耐热炉排材质的高温氧化行为

研究了耐热炉排材料在950℃下的高温氧化行为。结果表明,ZG30Cr26Ni4和RTCr18为抗氧化级别,RTCr28Ni4为完全抗氧化级别。ZG30Cr26Ni4的氧化以氧向金属内部扩散为主;RTCr28Ni4的氧化则同时受氧向内部和金属离子向外扩散控制;RTCr18的氧化膜分为三层,氧化表层的形成以氧向内扩散为主,Si O2非晶层以内氧化层的形成则由金属离子向外扩散和氧向内扩散控制。ZG30Cr26Ni4和RTCr28Ni4的氧化膜较薄且致密完整,氧化膜对基体的附着性好,而RTCr18的氧化膜较厚,容易开裂剥落。相比之下,RTCr28Ni4的抗氧化性能最好。     

ZG1Cr17Mn9Ni4Mo2CuN钢试验

一、ZG1Cr17Mn9Ni4Mo2CuN材料试验的提出1．随着国民经济的飞速发展,对不锈钢需要日益增加,而且要求多品种,高质量,立足于国内。鉴于此,并基于以前厂内关于无镍钢 ZG1Cr18Mn13Mo2N的试验生产,提出试验研究用新材料 ZG1Cr17Mn9Ni4Mo2CuN普遍地取代高镍合金钢1Cr18Ni9(Ti)和1Cr18Ni12Mo2Ti。     

ZG35Cr24Ni7SiN耐热钢不同温度下的氧化膜特征分析

运用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等手段对900℃和1 250℃下的ZG35Cr24Ni7SiN耐热钢的氧化膜进行了分析和研究.结果发现,ZG35Cr24Ni7SiN耐热钢900℃下的氧化膜在氧化初期只有一层,为Cr2O3 膜,随着氧化时间的延长,其氧化膜分3层,外层为SiO2膜,中间层为Fe2O3膜,内层为Cr2O3 膜,并且在Cr2O3 膜与基材间存在着一个富镍层,由此具有非常好的抗氧化性.ZG35Cr24Ni7SiN 耐热钢1 250℃下的氧化膜在初期分两层,外层为Mn3 O4/NiFe2O4膜,内层为Mn3O4/Cr2O3/SiO2膜.随着氧化时间的延长变成一层,为Cr2O3/Mn3O4 膜,具有较好的抗氧化性.     

汽车排气系统用耐热材料的抗氧化性能研究

介绍了采用氧化增重法对4种耐热材料进行高温抗氧化性能的对比试验,得出以下结论:(1)QTANi35Si5Cr2材料抗高温氧化性能较差,ZG40Cr25Ni13Nb2Si1和ZG40Cr25Ni12Si2材料抗高温氧化性能较好,ZG40Cr25Ni20Si2材料抗高温氧化性能最优;(2)ZG40Cr25Ni13Nb2Si1、ZG40Cr25Ni12Si2、QTANi35Si5Cr2材料的氧化层由外到内可分2层,一层为富含Fe、O元素的外氧化膜,另一层为富含Cr、Mn、O元素的内氧化膜,ZG40Cr25Ni20Si2材料只观察到一层富含Cr、Mn、O元素的氧化膜,4种材料的氧化层与基体间为一层富含Si元素的过渡区;(3)4种耐热材料氧化层大部分由MnxCryOz氧化物和CrxFeyOz氧化物构成;(4)奥氏体系耐热铸造材料中w(Ni)量越高,越有利于Cr元素的扩散,进而促进Cr2O3保护膜的形成。     

ZG25Mn18Cr4高锰低磁钢的生产

ZG25Mn18Cr4是以锰为基的低磁性钢。对此钢进行吹氮处理,不仅提高了合金收得率,且又均匀了化学成分,稳定了奥氏体组织。与其它非磁性钢相比,具有较低而且稳定的导磁系数,较高的强度以及良好的加工性能,是一种较理想的低磁性用钢。     

汽车排气系统用耐热材料的抗氧化性能研究(2)

