高硼奥氏体钢的高温力学性能

采用热力学模拟实验机研究了高硼奥氏体钢在850℃下的高温力学性能,采用光学体视显微镜和SEM研究了材料的组织状态。分析了B和C含量变化对材料室温及高温力学性能的影响。结果表明,添加B后,B在实验钢基体内以M2B(M为Fe,Cr或Mn)型硼化物的形式分布在奥氏体基体上,有效提高了材料的高温力学性能,材料硬度由200 HV提高到302 HV,850℃拉伸屈服强度由144 MPa提高到190 MPa,压缩屈服强度由140 MPa提高到168 MPa;而C含量提高时,高硼奥氏体钢基体内硼化物形态得到了圆整化、分布趋于粒状离散化,材料硬度由239 HV提高至312 HV,850℃拉伸屈服强度由165 MPa提高到197 MPa,压缩屈服强度由166 MPa提高到184 MPa。高硼奥氏体钢的高温力学性能优于用于对比的经电渣重熔的ESR-H13钢。     

氧化层及Al电弧喷涂层对316钢高温机械性能的影响

制备了４种不同表面状态的３１６钢试样：热处理后去除氧化层试样、未去除氧化层试样、电弧喷涂Ａｌ涂层以及高速电弧喷涂Ａｌ涂层试样。在固定的拉伸速度下研究了４种试样的高温拉伸性能,利用扫描电镜观察了应变前、后试件的表面状态,并测试了涂层在高温应变前、后的表面粗糙度,试验结果表明表面氧化层、电弧喷涂层对３１６不锈钢的高温机械性能有重要影响。     

新型含铝奥氏体耐热钢高温氧化行为

对新型含铝奥氏体耐热钢分别在700、800和900℃下进行了循环氧化试验,并采用增重法研究了高温氧化动力学曲线,结合扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)系统地表征氧化膜层的元素、结构和形态。结果表明:该新型耐热合金氧化动力学曲线遵循抛物线规律; 700℃氧化膜主要由C_r2O_3和Fe_2O_3的混合氧化物与少量Al_2O_3构成;800和900℃氧化膜由内层的Al_2O_3和亚表层的(Cr,Al)_2O_3与表层的尖晶石结构的Fe(Al,Cr)_2O_4构成。     

309SMOD奥氏体耐热不锈钢的高温氧化行为

采用增重法分析了309SMOD奥氏体不锈钢板材在不同温度下的氧化行为,获得了该钢高温氧化的抛物线动力学曲线,利用SEM、EDS及XRD对氧化物的形貌和物相进行了分析。结果表明,800 ℃氧化物形貌为板状和块状,900 ℃、1000 ℃的氧化物主要为尖晶石颗粒。309SMOD奥氏体不锈钢表面由于高温氧化生成具有3层结构的混合氧化物膜,最外层结构为MnCr₂O₄和FeCr₂O₄,次外层结构的氧化物为Cr₂O₃,最内层结构的氧化物为SiO₂,这种结构的氧化膜使得309SMOD奥氏体不锈钢具有良好的抗高温氧化性能。     

奥氏体钢和高温合金中的大尺寸片状MC

确认和讨论了大尺寸片状MC主要是奥氏体钢或高温合金凝固后的冷却过程中或固溶(或退火)的冷却过程中沿奥氏体晶界析出的,不是通常概念中的一次相。     

Al含量对Fe-22Cr-25Ni含铝奥氏体耐热钢高温抗氧化性能的影响

以HR3C合金成分为基础,通过调控Cr、Ni含量和添加1.5%,2.5%和3.5% (质量分数) 的Al制备了Fe-22Cr-25Ni型含铝奥氏体耐热钢,并研究了合金的高温抗氧化性能。利用SEM、EDS和XRD对含铝奥氏体钢700、800和900 ℃氧化后的氧化膜组成、结构进行了表征。结果表明：22Cr-25Ni-2.5Al和22Cr-25Ni-3.5Al含铝奥氏体耐热钢在700和800 ℃下具有优异的抗高温氧化性能。氧化后表层形成了连续致密的Al₂O₃保护膜,提高了其高温抗氧化性能。3种耐热钢经900 ℃氧化时形成外层为Cr₂O₃和MnCr₂O₄的复合氧化层,且氧化层下存在Al₂O₃内氧化物和AlN析出相,不能对基体起到有效保护作用。     

