时效对17-4PH马氏体不锈钢抗应力腐蚀性能的影响

采用慢应变速率拉伸的应力腐蚀试验法,结合应力应变试验、显微组织观察、力学性能测试和断口形貌分析,研究了不同时效处理后17-4PH马氏体不锈钢在N2、通入饱和H2S的NACE A溶液和3%CO2+3%H2S+N2+H2O三种介质中的抗应力腐蚀性能。结果表明,通入饱和H2S的NACE A溶液对17-4PH不锈钢的应力腐蚀最为严重,试样断口呈现脆性断裂特征。时效工艺对材料的应力腐蚀敏感性有明显影响,600℃+605℃双级时效处理后17-4PH不锈钢的抗应力腐蚀性能优于600℃时效处理。     

温度对1Cr11MoNiW1VNbN不锈钢疲劳性能的影响

以超临界汽轮机叶片用1Cr11MoNiW1VNbN不锈钢为研究对象,测试叶片模拟工作温度下拉压疲劳极限的变化规律,用扫描电镜观察试样宏观及微观断口.结果表明,1Cr11MoNiW1VNbN不锈钢试样的疲劳极限随试验温度的变化有明显变化.当试验温度为538、566、593 ℃时,试验钢的拉压疲劳极限的最大变化量为81 MPa.其疲劳试样宏观断口包括裂纹萌生、裂纹扩展及最终断裂3个阶段,存在明显的裂纹前沿;微观断口具有典型的准解理断口特征.     

Cr-Mo-V系高强度钢的疲劳断裂行为

采用旋转弯曲疲劳和疲劳裂纹扩展实验研究一种新型Cr-Mo-V系高强度钢在不同回火温度下的疲劳破坏行为.结果表明,Cr-Mo-V系高强度钢的旋转弯曲疲劳极限σ-1与抗拉强度Rm的比值σ-1/Rm随回火温度的升高而增加.在相同的强度水平下,实验钢的疲劳极限高于商业42CrMo钢.对疲劳断口裂纹源的分析表明,实验钢的疲劳裂纹主要起源于钢中的非金属夹杂物.采用C-T试样测定疲劳裂纹扩展速率的实验结果表明,Cr-Mo-V系高强度钢疲劳裂纹扩展第二阶段的扩展速率随回火温度升高而有所降低.在1500 MPa强度水平下,实验钢的疲劳裂纹扩展速率低于42CrMo钢.     

17-4PH不锈钢激光淬火疲劳性能研究

对17-4PH不锈钢进行表面激光淬火,分析了激光淬火后的组织、硬度、残余应力和疲劳寿命.结果表明:激光淬火后,17-4PH不锈钢组织分为淬硬区、过渡区和基体,淬硬层深1.2mm,平均显微硬度440HV,较基体提高60～90HV,表面残余应力为压应力,压应力的范围超过1mm.17-4PH钢激光淬火后疲劳寿命提高,且在低应力下提高效果明显,裂纹源位于次表面,裂纹扩展区增大,抵抗裂纹扩展的能力增强.     

时效时间对2205双相不锈钢组织与疲劳裂纹扩展规律的影响

对经1050 ℃固溶处理后的2205双相不锈钢进行850 ℃分别保温30、180、360 min时效处理,并采用光学显微镜、扫描电镜和力学性能测试等方法,研究了时效时间对2205双相不锈钢显微组织与疲劳裂纹扩展规律的影响。结果表明：经850 ℃时效处理后,沿α相内以及α相与γ相边界主要析出了σ相,并且,随着时效时间的延长,σ相的析出量增加,并逐渐形成片状组织。时效处理后试样的抗拉强度增大,塑性明显降低。随着时效时间的延长,试样的稳态裂纹扩展速率明显增大,疲劳裂纹扩展门槛值减小。等温时效处理后试样的断口形貌以解理断裂为主要特征,在σ相周围还出现有二次裂纹,这是由σ相的析出引起应力集中所致。     

