高温退火过程中316不锈钢晶界特征分布的演化

用扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)技术研究了5%冷变形316不锈钢经1100℃不同时间退火样品的晶界特征分布(GBCD).结果表明:低ΣCSL(Σ≤29)晶界比例的提高是在再结晶过程中实现的.在退火40 min时再结晶完成,低ΣCSL晶界比例达到80%,其中Σ3晶界比例占总的低ΣCSL晶界80%左右,晶界特征分布得到优化;尺寸较大形状不规则的晶粒团簇(grain-clusters)形成,每个晶粒团簇内部存在大量孪晶界、多重孪晶界和特殊的三叉晶界节点.部分再结晶状态样品的显微组织特点和晶粒团簇内部孪晶链的分析表明再结晶过程中多重孪晶的发展是提高316不锈钢低ΣCSL晶界比例的关键.     

微米级选区激光熔化316L不锈钢的拉伸力学性能

为辅助理解金属材料高精密增材制造成形机理,本工作利用微米级选区激光熔化(micro-selective laser melting,M-SLM)技术制备了316L不锈钢,对其拉伸性能及断裂行为进行了研究,并对断后横向和纵向拉伸试样显微组织和断口形貌进行了表征与分析,对近断面塑性变形区的晶粒取向、晶界特征分布等进行了电子背散射衍射(EBSD)分析。结果表明：M-SLM制备316L不锈钢晶粒内部存在尺寸为100～300 nm的胞状组织结构,拉伸断口呈韧窝状,窝口直径80～500 nm,这使得316L不锈钢的横向平均抗拉强度达692.1 MPa,纵向平均断后延伸率达54.6%,明显优于传统SLM技术制备的316L不锈钢。M-SLM制备316L不锈钢在拉伸过程中奥氏体Σ3孪晶界的出现与晶粒取向有关,其在取向接近<111>的晶粒中较易出现。进一步分析指出,Σ3晶界的出现阻断了特殊晶界网络的连通性。通过基于EBSD的矩形截面法对共格Σ3 (Σ3_c)和非共格Σ3 (Σ3_ic)晶界进行了统计分析,显示316L横向拉伸试样近断口区的Σ3_c...     

316不锈钢的晶界分布研究

利用背散射电子衍射花样（EBSD）分析冷轧变形量及热处理工艺对316不锈钢晶界特征分布的影响.结果表明,微量变形（5%）的试样在 1050℃热处理30min,低Σ-CSL晶界比例可提高到83.8%,且Σ3n晶界比例占总体低Σ-CSL晶界比例的93.6%.在低Σ-CSL晶界比例较高的试样的OIM图中,存在Σ3-Σ9-Σ3和Σ3-Σ9-Σ27三叉晶界角,该种晶界角的三个晶粒之间存在特定的取向关系.低Σ-CSL晶界的比例主要受晶粒的形核和晶界迁移的影响,与晶粒大小并没有直接的关系.     

退火时间对316L不锈钢纤维组织与力学性能的影响

对集束拉拔法制备的316L不锈钢纤维进行950℃保温不同时间的退火处理,研究了保温时间对316L不锈钢纤维显微组织、抗拉强度、伸长率的影响。结果表明:拉拔过程中316L不锈钢纤维最佳保温时间为2 min,纤维状组织已完全转变成等轴晶组织,奥氏体晶界明显,316L不锈钢纤维的强度有所下降,下降70 MPa左右,但变形能力得到很好的恢复。     

