1Cr22Mn16N高氮钢的激光焊接Ⅲ.焊接热影响区组织和性能

利用热模拟技术，对高氮钢激光焊接热影响区（HAZ）的组织和性能进行了研究。结果表明，高氮钢焊接热影响区组织为奥氏体和δ-铁素体。随着焊接冷却速度的增大，高氮钢粗晶区的显微硬度增大；随着焊接峰值温度降低，热影响区显微硬度逐渐减小。焊接热影响区显微硬度均高于母材，没有出现软化区。随着冷却速度的增大，热影响区粗晶区的冲击吸收功先上升然后降低，而整个热影响区出现了两处脆化区。     

E2507N高氮奥氏体不锈钢药芯焊丝焊接工艺性

E2507N药芯焊丝是基于成分匹配原则针对含氮量0.65%～0.7%的奥氏体不锈钢焊接开发的特种焊丝,为保证该焊丝的应用效果,需要对其焊接工艺性进行分析。为此,分析了该特种焊丝的电弧稳定性、熔滴过渡和烟尘排放率。引入熔滴短路周期变异系数ε(Tc)作为反映焊接过程稳定性的指标,通过对试验结果的分析,发现当焊接参数为21 V/190 A时,E2507N焊丝焊接过程最为稳定。试验结果还表明,即使在纯CO2保护下,E2507N高氮不锈钢药芯焊丝熔滴过渡频率仍然较高,达到120 滴/秒,飞溅较少;烟尘排放率为621 mg/min,烟尘发尘率较小,对环境影响较小,属于环境友好型焊接材料。     

Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的高温力学性能

采用Gleeble-2000热模拟试验机对Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢进行高温拉伸试验,利用扫描电镜-能谱仪对拉伸试样断口形貌及断口附近的显微组织进行观察,用Thermo-Calc软件计算试验钢的相变及析出相,研究了Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的高温力学性能。结果表明,试验钢的第Ⅰ脆性区＞1200 ℃,第Ⅲ脆性区为850~950 ℃,未出现第Ⅱ脆性区,第Ⅰ脆性区的出现主要是在加热过程中试验钢由γ奥氏体向δ铁素体转变引起的,第Ⅲ脆性区的出现是因为沿晶析出M₂₃C₆、M₂(C, N)等硬脆相引起的;试验钢的抗拉强度随着拉伸温度升高而降低,断面收缩率在1000~1200 ℃温度范围内逐渐增大并表现出极佳的热塑性,断面收缩率均在70%以上,温度超过1200 ℃后断面收缩率急剧下降;Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的热锻温度应选择在1000~1150 ℃之间,在此温度范围内试验钢的断面收缩率均在70%以上,并且可以避开第Ⅰ与第Ⅲ脆性区。     

高氮奥氏体不锈钢锻件的制造

本文介绍奥氏体Cr-Ni-Mn-N钢压力加工时热力规范的研究。按此规范加工,能使轴类、套筒、护环等锻件的锻造工艺过程合理化,还可用3.2～32.5t的多元合金钢锭制得合格的毛坯件。     

高氮奥氏体不锈钢研究进展

目前高氮钢研究的主要热点是高氮不锈钢,而高氮奥氏体不锈钢的应用前景最被看好.综述近年来国内外高氮奥氏体不锈钢的研究现状,包括氮在奥氏体不锈钢中的作用机理;高氮奥氏体不锈钢的试制;高含量氮对奥氏体不锈钢力学性能、耐蚀性能和组织稳定性的影响以及对高氮不锈钢应用前景的展望.     

高氮奥氏体不锈钢0Cr21Mn17Mo2NbN0.83表面机械纳米化及其热稳定性研究

对高氮奥氏体不锈钢0Cr21Mn17Mo2Nb N0.83进行表面机械压磨处理,重点研究经360 min表面机械压磨后,高氮奥氏体不锈钢表面纳米层的组织结构和在不同加热温度、保温时间条件下,该纳米表面层的热稳定性。结果表明:高氮奥氏体不锈钢0Cr21Mn17Mo2Nb N0.83经360 min表面机械压磨处理后,表面晶粒尺寸达到纳米级别,表面层的硬度较芯部基体增加一倍以上,且由芯部基体到表面的晶粒逐渐细化;机械压磨以及随后的热处理均未造成高氮奥氏体不锈钢表面层单一奥氏体结构的改变,表明该种材料具有良好的结构稳定性;加热温度对高氮奥氏体不锈钢0Cr21Mn17Mo2NbN0.83表面纳米层及过渡层的组织稳定性起决定作用,而保温时间对其影响不大。     