铁素体钢和奥氏体钢在蒸汽锅炉中的高温破坏及防护

在使用重油的发电站中，其过热炉和再热炉的使用寿命很短，炉子的连续运行也受到腐蚀和蠕变的阻碍。锅炉腐蚀的加剧是由燃料灰沉积物而引起的，沉积物中含有主要由钒、钠和硫形成的低熔点化作用下产生所谓的“蠕变危害”。     

奥氏体耐热不锈钢310S的抗高温氧化性能研究

采用增重法研究了奥氏体耐热不锈钢310S在700、900和1 000℃空气中高温氧化动力学,并结合X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)等手段,对氧化膜的形貌和组成进行了分析.结果发现,700℃时氧化速率比较稳定且氧化增重较小,其余温度下氧化增重较大且遵循抛物线规律.该钢中Cr在高温时容易形成FeO·Cr2O3、FeO·Fe2O3和尖晶石结构(FeCr2O4,NiCr2O4)等保护性氧化膜,是310S钢具有良好的抗高温氧化性能的重要原因.     

二元Ti—Al合金高温氧化机理

研究了Ｔｉ－３３．３％Ａｌ，Ｔｉ－４８％Ａｌ和Ｔｉ－５２％Ａｌ（原子分数）合金在１０７３和１１７３Ｋ空气中的恒温氧化行为，用Ｘ射衍射仪（ＸＲＤ）和配有能谱仪（ＥＤＳ）的扫描电子显微镜（ＳＥＭ）对氧化层表面的相组成，形貌以及氧化层剖面的显微结构和氧化机理进行了分析，结果表明：二元Ｔｉ－Ａｌ合金的氧化层由一系列薄层组成，其氧化过程可以为三个阶段，不同化层的生长方向及氧化反应的控制步骤略有差别，氧化动力     

一种含铝奥氏体不锈钢的高温氧化行为

采用称量法研究了新型Cr21Ni35NbAl合金分别在700 ℃、800 ℃和900 ℃空气中的静态氧化行为,并绘制其高温氧化动力学质量增加曲线。结合X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）及能谱分析（EDS）对高温氧化膜层的形貌及结构进行表征。结果表明：新合金的高温氧化动力学质量增加曲线遵循抛物线规律,700 ℃氧化膜主要为(Fe0.6Cr0.4)2O3和少量Al2O3;800 ℃氧化膜较为复杂,主要为Al2O3、(Al0.9Cr0.1)2O3和少量Fe(Cr, Al)2O4;900 ℃时氧化膜主要为Al2O3和少量(Al0.9Cr0.1)2O3。     

GH4169合金高温氧化特征

GH4169合金在850℃、950℃和1040℃条件下氧化符合抛物线动力学规律. 氧化物层为Ti0.95Nb0.95O4+Cr2O3+(Cr.Fe)2O3的复杂结构，高温下氧化元素扩散导致氧化层为岛状结构，在一定氧化时间,氧化层深度与温度是对数函数关系,氧化反应激活能为143.52kJ/mol. 温度高于1040℃氧化物剥落.     

Fe-23Mn-0.6C TWIP钢的组织特征

研究了Fe-Mn-C系TWIP钢的微观组织特征。结果表明,钢板经热处理后,其室温组织为单相奥氏体基体并伴有退火孪晶,同时基体中存在退火孪晶和层错,其退火孪晶量达16.2%,由于锰含量较高在该系列钢中存在锰的偏析行为。     

奥氏体耐热不锈钢310S的抗高温氧化性能研究

采用增重法研究了奥氏体耐热不锈钢310S在700、900和1000℃空气中高温氧化动力学,并结合X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)等手段,对氧化膜的形貌和组成进行了分析。结果发现,700℃时氧化速率比较稳定且氧化增重较小,其余温度下氧化增重较大且遵循抛物线规律。该钢中Cr在高温时容易形成FeO·Cr2O3、FeO·Fe2O3和尖晶石结构(FeCr2O4,NiCr2O4)等保护性氧化膜,是310S钢具有良好的抗高温氧化性能的重要原因。     

