振动对FV520B不锈钢MAG堆焊再制造成形组织结构的影响

采用堆焊熔敷成形技术进行了FV520B沉淀硬化不锈钢再制造实验,在此基础上,对FV520B不锈钢MAG堆焊再制造成形组织特点进行了分析,并研究了机械振动对再制造成形组织的影响。结果显示：FV520B不锈钢MAG堆焊再制造成形组织由马氏体+碳化物沉淀硬化相组成,且沿成形高度方向组织呈周期性变化特点,具有一定的自相似分形特性;振动会一定程度上增大孪晶形成几率,对马氏体板条具有破断作用,且马氏体板条宽度随振动转速的不断增大呈先减小后增加趋势;受振动的影响,晶格畸变和各晶面择优取向性都将发生变化,但不同晶面变化规律不同;振动的加入使得（110）晶面和(211) 晶面的Bragg衍射峰峰位向低衍射角方向发生偏移,且随振动转速的不断增大,偏移量呈先增大后减小趋势,（110）晶面衍射峰半高宽宽度呈先减小后增大趋势,其晶面择优取向性则呈现先增强后减弱趋势;在0到共振转速区间内 (211) 晶面衍射峰半高宽宽度随振动转速的不断增大呈先减小后增大趋势,当振动转速大于共振转速时又呈减小趋势,但其晶面择优取向性则随振动转速的增大呈现持续增强趋势;总体上,亚共振频率振动（振动转速f=3000 r/min）对FV520B不锈钢MAG堆焊再制造成形组织结构的影响最显著。     

调整处理对Fv520（B）不锈钢组织与性能的影响

采用ＴＥＭ、ＸＲＤ、金相分析等手段研究了Ｆｖ５２０（Ｂ）不锈钢经１０５０℃固溶处理后，在７５０￣８５０℃温度范围内中间调整处理对组织、性能的影响。结果表明：调整处理过程中有ＮｂＣ，Ｍ７Ｃ３型碳化物析出。随调整处理温度升高、时效温度降低、强度提高，而残余奥氏体量的变化则呈相反趋势。     

FV520B不锈钢激光熔覆热影响区组织演变及其对力学性能的影响

对FV520B不锈钢零件的激光熔覆热影响区进行了组织特征分析,结合过冷奥氏体连续冷却转变(CCT)实验、模拟热影响区拉伸及冲击实验,研究了热影响区组织及力学性能的演变规律和机理.结果表明,热影响区可以按照组织演化特点分为4个特征区域:半熔区(A区),析出相溶解区(B区),完全奥氏体化区(C区)和部分奥氏体化区(D区).各区域均为马氏体组织,靠近界面区域的组织较为粗大,第二相发生溶解,硬度更高,固态相变点更低;距界面稍远区域回火马氏体增多,第二相未溶解,但有长大的趋势,硬度较低,固态相变点较高,接近原始材料.决定激光熔覆热影响区组织及力学性能的最主要因素是热循环的最高温度,最高温度越高,强度损失越大,固态相变点越低,相应硬度越高,延伸率及冲击功降低.     

时效温度对沉淀硬化不锈钢FV520(B)组织及低温力学性能的影响

采用扫描电镜、X射线衍射、金相试验和低温力学性能试验等方法,研究了时效温度对沉淀硬化不锈钢FV520(B)的组织和低温力学性能的影响。结果表明:在470℃时效,硬度出现峰值,主要与组织中细小的富铜相共格析出有关;随时效温度的升高,600℃时效时,冲击韧度最佳,此时残余奥氏体量最多;470℃及560℃时效时的冲击断口扩展区断口以准解理形貌为主,而其他时效状态下为韧窝形貌,但韧窝细节各不相同。     

时效对FV520(B)钢组织和性能的影响

采用透射电镜观察、示波冲击试验、硬度试验等方法,研究了经850 ℃中间调整处理后,不同时效温度对FV520(B)沉淀硬化不锈钢的组织和性能的影响.结果表明,在420℃时效,硬度出现峰值,主要与组织中细小的富铜相共格析出有关.随着时效温度提高,富铜相逐步脱溶长大、基体再结晶,硬度逐步降低.FV520(B)钢的冲击总功主要决定于裂纹扩展功,时效组织对FV520(B)钢冲击裂纹萌生功影响较小,对裂纹扩展功有着较大的影响.420℃及470℃时效状态下的冲击试样扩展区断口以解理形貌为主,而其它时效状态下为韧窝形貌,但韧窝细节各不相同.     