固溶热处理对316L奥氏体不锈钢性能的影响

为进一步研究固溶热处理工艺对316L低碳奥氏体不锈钢性能的影响,采用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、电子万能试验机等设备研究了不同固溶热处理工艺条件下316L不锈钢的显微组织和力学性能。结果表明：在1 080～1 150℃固溶温度和60～300 min固溶时间范围内,随着固溶热处理温度的升高、固溶热处理时间的延长,316L奥氏体不锈钢强度降低,伸长率增大,硬度值整体变化不大,冲击功呈上升趋势;316L奥氏体不锈钢组织中小角度晶界和大于45°的大角度晶界占比相对较大,大角度晶界能阻碍裂纹扩展,小角度晶界能降低界面能,对316L奥氏体不锈钢的强化产生积极作用;采用1 080℃、60 min固溶热处理后,316L奥氏体不锈钢的屈服强度为264 MPa,抗拉强度为553 MPa,伸长率为61%,布氏硬度值为141HBW,20℃冲击功可达306 J,晶间腐蚀性能合格,综合性能优异。     

微米级选区激光熔化316L不锈钢拉伸变形中Σ3n特殊晶界的分布

利用电子背散射衍射(EBSD)技术研究了微米级选区激光熔化制备316L不锈钢横向拉伸试样和法向拉伸试样在8%、18%和28%拉伸应变下的晶界特征分布.结果表明,随着拉伸应变的增加,横向试样和法向试样的Σ3晶界比例显著增加,Σ9+Σ27晶界比例明显降低.Σ3晶界有效隔断了一般大角度晶界的贯通性.通过微矩形截面法对Σ3特殊晶界的共格/非共格特征进行测定,其中,横向试样在18%拉伸应变下以Σ3_IC为主,约占60%,而法向拉伸试样在同样条件下以Σ3_C为主,约占73%.进一步分析指出,非共格Σ3_IC晶界的迁移并与Σ9晶界的汇合是促进拉伸应变过程中Σ3特殊晶界比例升高的原因.     

脉冲激光辐照对316L不锈钢重位点阵晶界的影响

目的提高316L不锈钢的重位点阵晶界比例,减少随机晶界的比例,改善材料的抗晶间腐蚀性能。方法选择合适的辐照温度,利用Nd:YAG激光器对SUS316L奥氏体不锈钢表面进行飞秒和纳秒激光辐照。通过电子背散射衍射技术分析辐照样品的晶界特征分布,研究不同激光辐照条件对试样晶界的影响。此外,在透射电镜下,观察脉冲激光辐照样品中的晶体缺陷和Σ3晶界。结果相比于未辐照试样,723 K下飞秒激光辐照使试样的Σ3晶界比例增加2.88%,R晶界比例减少4.24%;723 K下纳秒激光辐照使试样的Σ3晶界比例增加10.78%,R晶界比例减少9.97%;773 K下纳秒激光辐照使试样的Σ3晶界比例增加12.52%,R晶界比例减少10.68%。在透射电镜下观察到,773K下脉冲激光辐照试样中存在大量的堆垛层错四面体,但在孪晶形核的"台阶"内部没有发现该类缺陷。结论重位点阵晶界比例的变化主要与晶界迁移和孪晶形成有关,其中脉冲激光辐照产生的能量为试样趋肤层的晶界迁移提供有利的条件,而辐照引起的晶体缺陷会促进晶界迁移过程中孪晶的形核和生长。     

AISI316L不锈钢低温盐浴硬化处理

利用低温520℃盐浴硬化处理技术对AISI 316L奥氏体不锈钢进行了表面硬化处理,并对硬化层的组织和性能进行研究.试验结果表明,316L奥氏体不锈钢在520℃下处理3 h,即可获得具有S相结构特征的高耐蚀硬化层;在520℃以上盐浴硬化处理时,硬化层将会有铬的碳化物和氮化物析出,将会降低硬化处理后不锈钢表面的耐蚀性能.     

