升,马氏体将向奥氏体转变.当Ni含量为35%时,随着机械合金化时间的延长、球磨速度和球料比的提高,机械合金化可以提供的相变驱动力增大导致奥氏体的量逐渐增多.     

新型耐空蚀Cr-Co-Ni-Mn奥氏体不锈钢研究

制备了一种Cr-Co-Ni-Mn含钴奥氏体不锈钢。与304不锈钢比较,研究了其抗空蚀性能,用TEM观察了空蚀试样的组织结构,并测定了该钢种的强度,利用时效处理研究其组织稳定性。结果表明Cr-Co-Ni-Mn含钴奥氏体不锈钢屈服强度、抗拉强度比常用的304不锈钢高,奥氏体组织稳定,空蚀孕育期长,耐空蚀效果好。TEM观察到试样空蚀作用层有ε马氏体组织,这些形变组织有利于吸收应变能,提高材料耐空蚀能力。综合该钢的性能,在耐空蚀领域有潜在的应用前景。     

热轧铁素体不锈钢的晶间腐蚀

目前,关于铁素体不锈钢晶间腐蚀的评定还缺少依据及标准。利用化学浸泡法、扫描电镜及金相显微镜研究了热轧态430,409L,410S铁素体不锈钢及304奥氏体不锈钢在硝酸溶液中的耐晶间腐蚀性能、腐蚀形貌及特征。采用双环电化学动电位再活化法研究了4种不锈钢的晶间腐蚀敏感性。结果表明:4种不锈钢耐晶间腐蚀性能大小依次是304430409L410S,增加Cr含量和添加Ti元素可以提高不锈钢的耐晶间腐蚀性能;相对304奥氏体不锈钢,3种铁素体不锈钢晶间腐蚀倾向明显;晶间腐蚀微观形貌与不锈钢金相组织相对应。