时效温度对沉淀硬化不锈钢FV520(B)冲击性能的影响

利用示波冲击试验和断口分析方法,对350,420,470,520,560,600,630℃时效温度处理状态下沉淀硬化不锈钢FV520(B)的冲击性能进行了比较深入的试验研究.结果表明:时效温度对FV520(B)钢冲击性能的影响主要决定于其对冲击裂纹扩展功的影响;随着时效处理由420℃增加到600℃,冲击试样启裂载荷Fm逐步下降,裂纹萌生功Ai缓慢增加,而裂纹扩展功Ap大幅度增加;630℃时效处理较600℃的Fm有所升高,Ai下降,而Ap增加;420℃及470℃时效状态下的冲击试样扩展区断口以解理形貌为主,而其它时效状态下为韧窝形貌,但韧窝细节各不相同.     

高韧性不锈钢FV520(B)的析出硬化行为研究

研究了350、420、470、520、560、600、630℃时效温度下沉淀硬化不锈钢FV520(B)的TEM组织、硬度和示波冲击韧度。结果表明:时效过程中,FV520(B)钢主要以富铜相-εCu析出为主。硬度在420℃时效出现峰值,而韧性最差,主要与组织中细小富铜相共格析出有关。随着时效温度增加,富铜相逐步脱溶长大,基体再结晶,硬化程度逐步降低。FV520(B)钢的韧性主要决定于冲击裂纹扩展功。时效组织对FV520(B)钢冲击裂纹萌生功影响较小,对裂纹扩展功有着较大的影响。     

FV（520）B不锈钢在CO2/H2S共存条件下的腐蚀行为

目的研究长输管线压缩机叶片材料FV(520)B不锈钢在高含H_2S、H_2O、CO_2条件下的腐蚀行为。方法利用高温高压反应釜模拟特定工况,在H_2S分压为0.9 MPa、CO_2分压为0.6 MPa、温度为150℃的条件下于5 g/L的氯化钠溶液中制备硫化腐蚀层,利用XPS、SEM、XRD等手段对腐蚀层的成分及结构进行分析。结果 FV(520)B不锈钢的腐蚀速率逐渐降低,试样表面粗糙度先增大后下降,腐蚀产物主要为FeCO_3、Fe_3O_4、FeS、FeS_2、S、Cr_2S_3、Cr_2O_3和Cr(OH)_3。结论在腐蚀前期,FeS的形成速率大于FeS_2、S,腐蚀产物颗粒不断长大。形成完整的Cr_2O_3、Cr(OH)_3保护膜后,腐蚀得到抑制,此时腐蚀反应主要为FeS_2、S的生成,试样表面腐蚀产物颗粒尺寸变小,试样表面粗糙度降低。     

冷却速度对Fv520（B）多马氏体组织的影响

利用膨胀法、金相、ＸＲＤ法研究了冷地ＦＶ５２０（Ｂ）钢Ｍｓ点及其组织的影响。结果表明，ＦＶ５２０（Ｂ）钢具有良好的淬透性，其Ｍｓ点为１５５℃，冷和速度降低，Ｍｓ点略有升高。在冷却速度为１７．５℃／ｓ～０．０３℃／ｓ的范围内，均得到马氏体组织，冷却速度对马氏体组织状态影响不大。     