热轧低密度钢Fe-1.80Mn-1.05Al-0.09C的高温热塑性

采用Gleeble 3500热模拟试验机对一种低合金系热轧低密度钢进行了高温(760～1200℃)热塑性研究,并结合光学显微镜、体视显微镜以及扫描电镜对拉断后的断口附近组织和断口形貌进行了表征。结果表明,随着拉伸温度升高,断口面积逐渐缩小,韧窝也逐渐变大变深,断面收缩率总体表现良好,均达到80%以上,表现出了良好的高温热塑性。但是试验钢在900～1000℃进行拉伸时,出现了多处颈缩现象,900～1000℃时存在理论塑性低谷区,应避免在900～1000℃进行铸坯矫直或轧制。     

300M钢的高温氧化行为

研究了300M钢在700~1200 ℃高温下的氧化行为,利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪等手段观察分析了氧化层的表面形貌、微观组织结构成分,并结合氧化动力学曲线,分析了300M钢在700~1200 ℃高温氧化的氧化机理。研究结果表明,300M钢在700~1200 ℃的氧化遵循抛物线规律。高温条件下其氧化皮为典型的3层结构,即内氧化层、中间氧化层及外氧化层,中间氧化层又分为多孔层和疏松层。当氧化温度为1200 ℃时,FeO层晶粒内部的合金化元素Si、Cr等快速聚集并形成粗大的氧化物,此时FeO层完全失去抗氧化作用,氧化速率急剧加快。     

真空渗铝钢高温氧化行为的研究

测定了经真空渗铝的Ａ３、４５、Ｔ１０、ＧＣｒ１５钢８００℃、９００℃等温氧化动力学曲线。用电子探针测定了氧化前后渗铝层铝浓度的变化。结果表明：与未经渗铝者相比，真空渗铝后的抗高温氧化性能明显提高，提高程度主要取决于渗层表面铝浓度及渗层厚度。渗铝层表面铝浓度随着氧化时间的延长而降低，文中导出的表述表面铝浓度变化的方程式与实验结果相符。     

铁素体不锈钢高温循环氧化性能特征

采用增重法研究了1Cr17铁素体不锈钢在900℃空气中循环氧的高温动力学,并结合扫描电镜、能谱分析以及X射线衍射等手段,对氧化膜形貌、成分和组织结构进行了分析研究。结果表明,1Cr17铁素体不锈钢在900℃氧化时,初期增重较快,随着循环次数的增加,氧化增重有所减小且遵循抛物线规律;1Cr17铁素体不锈钢在900℃下经240次循环氧化后,形成了双层氧化物膜并且产生了大量裂纹和空隙,外层以Fe2O3和Fe3O4为主,内层以Cr2O3为主。     

残余奥氏体稳定性对贝氏体车轮钢高温力学性能的影响

为探究无碳化物贝氏体车轮钢在高温环境下服役的力学性能与残余奥氏体稳定性的关系,对试样在室温到500℃进行静拉伸试验测试,使用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射分析仪和电子背散射衍射等对室温到500℃拉伸后的试样进行表征.结果 表明,无碳化物贝氏体车轮钢的组织为贝氏体铁素体和残余奥氏体.试样的抗拉强度随变形温度的升高呈先升高...     

高硼奥氏体钢的抗氧化性能

研究了高硼奥氏体钢在850℃下的高温抗氧化性能,采用SEM研究了材料的组织状态。结果表明,不含硼的奥氏体耐热钢850℃保温9 h和20 h的抗氧化评级均为GB/T 13303-1991中的4级"弱抗氧化性",材料抗高温氧化性能优于ESR-H13的5级"不抗氧化性"。添加硼后,氧化过程中硼有利于形成致密的氧化薄膜CrBO₃,有效阻止了氧化行为的深入,提高了材料的抗氧化性能。含硼0.3%、碳0.5%的奥氏体耐热钢850℃保温9 h和20 h抗氧化评级均达到2级"抗氧化性"。高硼奥氏体耐热钢的含碳量从0.2%提高到0.4%时,材料均具备良好的抗氧化性能,850℃下保温9 h和20 h的氧化速度均达到2级"抗氧化性"标准。较高的含碳量提高了奥氏体基体稳定性,并有利于形成CrBO₃。高硼奥氏体钢的高温抗氧化性能优于ESR-H13钢。