Nb/Ti/Zr/W对310S奥氏体不锈钢析出相行为和力学性能的影响

为了提高310S不锈钢的高温组织稳定性,本工作系统研究了微量合金化元素(Nb, Ti, Zr和W)对310S析出相行为和力学性能的影响。设计的系列合金经过1423K热轧、1423K/0.5h固溶、1173K/0.5h稳定化处理,最后进行973K/408h时效处理。研究结果表明:W可有效提高合金的高温组织稳定性,而过量Mo元素的添加会加速Cr 23 C 6向σ转变;添加Ti和Zr可细化基体晶粒,但Ti会促使时效过程中大量脆性相的析出,严重降低合金的高温组织稳定性,从而恶化合金力学性能。Fe-25Cr-22Ni-0.73Mo-0.35Nb-0.046C (质量分数/%)合金展现出优异的高温组织稳定性和力学性能(σ YS =237MPa,σ UTS =545MPa,δ=39%),有望作为超临界水冷堆核燃料包壳的候选材料。     

316L奥氏体不锈钢中时效条件下析出相演变行为的研究

通过定量金相,SEM&EDS、TEM等实验技术分析316L奥氏体不锈钢中析出相随时效时间、温度的变化,并测定析出相的体积分数与尺寸.结合热力学计算表明:在316L奥氏体不锈钢中,经850℃时效处理后,析出相为M23C6型碳化物,且随着时效时间的延长,析出量明显增多,尺寸增大;经650℃时效处理100 h后,主要析出相类型为χ相.     

254SMo超级奥氏体不锈钢时效析出行为及析出相对其力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪和透射电子显微镜,研究了不同时效处理温度对254SMo超级奥氏体不锈钢的析出行为以及析出相对其力学性能的影响.结果表明,254SMo奥氏体不锈钢中的χ相呈颗粒状分布,χ相的析出敏感温度为800℃;σ相呈条状分布,析出的敏感温度为900℃.χ相和σ相均为富Mo和低Ni化合物,σ相中的Mo含量高于χ相.时效温度为900℃时,实验钢中的析出相数量最多,实验钢的抗拉强度最高,为825 MPa;延伸率最低,为31％.结合试样断口分析结果表明,相比χ相,σ相对实验钢塑性的危害更大.     

310S不锈钢导流筒对工作磁场磁感应强度分布的影响

应用B-H(J-H)测定仪分别对拉伸、压缩变形后的310S不锈钢和310S不锈钢焊接件导磁性能进行测试,结果表明,3%~15%变形率的310S磁导率μ=1.0,没有形成典型的磁滞回线;线性回归后,剩磁Br=0.0055~0.117GS,属弱磁性材料,但比空气导磁性要强.承受90~120t压力压缩变形后的310S不锈钢板,其导磁性能与拉伸变形后的310S相似,属弱磁性材料.310S不锈钢焊接件磁导率μ=1.0~1.2,有典型的磁滞回线,最大磁导率平均值为1.044,圆柱永磁体能被吸引而发生滚动,导磁性能明显增强.应用XYZ三维磁场扫描仪对不锈钢有缝管内腔磁感应强度进行测试,结果表明,310S不锈钢有缝管(φ273×4×200)对磁感应强度分布的影响属千分之一级的.     

含铝奥氏体不锈钢的强化相析出调控和蠕变性能研究进展

根据我国的能源结构,发展大容量、高参数的超(超)临界火电机组和高效的先进核能是解决能源短缺与环境污染之间矛盾的主要途径。为了能够长期在高温、高压的恶劣环境下服役,对发电机组和核能系统结构用材料提出了更苛刻的要求。含铝奥氏体不锈钢兼具优异的抗氧化性能和高温强度,可作为超(超)临界电站及超临界水堆等先进能源系统关键部位的候选材料。蠕变性能是含铝奥氏体不锈钢应用于先进能源系统的重要服役性能,其与析出相(包括碳化物M₂₃C₆及MC、Laves相、NiAl相、FeCr相等)的种类、尺寸和分布状态关系密切。如果析出相能以有效钉扎位错的合适尺寸均匀弥散分布于基体中,且具有较好的高温稳定性,那么合金就能获得优异的高温蠕变性能。总结现有的研究成果可知,含铝奥氏体不锈钢的主要发展方向和调控思路是以Super304H、HR3C和TP347HFG为基体,进一步调整Al、N、Si、Ni、V、B等合金元素含量,研究合金在服役过程中纳米级别析出相的分布情况、高温蠕变性能等变化规律。主要研究目标是在控制成本的前提下通过析出相的有效调控,提升合金的高温蠕变性能和抗氧化性能。因...     