Cr15Mn9Ni1N不锈钢焊接接头的组织及凝固模式

分析了Cr15Mn9Ni1N奥氏体不锈钢钨极氩弧焊接头的组织.结果表明:在靠近熔合线的热影响区,经过高温焊接热循环后析出较多的δ铁素体.大线能量时其范围增大;靠近熔合线焊缝金属的组织为奥氏体胞晶中分布着残留蠕虫状δ铁索体:焊缝中心区域为奥氏体树枝晶中分布着残留骨架状δ铁素体;大线能量接头的熔合线处的组织为奥氏体晶粒上分布侧板条形8铁素体,而小线能量时为奥氏体品粒.分析认为:焊缝金属的凝固模式为δ铁素体先从液相中析出,随后通过固态相变转变为奥氏体,未转变的残留δ铁素体以蠕虫状、骨架形或侧板条的形态分布于奥氏体中.Hammar-Svensson Cr、Ni当量公式适于预测这种钢焊缝金属的凝固模式.     

固溶处理对06Cr23Mn22MoN高氮无镍奥氏体不锈钢耐腐蚀性能的影响

采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱、X射线光电子能谱等研究了固溶处理(固溶温度范围为800～1200℃,保温时间为1 h)对06Cr23Mn22MoN高氮无镍奥氏体不锈钢耐腐蚀性能的影响。结果表明:高氮无镍奥氏体不锈钢耐腐蚀性能主要受第二相、钝化膜及晶粒尺寸的影响;固溶温度由800℃升高到1100℃,随着Cr_2N的逐渐消除,实验钢的耐腐蚀性能逐渐改善;在固溶温度为1100℃时,Cr_2N向表面富集反应生成NH_4~+和NH_3并吸附在钝化膜表面,提高了钝化膜的稳定性,实验钢的耐腐蚀性能最好;当固溶温度高于1100℃时,晶粒长大会降低表面原子活性,形成钝化膜的速度减慢,导致实验钢的耐腐蚀性能降低。     

Cr2N对高氮奥氏体不锈钢腐蚀敏感性的影响

高氮不锈钢的强度高于含碳不锈钢材料，但在６００℃－１０５０℃温度下容易产生Ｃｒ２Ｎ沉淀相。用单电化学势能重激活试验检测７００℃和９００℃温度下高氮低碳奥低体不锈钢因Ｃｒ２Ｎ的析出而产生的腐蚀敏感度，在７００℃时效时，敏感度腐蚀敏感性并不需要富Ｃｒ的碳化物存在。     

节镍型高氮奥氏体不锈钢固溶处理加热过程中的组织演变

对节镍型高氮奥氏体不锈钢进行固溶处理,通过控制加热温度和保温时间,研究高氮奥氏体不锈钢组织的变化规律。结果表明,800℃保温1 h后微观组织中出现混晶,在变形组织的晶界处产生细小的动态再结晶晶粒。在900～1050℃,随温度的升高,再结晶晶粒数量增多,尺寸增大。保温时间的增长会导致晶粒逐渐长大。在1200℃保温,晶粒尺寸从保温0. 5 h时的70μm增长到保温1 h时的117μm,此时晶粒最为均匀。平均晶粒尺寸随时间的变化呈抛物线增长,符合Beck方程:D=105.1t^0.45。并根据试验得到试验钢的最佳热处理方式为1050～1200℃保温1 h。      

00Cr22Ni13Mn5Mo2N奥氏体不锈钢的精轧工艺

为了研究00Cr22Ni13Mn5Mo2N奥氏体不锈钢的精轧工艺,使用Gleeble-3800热模拟试验机模拟00Cr22Ni13Mn5Mo2N奥氏体不锈钢在变形温度为800、850、900、950 ℃,变形量为40%、50%、60%,应变速率为50 s^-1条件下的热压缩变形行为,并对其进行1080、1120、1160 ℃的固溶热处理,观察固溶热处理前后的组织形貌。结果表明:在800~950 ℃热压缩温度下,随变形量增大,再结晶越完全,再结晶平均晶粒尺寸越细小;经固溶处理1 h后,静态再结晶就越充分。在40%~60%变形量下,随热压缩温度升高,再结晶越完全,再结晶平均晶粒尺寸越大。热压缩变形试验钢随固溶处理温度升高,再结晶平均晶粒尺寸越大。00Cr22Ni13Mn5Mo2N奥氏体不锈钢的精轧最佳轧制温度为800 ℃,压缩变形量为60%,固溶温度为1080 ℃。     

固溶时效对节镍型高氮奥氏体不锈钢组织的影响

对热轧态节镍型高氮奥氏体不锈钢进行固溶及时效处理,利用光学显微镜、电子背散射衍射,结合相图系统分析该材料固溶处理及时效后组织变化规律。结果表明,1050 ℃固溶处理后,试验钢基体为奥氏体,存在少量的铁素体,奥氏体晶粒形状偏等轴,晶粒内部存在大量孪晶。时效后,析出相主要为Cr₂N、CrN、Cr₂₃C₆。在时效时间为5 h不变的条件下,温度由650 ℃升高至800 ℃,碳化物及氮化物数量呈现先增长后降低的趋势,在750 ℃时数量最多。而在750 ℃时效5~10 h范围内,随着时效时间的增加,析出相数量变化不大。析出相的析出过程为:先在晶界交叉处析出胞状析出物,随时间的延长,在晶界逐渐析出条状析出物,在晶内开始出现并逐渐长大,最终形成类珠光体的片层状析出。     