温度对TC4-DT损伤容限型钛合金疲劳裂纹扩展行为的影响

对TC4-DT损伤容限型钛合金在150℃，25℃下的疲劳裂纹扩展速率da／dN进行了测试，给出了扩展速率和应力强度因子幅值AK之间的关系曲线。用SEM对2种温度下断口形貌进行了观测，实验结果表明，150℃的疲劳裂纹扩展速率试样具有较低的疲劳裂纹扩展速率，25℃的疲劳裂纹扩展速率试样具有较低的门槛值；稳态扩展区解理断裂和条带循环机制共存，150℃的da／dN试样中的疲劳辉间距比25℃试样细；快速扩展区的断口形貌呈韧窝型静载断裂特征，150℃的da／dN试样中的韧窝比25℃试样深。     

热处理对TC4-DT钛合金棒材组织和性能的影响

研究了热处理对TC4-DT合金φ300 mm棒材显微组织、拉伸性能、断裂韧性和疲劳裂纹扩展速率的影响.结果表明:经800℃×2 hAC简单退火、α+β相区固溶+时效、β相区固溶+时效处理后的TC4-DT的显微组织分别为等轴组织、双态组织和片状组织.等轴组织具有较好的拉伸性能、低的断裂韧性和高的疲劳裂纹扩展速率:双态组织与等轴组织相比较,具有较好的拉伸性能,较高的断裂韧性和较低的疲劳裂纹扩展速率:片状组织的拉伸强度低于双态组织和等轴组织,塑性最低,断裂韧性和疲劳裂纹扩展速率与双态组织的基本相同.总体来说,TC4-DT合金经α+β相区固溶+时效、β相区固溶+时效处理后可获得R_m≥3825 Mpa,R_(P0.2)≥750 Mpa,A_5≥8%,K℃≥90 Mpa ,疲劳裂纹扩展速率小于8×10~(-6)～9×10~(-6) mm/cycle的综合性能.     

时效温度对17-4PH不锈钢在工业废硫酸溶液中腐蚀行为的影响

17-4PH沉淀硬化不锈钢经适当的热处理后具有优良的综合性能,常用于石油、化工、航天航空等领域。本工作研究时效温度对17-4PH不锈钢力学性能及在工业废硫酸溶液中腐蚀行为的影响,结果表明:随着时效温度升高,17-4PH不锈钢屈服强度和抗拉强度下降,断面收缩率和延伸率增加;其冲击断口形貌由脆性断裂逐渐过渡为韧性断裂;自腐蚀电位关系为E_(550℃)E_(620℃)E_(580℃)。浸泡试验结果表明,经550℃时效处理的17-4PH具有较好耐蚀性能,620℃次之,580℃最差。     

加载频率对直接时效GH4169高温合金疲劳裂纹扩展性能的影响

本文研究了频率对直接时效GH4169合金疲劳裂纹扩展性能的影响.结果表明:在试验温度为550℃时,频率的改变对直接时效GH4169高温合金疲劳裂纹扩展性能基本没有影响,其裂纹扩展的控制机理是机械疲劳;在试验温度为650℃时,在0.5Hz以上频率时,频率的改变对直接时效GH4169高温合金疲劳裂纹扩展性能基本没有影响,其裂纹扩展的控制机理是机械疲劳;但当频率降低至0.1Hz时,其疲劳裂纹扩展速率明显加快,裂纹扩展的控制机理是高温氧化.     

固溶温度对7075铝合金组织及高周疲劳性能的影响

通过对7075铝合金进行不同温度（450、465、480和495 ℃)的固溶处理,研究了固溶温度对该合金的硬度、室温拉伸性能及高周疲劳性能的影响,并用光学显微镜和扫描电镜对合金显微组织及疲劳断口进行观察。结果表明,随着固溶温度的升高,合金组织发生不同程度的静态再结晶和晶粒长大,合金硬度和拉伸强度均先升高后降低,480 ℃固溶处理后达到最高;疲劳极限随着固溶温度的升高先降低后升高,495 ℃固溶处理后达到最高。疲劳裂纹主要起源于粗大残留相处,扩展过程中产生的二次裂纹可降低裂纹扩展的驱动力,进而降低合金的裂纹扩展速率,提高合金疲劳性能。     

Tensile properties and fatigue crack propagation of solution-annealed and aged superaustenitic stainless steel

The effect of aging in air at 650°C for 100~1000 h on the tensile properties of superaustenitic stainless steel in the range RT-750°C and the fatigue crack growth behaviour at RT and 650°C was studied. Yield strength and ultimate tensile strength were almost the same between the as-received and the aged specimen. The fracture strain, however, decreased significantly from aging, and the fracture surface of the aged specimen at RT test was intergranular. The fatigue crack growth rate at RT is enhanced by aging at the high stress intensity factor range. This is due to the occurrence of an intergranular fracture in the aged specimen. At 650°C the fatigue crack growth behaviour of both the as-received and the aged specimen was almost same with no intergranular fracture.     

