Analysis of Magnetism in High Nitrogen Austenitic Stainless Steel and Its Elimination by High Temperature Gas Nitriding

Stable austenitic structure in medical stainless steels is basically required for surgical implantation. A weak magnetism was found in a high nitrogen nickel-free austenitic stainless steel for cardiovascular stent application. This magnetic behavior in high nitrogen stainless steel was investigated by optical microscopy, X-ray diffraction (XRD), electron probe microanalysis (EPMA) and superconducting quantum interference device (SQUID). The results showed that the magnetism came from the composition segregation of ferrite formation elements such as Cr and Mo in the steel and some δ-ferrites were locally formed during the pressurized electroslag remelting process. The magnetism of high nitrogen stainless steel could be eliminated by a proper high temperature gas nitriding (HTGN).     

In vitro Study on a New High Nitrogen Nickel-free Austenitic Stainless Steel for Coronary Stents

Most commercialized coronary stents are made of 316L stainless steels due to its good combination of properties,and currently some new stents are made of cobalt-based alloy owing to its higher mechanical properties. However,the presence of high quantity of nickel and/or cobalt elements in these materials,which are known to trigger the toxic and allergic responses,has caused many concerns.Nickel-free austenitic stainless steels have been developed in order to solve these problems.In this paper,based on the development of a new Fe-Cr-Mn-Mo-N type high nitrogen nickel-free austenitic stainless steel,properties such as mechanical property,corrosion resistance in Hank s solution,and in vitro blood compatibility including the kinetic clotting time and the platelets adhesion,were investigated in comparison to the above two conventional materials,a 316L stainless steel and a Co-28Cr-6Mo alloy.The results showed that the new high nitrogen steel possessed better combination of mechanical properties,corrosion resistance and blood compatibility than those of 316L steel and the Co-28Cr-6Mo alloy,and can be a promising alternative material for manufacture of coronary stents.     

高氮奥氏体不锈钢熔焊焊缝的氮含量

高氮奥氏体不锈钢是一类具有优良力学性能和抗腐蚀性能的合金结构钢,适当含量的固溶氮是这种钢具备优异性能的前提条件.高氮奥氏体不锈钢能否在工程上得以广泛应用在很大程度上取决于焊后接头性能,为了获得与母材力学性能和抗腐蚀性能相匹配的熔焊接头,焊缝氮含量及氮存在形式的控制至关重要.对熔焊时焊缝氮含量的影响因素进行了阐述,以期为这种钢的焊接加工以及焊接材料的研制开发等相关研究提供一定的借鉴.     

高强度奥氏体不锈钢的发展

工程应用对奥氏体不锈钢的强度、韧性、低磁性和耐蚀性的要求不断提高。本文综述了高强度奥氏体不锈钢(RP0.2≥400MPa)的发展趋势,以及几种高强度奥氏体钢的化学成分和力学性能。     

高氮奥氏体不锈钢金属注射成形喂料的流变行为研究

采用金属注射成形制备高氮奥氏体不锈钢,研究了石蜡(PW)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)以及硬脂酸等几种聚合物组成的注射成形喂料的黏度、剪切速率以及温度对黏度的影响,比较了聚合物组元对喂料流变行为的影响。研究结果表明,黏结剂配方为65%PW/30%HDPE/5%SA(质量分数,下同)所组成喂料具有较好的综合流变性能,更适合作为高氮奥氏体不锈钢粉末注射成形的有机载体。     

热力学计算在高氮奥氏体不锈钢研究中的应用

采用Thermo-Calc软件,计算了碳、铬、锰、镍元素和压力因素对22Cr高氮奥氏体不锈钢氮溶解度、凝固过程中相转变以及析出相的影响,并对设计的新型高氮奥氏体不锈钢组织及析出相进行了研究。结果表明:铬元素主要增加液态钢的氮溶解度,增加0.1%(质量分数)的碳即能显著增大奥氏体不锈钢在高温凝固时的最小氮溶解度。锰元素既增加液态钢中的饱和氮溶解度,又增加凝固初期的最小氮溶解度。适当的锰含量能扩大并稳定奥氏体相区,避免"铁素体阱"的出现。少量的镍含量既增加奥氏体不锈钢高温凝固时的最小氮溶解度,缩小高温δ铁素体存在的温度区间,也能使钢在室温下有完全的奥氏体组织。加压冶炼能有效促进氮溶解度。新型高氮奥氏体不锈钢的析出相主要为Cr23C6,Cr2N。采用热力学计算工具可以对高氮奥氏体不锈钢的冶炼、组织控制、热处理和热加工提供科学的指导。     