热处理对复合板焊接接头中316L不锈钢焊缝组织及耐蚀性的影响

对Q345碳钢/316不锈钢复合板进行焊接,并对焊接接头进行了不同工艺的热处理;通过组织观察、晶间腐蚀试验和应力腐蚀试验研究了热处理工艺对316L不锈钢焊缝组织和耐蚀性的影响。结果表明:316L不锈钢焊缝组织均为奥氏体+条状铁素体;随热处理次数增加,奥氏体晶界变宽,二次热处理后在316L不锈钢焊缝奥氏体晶界处有明显Cr23C6析出,并形成了贫铬区,容易发生晶间腐蚀和应力腐蚀,降低了316L不锈钢焊接接头的耐蚀性。     

含铌316不锈钢晶界特征分布优化工艺的探索

应用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(Electron Back Scatter Diffraction,EBSD)研究了316SS(Stainless Steel,SS)晶界特征分布(grain boundary character distribution,GBCD)的优化工艺;低温长时间和高温短时间的退火工艺(退火温度,退火时间和冷变形量)对316SS低ΣCSL晶界比例的影响。冷变形5%的固溶316SS经40min再结晶退火后低ΣCSL晶界比例达到80%,其中Σ3晶界比例占80%,退火时间大于40min后低ΣCSL晶界比例下降。     

时效处理SUS316L不锈钢中析出相的晶体结构和化学成分

研究了经1100℃固溶化处理和550℃,600℃及650℃,10000h时效处理后SUS316L不锈钢中的微观组织.利用透射电子显微镜对析出相的形状,大小,分布特征进行了观察.利用电子衍射技术对析出相的晶体结构进行了分析.利用分析电子显微镜能谱分析仪对析出相的化学成分进行了分析.结果表明：固溶后的SUS316L不锈钢经不同温度时效都有M23C6型碳化物的析出相存在.能谱分析显示M23C6析出相主要是由金属铬组成的碳化物.大部分M23C6碳化物分布在基体的晶界上,也有部分M23C6碳化物分布在基体的晶粒内部和晶体缺陷处.M23C6碳化物的大小和数量随着时效温度的升高而增加.     

晶界工程对于改善304奥氏体不锈钢焊接热影响区耐晶间腐蚀性能的影响

通过拉伸变形5%及1100℃退火30 min的晶界工程(GBE)处理工艺,将304奥氏体不锈钢低Σ重合位置点阵(CSL)晶界比例提高到75%(Palumbo-Aust标准)以上,形成大尺寸的"互有Σ3n取向关系晶粒的团簇"显微组织.采用钨极气体保护焊焊接样品,对焊接后样品的HAZ区域进行显微组织表征和耐腐蚀性能测试.结果表明,GBE处理过的304奥氏体不锈钢具有较好的晶界网络稳定性,HAZ区域内仍具有高比例低ΣCSL晶界,并且晶粒尺寸并未明显变大.在晶间腐蚀浸泡实验和电化学动电位再活化法(EPR)测试中,GBE处理的样品HAZ敏化区都表现出了更好的耐腐蚀性能,表明晶界工程可以有效改善304奥氏体不锈钢焊接热影响区耐晶间腐蚀性能.     

316L不锈钢在沉积盐碱混合物下的高温腐蚀

对316L不锈钢沉积4.2% NaOH、1.3% NaCl、4.4% KOH、3.7% KCl盐碱混合物后在450 ℃至900 ℃下8 h和1 min高温腐蚀行为进行了试验.探讨了316L不锈钢在沉积盐碱混合物下的高温腐蚀机理,分析了温度、腐蚀介质和氧化膜的稳定性等因素对316L不锈钢腐蚀的影响.结果表明,316L不锈钢在450 ℃至900 ℃的高温腐蚀环境下其腐蚀速率随着温度的上升而增加.     

316L不锈钢薄板埋弧焊工艺

论述了316L不锈钢的焊接性.选用ER316L焊丝配用SJ601焊剂,进行了316L薄板埋弧焊的焊接工艺评定试验.用经过评定合格的SAW工艺,对厚度分别为6 mm和5 mm的316LMA水解塔的纵焊缝和环焊缝进行施焊.焊后依据JB/T4730.2-2005标准进行了RT检验,其一次合格率为100%.     