Untersuchung des SwRK-Verhaltens des hochreinen martensitaushärtenden Stahles X5CrNiCuNb 17 4 PH im Vergleich zum weichmartensitischen Stahl X4CrNiMo 16 5 1 ESU in chloridhaltigen wäßrigen Medien. Teil 2: SwRK-Untersuchungen und Rißeinleitungsmechanismen

Investigations of the corrosion fatigue behaviour at a super pure martensitic stainless steel X5CrNiCuNb 17 4 PH in comparison to the soft martensitic stainless steel X4CrNiMo 16 5 1 ESR in chloride containing aqueous media — Part 2: Corrosion fatigue tests and crack initiation mechanisms The following report concerns the study of the corrosion fatigue behaviour of the soft martensitic steel X4CrNiMo 16 5 1 ESR and the precipitation hardened X5CrNiCuNb 17 4 PH in sodium solution in the temperature range between 20° and 150 °C and the determination of their general corrosion properties and the mechanism of crack propagation. Their corrosion fatigue limits were compared with each other. A comparision was also made between an electro-slag-remelted soft martensitic steel and a charge without an ESR aftertreatment. Microfractographical fracture and crack path investigation were carried out for interpretation of the experimental results. It was observed that in both super pure steels (soft martensitic and precipitation hardened) the oxidic inclusions are not responsible for the crack intiation, as it was found in the non ESR treated steels. In the 17-4 PH steel copper containing inclusions in the crack initiation areas were observed. In concentrated sodium solution pitting corrosion was found at both steels.     

SLM成形17-4PH不锈钢微观组织与动态断裂性能

通过激光选区熔化(selective laser melting, SLM)技术制备了17-4PH不锈钢,采用电子背散射衍射(electron backscattered diffraction, EBSD)和透射电子显微镜(transmission electron microscope, TEM)等方法对沉积态和固溶态试样微观组织结构进行了分析.通过示波冲击试验确定了裂纹萌生扩展的特征阶段和动态裂纹扩展阻力曲线(J-R曲线),研究了微观组织与动态断裂性能之间的关系.结果表明,沉积态试样主要由<100>择优且沿增材方向拉长的δ铁素体柱状晶、取向随机的细小马氏体,以及少量奥氏体组成,不同截面具有显著的组织各向异性;大尺寸δ铁素体柱状晶与细小晶粒的结合面作为薄弱环节,使其脆性增加,J-R曲线的撕裂模量较低,以准解理方式断裂.固溶热处理明显弱化组织各向异性,微观组织由尺寸细小、均匀的马氏体组成,其冲击吸收能量提升1倍,动态断裂韧性优良,属于韧性断裂.大尺寸δ铁素体柱状晶与周围细小马氏体晶粒界面结合较弱是沉积态17-4PH不锈钢动态断裂性能较差的主要原因.     

17-4PH不锈钢480 ℃时效组织的动态演变规律

将17-4PH不锈钢锻棒固溶处理后油冷,然后选择在最佳的时效温度480 ℃时效保温0～5 h后空冷。通过光学显微镜(OM)、超景深显微镜、XRD、显微硬度仪等测试方法观察固溶、时效过程的组织演变和分析其沉淀硬化机理;采用电阻仪间接测试ε-Cu相动态时效析出过程对电阻的影响;并利用摩擦磨损试验机测试其耐磨性能。研究发现:17-4PH不锈钢固溶和时效过程没有残留奥氏体和逆转变奥氏体出现,热处理后出现板条状和块状两种马氏体形态,板条状马氏体硬度高于块状马氏体,随着时效时间的延长,两种马氏体硬度同步上升,时效析出明显提高了固溶态组织的硬度;时效2.0～2.5 h附近强化效果和耐磨性能最弱,可能与ε-Cu 相长大及与位错交互作用有关;硬度随时效时间的变化趋势与电阻正好相反。     