介绍了采用氧化增重法对4种耐热材料进行高温抗氧化性能的对比试验,得出以下结论:(1)QTANi35Si5Cr2材料抗高温氧化性能较差,ZG40Cr25Ni13Nb2Si1和ZG40Cr25Ni12Si2材料抗高温氧化性能较好,ZG40Cr25Ni20Si2材料抗高温氧化性能最优;(2)ZG40Cr25Ni13Nb2Si1、ZG40Cr25Ni12Si2、QTANi35Si5Cr2材料的氧化层由外到内可分2层,一层为富含Fe、O元素的外氧化膜,另一层为富含Cr、Mn、O元素的内氧化膜,ZG40Cr25Ni20Si2材料只观察到一层富含Cr、Mn、O元素的氧化膜,4种材料的氧化层与基体间为一层富含Si元素的过渡区;(3)4种耐热材料氧化层大部分由Mn_xCr_yO_z氧化物和Cr_xFe_yO_z氧化物构成;(4)奥氏体系耐热铸造材料中w(Ni)量越高,越有利于Cr元素的扩散,进而促进Cr_2O_3保护膜的形成。     

科技动态

<正>采用氧精炼法冶炼专用管坯钢独联体国家在生产包括核电站用管在内的高合金耐蚀钢时一般采用电弧炉冶炼、真空感应炉冶炼、等离子弧冶炼以及电渣重熔和真空电弧重熔等传统的生产方法。最近,乌克兰的有关研究人员新开发出一种采用氧精炼法来冶炼专用管坯钢的生产工艺。新工艺可以冶炼出超低碳含量(0.03%以内)和高硼含量(1.7%以内)的管坯钢,这些管坯钢在总体的化学成分、组织结构、力学性能方面均符合生产包括供现代化的可移动核能源使用,以及普通核电站使用的专用管。对采用氧精炼工艺所生产的3种高合金耐蚀钢管坯轧制的钢管,进行了质量及金相组织分析对比,3种钢完全符合轧管要求。目前用该法冶炼的3种钢是08Cr18Ni10Ti钢、超低碳含量的03Cr17Ni14Mo2钢及高硼含量的Cr16Ni15Mo2-BNb钢,它们已广泛用于核电站用管的生产中。     

Fe-Cr-Mn合金在湿润环境中的氧化行为研究

研究比较了Fe-13Cr-xMn(x=0.5,1,2) 系列合金在干燥和湿润空气中800 ℃下的氧化行为。结果表明,在干燥气氛中合金表现出良好的抗氧化性能,当Mn含量低于1%时有助于合金表面生成阻碍Cr挥发的 (Mn,Cr)₃O₄尖晶石相;而当Mn含量达到2%,合金表面则会产生Mn₂O₃,从而影响合金的抗高温氧化性能。在含水蒸气气氛中,合金发生了失稳态氧化,表面生成了大量氧化物,合金的氧化速率随Mn含量的增大而减小,主要原因是Mn含量增加导致膜层中形成 (Mn,Cr)₃O₄尖晶石相,从而有效阻碍了水气环境中Cr的挥发,尤其Fe-13Cr-2Mn合金在氧化初期12 h内并没有发生加速腐蚀,Fe-Cr-Mn合金的加速氧化是由表面氧化铬膜与水蒸气发生反应所致。通过SEM,XRD等分析手段深入探讨了合金加速氧化机制以及Mn效应。     

预氧化处理对12Cr铁素体/马氏体钢耐Pb-Bi腐蚀性能的影响

针对液态Pb-Bi共晶(LBE)冷却快堆开发了一种新型高硅12Cr铁素体/马氏体钢,为进一步增强其耐PbBi腐蚀性能,提升燃料组件的安全性,采用预氧化法对其进行了表面防护处理,表征了预氧化膜的结构,分析了预氧化处理对12Cr铁素体/马氏体钢耐550℃饱和氧LBE的腐蚀性能的影响。结果表明,该钢在720℃、1%O₂+99%N₂气氛中预氧化1 h时形成的氧化膜主要是(Fe, Cr)₂O₃和MnCr₂O₄氧化物,此氧化膜可有效阻止钢中Fe元素的向外扩散和LBE中O元素的向内扩散,进而提升了材料的耐LBE腐蚀性能。但由于Mn较高的扩散速率和在LBE中较高的溶解度,预氧化膜中的Mn元素会逐渐扩散和溶解至LBE,导致部分氧化膜失效并形成局部腐蚀区,当LBE腐蚀1000 h后,合金表面的局部腐蚀区可达60%。本工作揭示了新型高硅12Cr铁素体/马氏体钢中预氧化膜的微观结构、保护效果和失效机制,为进一步提升其预氧化膜的有效性和稳定性指明了方向。     

ZG4Cr13加钒对铸件裂纹的影响

我厂每年用ZG2Cr13、ZG3Cr13及ZG4Cr13不锈钢生产的精铸件品种多、产量大(80t/年)铸件重量一般为0.15～4.6kg。众所周知,含13％铬的不锈钢是一种马氏体不锈钢,该钢种收缩率较大,导热性及塑性差,铸造应力也大,在熔模精密铸造生产中经常产生裂纹。其中ZG4Cr13尤为严重,在潜水泵转子轴套的试生产中,裂纹率达75.82％。 ZG4Cr13轴套的裂纹,在毛坯时不容易发现,精加工后就暴露出来,裂纹沿轴向分布通过低倍分析,裂纹两侧可见到氧化脱碳组织及氧化物。     