焊接工艺参数对仰焊MAG堆焊成形的影响

以ER50-6碳钢焊丝作为堆焊焊丝,在Q235B基板上进行仰焊MAG堆焊试验。通过单因素法研究了送丝速度、焊接速度和焊丝伸出长度3个主要焊接工艺参数对仰焊单道焊缝熔宽和余高的影响,分析了不同焊接工艺参数下焊缝出现驼峰缺陷的原因。基于此,对仰焊单道多层堆焊提出了堆焊策略,即减小热输入、减少熔池冷却时间和熔池扰动。在此基础上,进行了仰焊单道多层连续堆焊10层成形,并进行了拉伸测试。结果表明,在送丝速度3.5 m/min、焊接速度0.25 m/min、焊丝伸出长度6 mm的焊接工艺参数下,成形质量相对稳定,抗拉强度达到518 MPa,能满足一些对精度要求不高的零件的使用要求,验证了所提出的仰焊单道多层堆焊策略的可行性,为仰焊堆焊成形零件焊接工艺参数的选择提供了参考。     

热处理工艺对FV520(B)钢焊缝组织与性能的影响

对FV520(B)钢焊缝进行不同工艺的热处理,采用光学显微镜观察焊缝显微组织,并进行了拉伸和冲击等力学性能测试。结果表明:经过热处理后,FV520(B)钢焊缝的显微组织主要为回火索氏体+板条马氏体,其中板条马氏体成平行状,与回火索氏体相互交错排列,形成编织状。当时效温度相同时,850℃调整处理得到的组织比750℃调整处理时得到的组织均匀细小。同时得出:1050℃固溶+750℃调整+630℃时效处理时焊缝的韧性较高,可达62J;1050℃固溶+850℃调整+630℃时效处理的焊缝的综合力学性能较好。     

沉淀硬化不锈钢FV520(B)钢的预备热处理工艺

马氏体沉淀硬化不锈钢FV520(B)是离心压缩机叶轮的主要选材之一。锻件毛坯粗加工成圆盘状后进行预备热处理,目的是尽可能降低材料的硬度,有利于叶轮叶片的数控铣制加工。目前叶轮锻件主要采用固溶化→调整→时效的三道预备热处理工艺,但该方法周期较长。本文结合材料的热处理机理,研究一种两道工序的预备热处理工艺,可缩短周期,降低成本。     

沉积硬化对FV520B钢焊接接头耐蚀性的影响

研究了建筑用不锈钢FV520B在35℃恒温条件下,在盐酸腐蚀介质(10wt%)和硫酸腐蚀介质(10wt%)中均匀浸泡腐蚀的耐腐蚀性。结果表明,FV520B钢在相同的腐蚀时间下,在盐酸腐蚀介质比硫酸腐蚀介质中的腐蚀程度更严重;在同等的腐蚀条件下,母材的腐蚀速率要比焊接接头的腐蚀速率大。     

激光冲击强化对FV520B钢疲劳寿命的影响

为提高叶轮的使用寿命,对叶片的抗疲劳性能提出了更高的要求,激光冲击强化（LSP）处理是提高材料抗疲劳性能的重要途径。针对FV520B钢棒状试样进行LSP试验和不同应变幅值下的单轴低周疲劳试验,并进行疲劳寿命预测。结果表明,LSP后试样的表面硬度由330 HV提升至490 HV,且LSP后试样表面产生约-90 MPa的残余压应力。相比于未冲击试样,LSP试样的疲劳寿命均有所提高,±0.5%应变幅值下试样的疲劳寿命提高132.2%。SEM结果表明,LSP后试样表面产生的残余压应力抑制了疲劳裂纹的萌生和扩展,裂纹萌生位置由试样表面向次表面转移,且疲劳条纹的间距和韧窝尺寸减小,从而延长了试样的疲劳寿命。采用Manson-Coffin方程针对光滑试样和LSP试样进行疲劳寿命预测,总的来说,对于光滑试样预测结果与试验结果吻合较好;对于LSP试样,预测的疲劳寿命偏保守。考虑残余压应力的影响针对Manson-Coffin方程进行修正,得到了较好的预测结果。研究结果可为FV520B材料LSP处理工艺和疲劳失效研究提供理论依据。     

时效处理对FV520B马氏体时效钢的氢脆敏感性的影响

通过系列热处理和热充氧实验,采用光学显微镜、SEM和拉伸试验等研究了不同温度时效处理对沉淀硬化马氏体不锈钢FV520B的氢脆敏感性的影响.结果表明:充氢后,FV520B钢表现出良好的抗氧脆件能;450℃低温时效后钢的氢脆敏感件较高,而630℃中温时效后,钢中由于析出较多的逆变奥氏体,阻碍氧扩散和裂纹扩展;充氢后表现出良好的抗氢脆性能.塑性损减率随钢中逆变奥氏体的增加而降低.     