23Cr-14Ni高氮奥氏体不锈钢σ相析出行为EI北大核心CSCD

采用经验公式、热力学计算方法、Gleeble热/力模拟实验技术,结合光学显微镜、扫描电镜及透射电镜分析,研究了23Cr-14Ni高氮奥氏体不锈钢中σ相的析出行为。结果表明,23Cr-14Ni高氮奥氏体不锈钢中σ相可在960~1030℃析出,高于1050℃溶解。σ相析出具有异常快速的动力学特征,在经过1030℃保温1 min固溶处理后,σ相可直接从奥氏体晶界快速析出,析出先于碳氮化物相。σ相析出动力学行为及相对碳氮化物的析出次序和传统奥氏体不锈钢显著不同。铬、锰、钼元素含量较高且钼元素在晶界处偏聚提高了σ相平衡析出温度,是加速σ相析出的主要原因。     

900℃时效条件下超级奥氏体不锈钢904L的析出相研究

采用Factsage热力学软件计算和实验相结合的方法,借助金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等检测技术,研究了900℃时效条件下超级奥氏体不锈钢904L热轧板的组织变化情况。结果表明:904L不锈钢在1080℃×40min固溶处理为单一奥氏体组织;900℃时效处理过程中,析出相优先在晶界上形成,随着时效时间延长,析出相数量逐渐增加,尺寸不断增大,最终在晶界上形成网状分布;TEM和EDS表征确定为富Cr、Mo和低Ni的σ析出相,形貌以条状和块状分布为主;热力学计算结果表明904L不锈钢在平衡状态下主要析出相为σ相,与实验结果吻合。     

深冷处理对AISI 310S不锈钢耐腐蚀磨损性能的影响

研究了深冷处理对AISI 310S不锈钢在3.5%(质量分数)Na Cl溶液中耐腐蚀磨损性能的影响,将310S不锈钢在-196℃进行保温深冷处理,结果表明:相对未深冷处理,深冷处理之后,材料的晶粒得到细化,更多碳化物弥散析出基体;深冷处理之后材料的耐腐蚀性能得到提高,在深冷处理4 h时达到最佳值,相比未深冷处理,自腐蚀电位从-0.525 V提高到-0.423 V,提升了19.4%;且深冷处理之后,材料的耐腐蚀磨损性能得到提升,经过深冷处理4 h,材料的磨损率从120×10-6mm3/Nm降低到63×10-6mm3/Nm,降低90%。     

超低碳铸造高合金不锈钢析出相及腐蚀行为的研究

采用金相显微镜、Ｘ射线衍射、透射电镜、电子探针显微分析等手段和多种腐蚀试验方法研究了铸造高合金不锈钢的析出相种类、结构、形貌、分布、成分及其腐蚀行为。试验结果表明,该钢经１１５０℃×２ｈ水冷固溶处理后可得到单一的奥氏体组织,并具有优良的耐均匀腐蚀、晶间腐蚀、点蚀和电化学腐蚀性能。     

材质元素对不锈钢杯重金属析出量的影响

采用火花直读光谱仪分析了110批次不锈钢杯中C、S、Si、Mn、P、Cr、Ni7种材质元素的含量,同时采用石墨炉原子吸收分光光度法分析了它们的Pb、Cr、Ni、Cd、As5种重金属元素的析出量.研究了不锈钢材质对重金属元素析出量的影响.结果表明,材质元素Ni含量对重金属元素Pb的析出量有显著影响,材质元素C、Si、Mn、P含量对重金属元素Cr的析出量有显著影响,材质元素C、S、Mn、Cr、Ni含量对重金属元素Ni的析出量有显著影响,材质元素Si、Mn、P、Cr、Ni含量对重金属元素As的析出量有显著影响.     

Al元素对310S耐热钢组织和力学性能的影响研究EI北大核心

通过WS-4非自耗真空电弧炉熔炼制备了加Al 2%~10%(质量分数)的耐热钢310S(Cr25Ni20),用光学金相显微镜观察了金相组织,用EPMA-1600电子探针分析了组织中各元素的分布,结合D8 ADVANCE型X射线衍射确定了合金中的相组成,并进行了室温压缩和硬度力学性能试验。结果表明,随着铝含量增加,碳化物由连续条状转变为质点状;Al元素固溶于基体中,基体相为γ相;当Al含量大于6%时,基体相为α相,合金脆性大幅提高,合金由塑性材料转变为脆性材料。     