Ni-Cu-P镀层和316L不锈钢在热盐酸溶液中的耐蚀性及机制

采用质量损失法研究了温度和浓度对化学镀Ni-Cu-P镀层和316L不锈钢在盐酸溶液中的腐蚀行为.结果表明,在高温盐酸溶液中,Ni-Cu-P镀层的耐蚀性优于316L不锈钢,盐酸浓度对316L不锈钢腐蚀速率的影响大于Ni-Cu-P镀层,盐酸浓度由5％升高到20％,316L不锈钢和Ni-Cu-P镀层的腐蚀速率分别增大了2.7倍和0.6倍;在盐酸溶液中,Ni-Cu-P镀层发生均匀腐蚀,316L不锈钢发生选择性腐蚀,且温度和浓度越高,选择性腐蚀越严重.     

时效处理对Q345/316L异种焊接接头耐腐蚀性能的影响

采用焊条电弧焊(SMAW)对Q345/316L异种钢进行焊接,并对焊接接头进行不同温度的时效处理。在模拟常温高压海水环境中对不同时效处理的异种钢焊接接头开展腐蚀试验。研究时效处理对Q345/316L异种钢焊接接头耐腐蚀性能的影响。结果表明:经过450℃时效处理的异种钢焊接接头比250℃、600℃及不进行时效处理的焊接接头具有更好的耐腐蚀性能。同时经450℃的时效处理有利于焊缝奥氏体晶界处碳化物的溶解,缓解晶界的贫Cr现象,提高其耐腐蚀性能。此外,Q345/316L异种钢焊接接头在模拟海水腐蚀环境中的腐蚀产物主要是α-Fe和Fe OOH。     

高温回火热处理对核级E316L不锈钢焊条熔敷金属性能的影响

对经历610℃恒温16 h高温热处理的E316L不锈钢焊条熔敷金属进行力学性能、抗晶间腐蚀性能和微观结构检验分析,结果表明:E316L不锈钢焊条熔敷金属室温抗拉强度升高,非比例延伸强度下降,断后伸长率下降,室温冲击吸收功下降10 J左右,微观组织中的岛状铁素体发生部分分解,析出相少量增加,但强度、断后伸长率、冲击吸收功、抗晶间腐蚀性能仍符合技术条件的要求,铁素体相基本特征未改变,少量M23C6析出相分布在奥氏体晶粒内部,未发生在晶界的聚集。研究表明,研发的E316L焊条熔敷金属经历610℃恒温16 h高温热处理后,其力学性能和抗腐蚀性能满足技术要求。     

316不锈钢抗晶间腐蚀工艺优化的研究

分析了冷轧变形量、退火温度和保温时间对316不锈钢抗晶间腐蚀现象的影响,在此基础上确定了316不锈钢抗晶间腐蚀的优化工艺:先固溶处理,再经5%冷轧变形后在1050℃真空退火0.5h.结果表明,不锈钢经新工艺处理后的腐蚀速率降低为原来的1/30,抗晶间腐蚀性能得到了明显提高.     

316不锈钢固相渗碳组织与性能研究

采用固相渗碳法对316不锈钢表面进行改性。利用XRD、SEM、微观硬度计、ML-100磨损试验机等对其物相组成、微观组织、微观硬度和相对耐磨性进行分析。结果表明:在1120℃保温10 h,850℃保温1 h条件下,利用固相渗碳法可在316不锈钢表面原位生成碳化物颗粒。原位反应层主要分为3个区域:无晶界区、晶界碳化物断续区和晶界碳化物粗大连续区,显微硬度呈梯度分布,最高可达980 HV0.1。     

316L不锈钢晶间腐蚀机理的探讨

采用“应力+充氢法”获得尿素级316L不锈钢的沿晶断面,用扫描电镜观察断面形貌,并对其断面进行俄歇能谱分析,证实316L不锈钢晶间存在磷(和硅)等杂质元素偏析。通过离子溅射证明了晶界的磷、硅含量存在浓度的差别。从所得到的结果,可以认为磷和硅等杂质元素的偏聚是316L不锈钢产生非敏化态晶间腐蚀的重要原因。