加热速率对FV520B钢奥氏体化相变动力学的影响

通过热膨胀实验测得了在不同加热速率条件下FV520B钢奥氏体化的膨胀量变化曲线,研究了不同加热速率对相变特征温度和连续奥氏体化动力学的影响,建立了FV520B钢奥氏体化的相变动力学模型,并对其准确性与使用范围进行验证和分析,并根据此模型建立了FV520B钢圆盘工件的热-组织耦合模型,计算了工件加热、保温与淬火过程的温度与组织转变。     

药皮组分对FV520(B)焊条工艺性能的影响

釆用均匀设计法研究了药皮中大理石、萤石以及大理石和石英交互作用对FV520(B)不锈钢焊条的发红性、脱渣性以及飞溅性的影响。结果表明:随着焊条药皮中萤石含量的增加,FV520(B)焊条的发红程度增大,且脱渣性变差,但飞溅减小;随着药皮中大理石含量的增加,FV520(B)焊条的发红程度先减小后再增大,而脱渣性是先变好后又变差,飞溅则是逐渐增大。而药皮中大理石和石英比值的增大使得FV520(B)焊条的发红程度先增大后减小,当其比值为6.14时,焊条的发红程度最大;焊条的脱渣性随着比值的增大先逐渐变好后再变差;而飞溅则是随比值的增大而增大。     

超声振动辅助压缩成形机理（英文）

为研究超声振动辅助成形的内在机理,设计一套25kHz高频超声振动装置,配合试验机进行1050铝合金静态及振动辅助条件下的压缩试验。实验发现,振动有利于降低材料的流动抗力,同时有助于改善试样表面形貌;成形力的降幅与所施加超声振动的振幅成比例关系。结合有限元数值模拟,研究材料在超声振动辅助压缩条件下的变形特点,发现在振动阶段,试样与模具接触面之间的摩擦条件得以改善。此外,应力叠加和摩擦条件改善是振动阶段成形力降低的两个原因,但两者的降幅总和小于实验中测得的降幅,因此软化效应是成形力降低的另一原因。     

调整处理对Fv520(B)不锈钢组织与性能的影响

采用TEM、XRD、金相分析等手段研究了Fv520(B)不锈钢经1050℃固溶处理后,在750～850℃温度范围内中间调整处理对组织、性能的影响。结果表明:调整处理过程中有NbC、M7C3型碳化物析出。随调整处理温度升高、时效温度降低,强度提高,而残余奥氏体量的变化则呈相反趋势。调整处理温度对时效析出相种类影响不大。850℃+480℃可获得最佳的强化效果,750℃+620℃处理可获得最佳的抗H2S应力腐蚀性能。     

真空时效加热到温时间滞后现象对FV520B钢组织及性能的影响

通过对FV520钢真空热处理温度实时跟踪,分析了不同加热温度下到温时间滞后的情况,并研究了在600 ℃时效温度下不同保温时间对显微组织及力学性能的影响。结果表明:真空炉加热到温时间滞后的现象随着加热温度的降低,滞后时间随之延长;FV520B钢在真空时效保温初期时,由于心部温度尚未达到加热设定的温度,随着保温时间的延长,显微组织发生较大转变,残留奥氏体含量增加,沉淀相逐渐析出;屈服强度随保温时间的延长而降低,冲击吸收能量随着保温时间的延长而增加;可以通过真空炉电能消耗判断工件是否均温,可用于指导热处理工艺参数的制定。