粉末冶金多孔高氮奥氏体不锈钢的制备及性能

采用粉末冶金方法制备了多孔高氮奥氏体不锈钢并研究其力学性能和耐腐蚀性能。结果表明,高温气固渗氮能促进双相不锈钢向奥氏体不锈钢的转变,在其显微组织中出现了细条状和颗粒状CrN相析出物。随着造孔剂含量的提高孔隙率随之提高,而力学性能和耐腐蚀性能降低。与普通的多孔不锈钢相比,这种多孔高氮奥氏体不锈钢的力学性能更加优越,源于N的固溶强化和CrN等析出物的强化机制。随着孔隙率的提高多孔高氮奥氏体不锈钢的腐蚀倾向和腐蚀速率逐渐增大,造孔剂含量(质量分数)为10%的试样具有最佳的耐腐蚀性能。提高烧结温度有利于烧结块体的致密化,使腐蚀速率明显下降。     

高氮奥氏体不锈钢中N与Cr、Mn、Mo键合性质研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法对高氮奥氏体不锈钢中N与Cr、Mn、Mo键合性质进行研究。建立Fe-N-Cr、Fe-N-Mn及Fe-N-Mo晶胞,并对其电子结构进行计算,通过计算其晶胞总能量、体积変化率、电子态密度、重叠聚居数和电荷密度等电子结构参数,分析高氮奥氏体不锈钢中N与合金元素Cr、Mn、Mo的键合性质。结果表明:Cr、Mn、Mo取代顶角位置Fe原子时结构最稳定;N与Cr、Mn、Mo原子间存在离子键,成键轨道主要是N 2p与Cr、Mn、Mo的3d轨道;Fe、N与Cr、Mn、Mo原子存在交互排斥作用,形成反键。     

无镍不锈钢冠脉支架力学行为的有限元模拟

以无镍不锈钢为支架材料,以冠脉支架结构为研究对象,对其压缩和扩张过程中的力学行为和柔顺性能进行了模拟计算,研究了支架压握并扩张后的轴向回弹率、径向回弹率以及不同端部网丝宽度支架的变形行为,计算出支架的弯矩-挠度曲线及支架的柔软度。结果表明,所研究的无镍不锈钢支架具有较小的轴向与径向回弹率,在变形过程中表现出良好的弹性弯曲变形性能。     

基于氮气保护的316L不锈钢大功率激光焊接工艺研究

针对316L不锈钢大功率激光焊接气孔问题,利用大功率光纤激光焊接设备,对10 mm厚316L奥氏体不锈钢进行激光焊接试验,发现采用氮气作为侧吹保护气体时,相比纯氩保护气,焊缝气孔率明显下降,焊缝截面更窄。采用氮气作为侧吹实现了成型美观的"小孔型"激光深熔焊接,焊缝正面宽度约2 mm,焊缝背面宽度约1.5 mm,焊缝正面有轻微下凹,深宽比达5∶1。对焊接试板进行了射线检测和渗透检测,均满足NB/T 47013—2015的Ⅰ级标准;对焊接接头按照NB/T 47014—2011进行了力学、工艺性能测试,测试结果均满足标准要求;冲击性能测试显示焊缝冲击性能优良,韧窝明显,为典型的韧性断裂。微观金相显示焊缝区主要为树枝状奥氏体+析出相,热影响区主要为孪晶奥氏体+少量δ铁素体。     

高钨不锈钢合金电镀硬铬工艺

为了在高钨不锈钢基体上获得符合技术要求的电镀硬铬层,研制了一种特殊的镀铬新工艺.由于高钨不锈钢合金零件表面具有比一般不锈钢更不易活化的特性,采用前处理以及特殊的电镀方法能有效地解决这个问题.经试验得出的在高钨不锈钢合金上电镀铬层的各项性能数据均符合QQ-C-320的技术要求.实践证明,该工艺能较好地指导实际生产.     