渗碳或碳氮共渗时内氧化的热力学分析

应用热力学原理,在渗碳或碳氮共渗处理时给出了钢中合金元素Cr、Mn、Ti发生内氧化的热力学判据。计算了实际炉内气氛中氧分压的值,结果表明在实际处理时钢中Cr、Mn、Ti元素在热力学上均会发生内氧化,讨论了碳势及氧电势对内氧化的影响,分析了内氧化的氧化特征,浅了内氧化的动力学。     

Haynes230合金在1100℃的恒温氧化行为

利用SAXD和SEM(EDAx)研究了Haynes 230合金在1100℃的恒温氧化行为.结果表明:氧化膜主要由Cr2O3和(Ni、Mn、Cr)3O4组成.随着氧化时间的延长,形成了多层氧化膜.外部的(Ni、Mn、Cr)3O4氧化膜可以阻止内部Cr2O3氧化层的挥发.氧化增重近似遵循抛物线规律.由于Cr和Mn的快速向外扩散,靠近氧化膜的基体化学成分发生变化,从而导致合金表层组织恶化,形成沿晶界分布的富Al的内氧化物、孔洞以及无碳化物区域.     

电极振动对电渣熔铸ZG04Cr13Ni4Mo钢中夹杂物的影响

本研究以电渣重熔低碳马氏体不锈钢ZG04Cr13Ni4Mo为研究对象,利用光学显微镜(OM)和Image-Pro Plus6.0软件定量分析了电渣钢中夹杂物的数量和尺寸,探讨了电极振动前后的变化规律。利用扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)研究了电极振动前后电渣重熔ZG04Cr13Ni4Mo不锈钢夹杂物的形貌和成分,结果表明:适当的电极振动可降低钢中夹杂物含量,缩小夹杂物尺寸。电极振动频率从0增加至20 Hz时,钢中夹杂物含量及平均尺寸逐渐减小,当振动频率超出20 Hz时,去除夹杂物效果反而变差;ZG04Cr13Ni4Mo电渣钢中夹杂物主要为球形或近似球形的硅酸盐类,电极振动未改变夹杂物的形貌及成分。     

ZG28NiCrMo与16Mn异种钢手工电弧焊接头组织及性能研究

采用A307焊条对ZG28Ni Cr Mo铸钢和16Mn低合金高强钢进行了手工电弧焊,通过金相分析,拉伸、冲击及显微硬度测试研究了异种钢焊接接头的组织及力学性能。结果表明,焊缝中心组织为奥氏体+铁素体;ZG28Ni Cr Mo钢一侧熔合区形成脱碳层和柱状晶区,使显微硬度值显著下降;ZG28Ni Cr Mo钢侧热影响区的组织为铁素体+珠光体组织,与其母材相比有软化现象。16Mn侧热影响区没有硬度损失,16Mn钢与焊缝的熔合线处存在一层奥氏体单相区,硬度为220HV,高于焊缝中心和16Mn钢母材。焊接接头拉伸断裂于16Mn母材处,平均抗拉强度为515MPa。ZG28Ni Cr Mo钢侧热影响区的冲击韧性较差,而16Mn侧热影响区的冲击韧性优于焊缝中心。     

ZG3Cr13叶轮裂纹产生的原因及防止方法

我厂每年生产的ZG1 Cr13、ZG2 Cr13、ZG3 Cr13不锈钢叶轮品种多,产量大。 众所周知,含13％铬的不锈钢是一种马氏体不锈钢,不论砂型铸造,还是熔模精密铸造常产生裂纹。ZG3 Cr13钢由于含碳量高,又比ZG1 Cr13、ZG2 Cr13钢裂纹倾向更大。往往因裂纹而报废的竟高达61％。 ZG3 Cr13叶轮的裂纹,在毛坯状态时不易发现,精加工后就暴露出来。这是一种长度为30～100毫米的穿透性裂纹。从断口分析可见是一种典型的脆性“石状”断口。     