ZG0Cr13Ni5Mo马氏体不锈钢模拟焊接HAZ组织与性能

建立ZGOCr13Ni5Mo马氏体不锈钢焊接热影响区(HAZ)CCT图，模拟不同焊接热循环条件下热影响区组织并对其硬度、冲击韧度及金相组织进行研究。结果表明，热影响区只发生A-M相变，相变开始点Ms基本不受冷却速度的影响；随冷却速度的降低，硬度略有下降。与母材相比，模拟热影响区的硬度有较大幅度提高，冲击韧度有较大幅度下降；冷却速度对硬度和冲击韧度影响不大。在模拟多层多道焊接热循环的条件下，层道间的热处理作用不明显，590℃焊后热处理是使热影响区冲击韧度得以恢复的必要途径。     

Cr22Ni13Mn5Mo2N奥氏体不锈钢的热轧工艺

运用Gleeble-3800热模拟试验机研究了00Cr22Ni13Mn5Mo2N奥氏体不锈钢在变形温度为1000～1200 ℃,变形量为50%、60%、70%,应变速率为0.05 s^-1条件下的热压缩变形行为,并观察分析变形后试样组织形貌和经1080 ℃固溶热处理后试样的组织形貌。观察试样固溶热处理前后的组织形貌得到在1000~1150 ℃下进行热压缩变形,随着变形量的增加,动态再结晶越完全;经过固溶热处理后,静态再结晶就越充分。但在1200 ℃时,温度过高,再结晶已完成并且晶粒发生长大。在变形量分别为50%、60%和70%时,随着变形温度的升高,再结晶越完全,经固溶热处理后,再结晶更完全。00Cr22Ni13Mn5Mo2N奥氏体不锈钢热轧最佳轧制温度为1100 ℃,压缩变形量为70%。     

Mn18Cr18N奥氏体不锈钢平衡凝固过程中的相变与析出行为

借助Thermo-calc软件对Mn18Cr18N奥氏体不锈钢所属的Fe-(16~19)Cr-(16~19)Mn-(0.4~0.7)N-(0.04~0.1)C-(0.1~0.4)Si-(0.1~0.4)Ni多元体系在凝固过程中的相变及析出行为进行了研究。采用Thermo-calc中TCFE9数据库对该体系的垂直截面图进行计算,分析了不同组元对凝固和冷却过程中相变的影响,并得到了Mn18Cr18N奥氏体不锈钢的平衡凝固相变路径图。结果表明:C、N、Si和Ni含量的提高可扩大γ奥氏体区,Cr和Mn具有稳定铁素体作用。平衡凝固相变路径与M₂₃C₆相析出温度主要取决于C含量;Cr₂N相析出温度主要取决于N含量;σ相析出温度主要受Cr含量影响。     

Filler metal selection for welding a high nitrogen stainless steel

Cromanite is a high-strength austenitic stainless steel that contains approximately 19% chromium, 10% manganese, and 0.5% nitrogen. It can be welded successfully, but due to the high nitrogen content of the base metal, precautions have to be taken to ensure sound welds with the desired combination of properties. Although no matching filler metals are currently available, Cromanite can be welded using a range of commercially available stainless steel welding consumables. E307 stainless steel, the filler metal currently recommended for joining Cromanite, produces welds with mechanical properties that are generally inferior to those of the base metal. In wear applications, these lower strength welds would probably be acceptable, but in applications where full use is made of the high strength of Cromanite, welds with matching strength levels would be required. In this investigation, two welding consumables, ER2209 (a duplex austenitic-ferritic stainless steel) and 15CrMn (an austenitic-manganese hardfacing wire), were evaluated as substitutes for E307. When used to join Cromanite, 15CrMn produced welds displaying severe nitrogen-induced porosity, and this consumable is therefore not recommended. ER2209, however, outperformed E307, producing sound porosity-free welds with excellent mechanical properties, including high ductility and strength levels exceeding the minimum limits specified for Cromanite.     

2205双相不锈钢与304奥氏体不锈钢的焊接

采用焊条电弧焊(SMAW),以E2209作填充材料对2205双相不锈钢与304奥氏体不锈钢异种金属焊接工艺进行研究,通过优化焊接工艺参数,获得了具有良好力学性能和合适双相比例的焊接接头.接头力学性能测试表明,拉伸试样断裂发生在强度相对较低的304母材侧;2205母材侧热影响区的显微硬度值高于焊缝和2205母材,而304...