温度场下17-4PH钢喷丸表面残余应力松弛及疲劳强度

采用喷丸处理对17-4PH不锈钢进行表面强化,研究了温度场对其残余应力和疲劳性能的影响。结果表明,结合扫描电镜等微观结构分析,采用X射线无损检测技术对室温下17-4PH不锈钢在不同喷丸参数处理后的表面残余应力进行了评价,利用旋转弯曲疲劳试验机测试了喷丸后样品的S-N疲劳曲线。然后,采用优化的喷丸处理方法,研究了17-4PH材料在150、300和450 ℃不同温度场下的高温疲劳性能和表面残余应力松弛特性。实验结果表明,17-4PH不锈钢的最佳室温喷丸工艺应选用低强度喷丸参数。同时,针对此最佳喷丸强化工艺的高温疲劳试验表明,当环境温度T<300 ℃时,喷丸能显著提高17-4PH不锈钢的疲劳寿命,当温度T>450 ℃时,17-4PH的疲劳性能反而显著降低。进一步分析表明,对于喷丸后17-4PH的高温服役,其疲劳性能降低机理是由于残余应力的严重松弛和表面完整性的降低。     

热处理对17-4PH不锈钢组织和性能的影响

研究了不同热处理对17-4PH不锈钢组织及性能的影响。试验表明该钢经固溶处理后,随着时效温度的升高,17-4PH不锈钢的硬度先升高后降低,在460℃时效2 h时获得最大的硬度值。     

中温时效对17-4PH不锈钢液体氮化后组织性能的影响

目的研究低温盐浴氮化17-4PH不锈钢经中温时效处理后氮化层组织性能的变化情况。方法采用光学显微镜(OM)分析氮化层的厚度和显微组织,利用X射线衍射仪(XRD)检测渗氮层的相组成,利用显微硬度计测定渗层的硬度,利用冲刷腐蚀实验评价渗层的耐腐蚀性能。结果 17-4PH不锈钢氮化后在425~475℃时效保温处理,其渗层厚度随时效时间的延长而增加。时效处理使渗层中N原子的浓度发生改变,过饱和扩展奥氏体发生分解,析出与其结构同为面心立方结构的Fe4N、Fe2N和Cr N。时效温度的升高能加速扩展奥氏体的分解,促进Cr N析出及氧化物的生成。经过渗氮时效后,渗层深度可达27.4μm。根据热力学公式计算出N原子在时效过程中的扩散激活能为216.2 k J/mol,表面显微硬度在初期显著升高,达到了近1150HV0.1,随后逐渐降低。在475℃、50 d的时效条件下,冲刷腐蚀中的失重率达到最大值30.3 mg/(h·dm~2)。结论不锈钢氮化后在一定的温度和时间内时效处理会达到最大表面硬度,在随后的保温过程中硬度开始下降。时效处理后17-4PH不锈钢的耐冲刷腐蚀性能下降。     

压缩机17-4PH不锈钢叶轮叶片的失效分析

某氮压机叶轮上的叶片发生早期失效破裂,从叶片的化学成分、显微组织、力学性能和断口的宏观、微观形貌等方面分析其失效原因。结果表明,叶片材料为17-4PH不锈钢(对应中国牌号05Cr17Ni4Cu4Nb)。叶片断口上有明显的疲劳特征,表明断裂属于疲劳断裂。叶片材料的化学成分、组织及性能满足标准要求。叶片的振动是造成断裂的主要原因。     

P92钢630 ℃下的高温低周疲劳行为分析

P92钢作为新一代耐热钢,其服役温度正随着超超临界机组的不断推广而逐渐提高,而高温疲劳性能对保证电厂的安全运行具有重大作用.文中通过P92钢630℃下的疲劳试验,研究了其在不同应变幅和应变速率下的疲劳寿命以及应力—应变关系,并结合断口形貌分析了P92钢的断裂机理.结果表明,P92钢属于高温循环软化材料,其疲劳寿命随塑性应变幅的增大而呈指数下降,同时应变速率的增大会导致其疲劳寿命的增大.P92钢疲劳断口分为疲劳源区、裂纹扩展区以及断裂区.高应变幅下蠕变孔洞和二次裂纹的增加是导致其疲劳寿命降低的主要原因.