大型半自磨机衬板成分优化模拟分析

针对现行0.4%Mo含量的ZG70Cr3NiMo材质半自磨机衬板淬硬层偏浅的问题,在不改变冷却方式的基础上,利用计算机模拟技术探讨通过成分调整增加淬硬层深度的可行性。针对ZG70Cr3NiMo半自磨衬板用钢,该研究采用正交试验的方法,分析Mo、Si、Cu、Mn等不同合金元素及其含量对材料淬透性的影响,探讨了各合金元素配比和合金力学性能的关系,最终确定最佳Mo含量以及其他合金元素的种类及含量。研究结果表明,C0.7Si0.8Mn0.9Mo0.7Ni0.5Cr3.2Cu0.6合金成分为最优配比,性价比最高,其马氏体转变温度Ms为147℃,淬火硬度为59.4~59.5 HRC;对比现行成分,优化成分的淬透性得到极大的提升,同时获得优良的力学性能。     

用复合涂层改善防磁钢生产中的化学粘砂

油井电测车上的左、右刹车毂 ,左、右短轴、筒身等铸件 ,材质为 ZG30 Mn19Cr4防磁钢 ,属高含锰量的碱性钢。由于防磁钢浇注过程极易氧化 ,生成的 Mn O极易与 Si O2 发生化学反应 ,因而产生化学粘砂 ,不但造成铸件表面质量极差 ,更严重的是化学粘砂使铸件表面脱锰 ,导致工件的导磁率升高 ,影响到油井测量数据的准确性。针对这一急待解决的问题 ,我们对树脂砂生产防磁钢铸件进行了反复的工艺试验 ,研制出适合于生产防磁钢铸件所用的涂料 ,改善了防磁钢铸件的化学粘砂。1　化学粘砂原因分析及解决途径该钢钢水表面易于氧化 ,生成的氧化锰 (…     

中碳钢盘条的高温氧化行为研究

针对中碳钢盘条的高温氧化问题,利用热重分析仪对45钢和40Cr钢盘条的高温氧化行为进行了试验研究;采用场发射电子探针表征了氧化铁皮厚度及截面微观形貌,对氧化铁皮形貌演变规律以及合金元素在氧化铁皮与基体界面处的分布规律进行了研究分析。结果表明:45钢和40Cr钢盘条的氧化增重曲线在1 050~1 250 ℃范围内遵循抛物线规律,当氧化条件相同时,相比于常规低碳钢,其氧化激活能较高,抗氧化性能更好;氧化铁皮呈典型的3层结构,从外到里分别为Fe₂O₃、Fe₃O₄及FeO,并且在氧化铁皮与基体界面处存在合金元素富集层;45钢盘条在高温氧化时,Cr元素分布不明显,Si元素在氧化铁皮与基体界面处有少量富集,Mn元素在氧化铁皮中均匀分布;40Cr钢盘条在氧化铁皮与基体界面处不仅有富Si层,还明显存在一层均匀完整的富Cr层,由于合金元素富集层阻碍了Fe²⁺向外扩散,提高了盘条的高温抗氧化性能。     

合金元素对渗碳钢内氧化生成形态的影响

汽车大功率化和燃料费用的提高,迫切需要改善渗碳齿轮的疲劳强度。已有报道,在渗碳气氛中,不可避免的内氧化层对疲劳强度有明显影响。但是,有关处理钢的化学成份对内氧化层形态的影响,仍有诸多疑点。本文介绍有关主要合金元素对内氧化层的影响,结果表明:内氧化层深度和与氧亲和力强的Si、Cr、Mn等元素含量成比例,而Ni、Mo几乎无影响。此外,还查明了合金元素对内氧化层形态的影响。     

退火气氛露点对3种成分体系双相钢选择性氧化的影响

以C-Mn-Si、C-Mn-A1-Cr和C-Mn-Cr-Si 3种成分体系的双相钢为研究对象,采用连续退火模拟试验研究了退火气氛露点对钢板表面合金元素选择性氧化的影响.使用辉光放电发射光谱分析了退火试样表面元素深度分布,使用扫描电镜观察了试样表面外氧化及截面内氧化形貌.结果 表明,露点对3种成分体系的双相钢合金元素选择性氧化的影响趋势一致,即露点升高后,合金元素外氧化均减少,内氧化增加.Si、Al、Cr 3种合金元素对C、Mn含量基本相同的双相钢表面的选择性氧化有不同的影响.露点-40℃退火时,含Si的C-Mn双相钢中的Mn和Si元素会同时在次表层形成少量内氧化;含Al的C-Mn双相钢仅在次表层形成Al的内氧化,从而形成了更严重的Mn元素外氧化.但当露点达到0℃及以上时,含Al的C-Mn双相钢Mn元素外氧化更少,Cr元素和Mn元素的内外氧化趋势较相似.