稳定化处理对Super304H奥氏体耐热钢晶间腐蚀敏感性的影响

用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电解萃取法、草酸电解实验、X射线衍射(XRD)和双环电化学动电位再活化法(DL-EPR)等方法,研究了固溶和稳定化处理工艺对Super304H钢的显微组织(包括晶粒度,析出相分布、数量和类型)及晶间腐蚀敏感性的影响。结果表明,经过1150℃×15 min固溶处理后Super304H钢的晶粒度维持在7-10级;经不同温度的稳定化处理后析出相的数量较固溶态明显增加,其中950℃仍为敏化温度,有大量M23C6(M=Fe,Cr)沿晶界析出;随着稳定化温度的升高Nb(C,N)的析出数量随之增加,抗晶间腐蚀性能不断提高;当温度达到1100℃时Nb(C,N)的析出量达到最多,其抗晶间腐蚀性能较固溶态有明显提高;1100℃处于Super304H钢的固溶温度范围,明显高于传统1Cr18Ni9Ti型不锈钢的稳定化温度900℃,说明Super304H钢供货态的固溶处理工艺实际上兼顾了固溶与稳定化的双重作用。     

感应加热对奥氏体不锈钢弯管组织和性能的影响

采用感应加热技术热煨奥氏体不锈钢弯管,对热煨后弯管的组织、性能及外观进行了分析研究.结果表明感应加热的奥氏体不锈钢弯管不仅可以不进行固溶和消除应力处理,而且具有各部分性能相差小、弯管表面氧化层薄,良好的外观和形状,是其它加工方法无法比拟.     

敏化处理对2205双相不锈钢组织与力学性能的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)方法及力学性能测试等研究手段,研究了敏化处理对2205双相不锈钢显微组织及力学性能的影响.结果表明:850℃敏化处理.在α/γ和α/α相界析出σ,X相,并且随着敏化时间的延长,析出相含量增加;敏化处理后材料的强度有所提高,塑性明显降低,拉伸微观断口以解理平面...     

硼元素对18Ni合金在固溶处理中析出行为的影响

本文研究了硼元素对18Ni(2400MPa 级)马氏体时效钢在固溶处理加热和保温过程中,析出行为的影响。研究结果表明,硼元素不仅促进合金在固溶化加热过程中第二相质点从α相中析出,而且在奥氏体状态下保温时,也发生硼化物的析出,聚集长大和重新溶解过程。     

Cl~-和H_2S对不锈钢电化学行为的协同影响

目前,对Cl~-和H_2S共存条件下不锈钢的腐蚀尤其是点蚀行为鲜有研究。采用动电位扫描和交流阻抗测试研究了304,316L和2205 3种不锈钢在含有不同浓度Cl~-和H_2S的溶液中的电化学行为。结果表明:在含有1 200 mg/L Cl~-的溶液中,随H_2S浓度增大,304和316L的点蚀敏感性均增大,但此条件下的H_2S浓度并未对2205双相不锈钢产生影响。当Cl~-浓度增大到1 500 mg/L时,2205产生了点蚀现象,说明虽然H_2S促进了不锈钢点蚀的发生,但Cl~-是诱导不锈钢产生点蚀的关键因素。     

Zr对Ti微合金化低碳钢形变奥氏体再结晶和析出相的影响

通过多道次模拟压缩实验,研究不同Zr和Ti含量的三种Ti微合金化低碳钢在950℃~1050℃形变奥氏体再结晶和析出相的变化和最佳变形温度。结果表明,Ti含量的提高和Zr的加入使Ti微合金钢形变奥氏体的再结晶和晶粒长大延迟。Zr的加入还能增加Ti微合金钢中析出相的数量、改善析出相尺寸分布的均匀性进而得到相对均匀的奥氏体组织。变形温度为1000℃时的Ti-Zr微合金钢奥氏体组织最细小均匀。     

添加Si对马氏体不锈钢淬火-配分组织和性能的影响

为改善马氏体不锈钢的强塑性和耐蚀性,设计制备了Si含量不同的两种氮合金化马氏体不锈钢10Cr13N钢和10Cr13Si2N钢.对实验钢进行了改变配分时间但恒定淬火终止温度和配分温度的淬火-配分处理,从显微组织和力学性能的变化规律探究添加Si元素的作用与机理.结果表明:实验钢淬火-配分处理后得到板条马氏体加残余奥氏体为主的复相组织,其强塑性配合显著高于淬火-回火状态.随配分时间的延长,两种钢组织中残余奥氏体的含量呈现先上升后下降的极值规律,这一变化对强度影响不大,但对伸长率影响较为显著.增加钢中的Si含量,有利于抑制马氏体中碳氮化物析出并提高残余奥氏体含量和稳定性,在使钢的冲击韧性略微下降的同时可显著改善钢的变形能力.