氮势对奥氏体不锈钢离子渗氮性能的影响

对AIS1304奥氏体不锈钢进行了不同氮势的离子渗氮,利用金相显微镜、轮廓仪、摩擦磨损试验机、X射线衍射仪和显微硬度计测试了经渗氮处理后试样改性层的截面形貌、微观结构、相组成和力学性能,并与未渗氮的试样进行了比较。结果表明：随着氮势的增加,试样表面的渗层深度、磨损程度、显微硬度呈规律性变化;X射线衍射分析表明：低氮势容易形成S相,高氮势有利于氮化物的形成。     

奥氏体不锈钢自攻螺钉的研制

由 0Cr1 8Ni9奥氏体不锈钢制造的自攻螺钉 ,具有好的耐蚀性能 ,大约 80 0MPa的高强度 ,高的表面硬度 (HV0 .34 50 )和芯部硬度 (HV0 .33 80 )。该螺钉能攻入碳钢、不锈钢等合金 ,可广泛用于船舶、石油化工、家电、食品、医药等领域     

碳钢和不锈钢在高温重质油中的腐蚀行为

石油炼厂减二线油中含有少量的环烷酸,当温度高于200 ℃时,其中的环烷酸与高温活性硫的共同作用, 加剧了金属设备的腐蚀.利用高压釜,以减二线重质油为介质进行动态腐蚀失重试验,考察了200～380 ℃内不同剪切速率下油品对Q235A、16Mn、Cr5Mo等三种低合金钢,18-8、304和316L不锈钢材料的腐蚀行为.发现低合金钢在相同温度下,Cr5Mo的腐蚀速率最小,且这33种低合金钢的腐蚀速率均在260 ℃左右出现一个局部极大值;当温度超过300 ℃后,它们的腐蚀速率再次随温度升高而增加;对于不锈钢,其腐蚀速率则随温度升高而单调增加,316L的耐蚀性最好.     

高强马氏体不锈钢板材厚度方向组织与性能

采用金相显微镜、扫描电镜及能谱仪显微分析和力学性能测试等方法研究了高强马氏体不锈钢板的析出相－铁素体的形貌、成分及其板厚方向性能与横向性能的差别。结果表明，０Ｃｒ１６Ｎｉ５Ｍｏ钢在轧板之后形成的沿轧制方向的铁素体层严重影响板厚方向的塑性，但通过适当的热处理可以改变这种层状铁素体结构，进而大幅度改善板厚方向的塑性。     

不锈钢硫酸-硫酸铜晶间腐蚀试验结果评定方法

本文采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)以及透射电镜(TEM)对不锈钢焊接件、不锈钢铸件晶间腐蚀试样弯曲裂纹进行分析,并与电化学动电位再活化法(EPR)试验结果进行对比,研究出晶间腐蚀所致弯曲裂纹不同于因机械破坏所致弯曲裂纹微观特征,进而总结出区分二者的方法,并结合GB 4334方法 E《不锈钢硫酸-硫酸铜晶间腐蚀试验方法》,对完善不锈钢焊接件和不锈钢铸件的晶间腐蚀结果评定方法进行了改善。     

Effects of Mo on the Precipitation Behaviors in High-Nitrogen Austenitic Stainless Steels

Precipitation behaviors of Fe-18Cr-18Mn-0.63N and Fe-18Cr-18Mn-2Mo-0.69N high-nitrogen austenitic stainless steels during isothermally aging at 850℃ have been investigated by optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and X-ray diffraction (XRD). The experimental results show that precipitation displays a discontinuous cellular way and the precipitates are identified as Cr2N in Fe-18Cr-18Mn-0.63N steel. The addition of Mo makes precipitation occur not only at the grain boundary but also inside the grain and precipitation also displays discontinuous cellular way. The precipitates at the grain boundary and in the cell are both identified as Cr2N phase and χ phase and the precipitates inside the grain are identified as χ phase in Fe-18Cr-18Mn-2Mo-0.69N steel. The nucleations of χ phase and Cr2N phase at the grain boundary are both governed by the diffusion of Cr atoms. The formation and growth of χ phase inside the grain are induced by the impoverishment of N atoms with increasing aging time.     

不锈钢化学抛光工艺研究

研究了以硫酸为主的不锈钢化学抛光工艺。通过改变温度考察其对不锈钢抛光效果的影响，从而确定最佳温度范围；通过改变不锈钢化学抛光工艺中各组成的含量，考察其对抛光效果的影响，筛选出既有较好抛光效果、抛光成本也较低的最佳化学抛光工艺为：H2SO4 20％-30％，HNO3 3％-6％，添加剂3％-6％，水余量，温度60-70℃，时间3-5min。