过氧化氢环境下1Cr18Ni9Ti不锈钢与不同陶瓷配副的摩擦学行为（英文）

研究了ZrO_2,Si_3N_4和SiC 3种陶瓷配副对1Cr18Ni9Ti不锈钢在90%的H_2O_2溶液中摩擦学性能的影响。结果表明,1Cr18Ni9Ti不锈钢在该环境下的摩擦学性能受配副的影响明显。与ZrO_2对磨,发生了粘着行为,导致了大的摩擦系数(0.17~0.27)和最高的1Cr18Ni9Ti不锈钢磨损量。与SiC对磨,发生了氧化和水解反应,形成的胶体膜起到了润滑作用,导致了小的摩擦系数(0.035)和最低的1Cr18Ni9Ti不锈钢磨损量。粘着行为和水解反应均发生于1Cr18Ni9Ti/Si_3N_4的磨损过程中,粘着与保护膜的耦合,导致了复杂的摩擦系数。对于配副,ZrO_2的磨损体积最大,SiC最小,Si_3N_4表面有粘着层,因此磨损体积介于上述2种陶瓷之间。     

金属和陶瓷配副件条件下TiN薄膜的摩擦学特性

多弧离子镀TiN薄膜具有广泛的应用.采用多弧离子镀技术在不锈钢衬底表面沉积了TiN薄膜.用显微硬度计测试了TiN薄膜的硬度,用往复球-盘式摩擦磨损试验机评价了在GCr15和Si3N4两种不同配副件及空气中干摩擦条件下TiN薄膜的摩擦学性能,用表面轮廓仪测试了磨痕处的磨痕轮廓,用配有能谱仪(EDS)的扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)观察和测试了磨痕形貌和磨痕处主要化学元素组成,用金相显微镜观察了配副件磨损表面形貌.结果表明:在不同配副件条件下,TiN薄膜的摩擦因数随速度和载荷的增加均出现了降低的趋势.而在相同速度和载荷下,以GCr15为配副件时TiN薄膜的摩擦因数小于以Si3N4为配副件时的摩擦因数.以Si3N4为配副件时TiN薄膜主要表现为磨粒磨损.以GCr15为配副件时TiN薄膜几乎没有磨损,而配副件GCr15主要表现为磨粒与粘着磨损.     

1Cr18Ni9Ti与1Cr13不锈钢的焊接试验

通过钨极氩弧焊方法,对 1Cr18Ni9Ti 与 1Cr13 实施焊接.采用光学显微镜、扫描电镜对 1Cr13 马氏体型与 1Cr18Ni9Ti 奥氏体型不锈钢焊接接头进行金相组织、断口形貌观察及分析;利用显微硬度计、电子万能拉伸机测量焊接接头的力学性能;并通过海水模拟溶液浸泡试验,测量焊接接头极化曲线和交流阻抗谱.结果表明,通过手工钨极氩弧焊,采用直流正接接法,在合适的工艺下(焊接电流为 80 A,焊接速度为 110 mm/min),能够获得外观平整、组织均匀,力学性能与电化学性能符合要求的焊接接头.

Abstract：

The stainless steels of 1Cr18Ni9Ti and 1Cr13 were welded through deterministic craft by tungsten inert-gas (TIG) welding. The microstructure and fracture pattern of weld joints of 1Cr13martensite and 1Cr18Ni9Ti austenite stainless steels were observed and analyzed by means of LOM and SEM, the mechanical properties of the weld joints were measured with micro-hardness tester and electronic universal stretcher, and the polarization curves and AC impedance spectroscopy of weld joints were tested by seawater immersion test of simulation solution. The results show that adopting manual TIG welding through electrode negative to direct current soldering machine to weld 1Cr18Ni9Ti austenite stainless steel and 1Cr13 martensite stainless steel is feasible; under suitable process (welding current is 80 A, welding speed is 110 mm/min), weld joints can obtain good appearance and uniform structure; mechanical properties and galvano-chemistry properties can meet use requirements.     

1Cr18Ni9Ti不锈钢的锻造

介绍了1Cr18Ni9Ti不锈钢的特性、锻造工艺特点和热处理规范。     

1Cr18Ni9Ti连续驱动摩擦焊摩擦行为初步研究

在原有工艺资料的基础上对1Cr18Ni9Ti进行连续驱动摩擦试验,利用扫描电镜观察在不同摩擦速度下摩擦表面形貌,并测量其摩擦力矩变化,从而对其摩擦界面的摩擦行为和热塑性流动层氧化物的流动排除过程进行了分析.结果表明,当摩擦压力为450N、摩擦速度为1000 r/min时,摩擦界面能达到稳定的热塑性流动状态,摩擦力矩最大,但波动不大,且界面塑性流动层排除氧化膜碎片的能力最强;摩擦速度过大或过小都不利于破碎的氧化膜的排除.     

不锈钢1Cr18Ni9Ti切屑形态研究

选择3种不同材料的优质刀具,设计不同的切削条件,对不锈钢1Cr18Ni9Ti进行切屑形态的实验,结果表明:影响1Cr18Ni9Ti切屑形态的主要因素是刀具材料,复合陶瓷刀具具有良好的高温性能,切削状态良好,是生产中最佳刀具选择。     

预冷轧对1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢力学性能的影响

研究了1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢经不同变形量预冷轧后的各种力学性能。结果表明:该钢具有很强的加工硬化能力,冷变形使钢的各种强度性能、弹性变形能力和疲劳性能大大提高。当冷变形量达60%后,弹性极限及最大弹性应变分别是未变形时的4.6和4倍,弹性变形能力增加了17倍;屈服强度和抗拉强度分别是未变形时的4.5和2倍;而疲劳断裂应力则分别由1×104次循环的560/56MPa提高到960/96MPa(提高1.7倍)和由1×105次循环的530/53MPa提高到860/86MPa(提高1.5倍)。60%冷轧制后伸长率为5.05%,仍保持一定的塑性。     

1Cr18不锈钢的摩擦电化学行为

采用往复式摩擦电化学试验装置,研究了1Cr18不锈钢在0.2mol/LH2SO4溶液中的摩擦电化学行为.结果表明:摩擦作用不改变1Cr18不锈钢在0.2mol/LH2SO4溶液中的电化学行为,仅增加了1Cr18不锈钢在0.2mol/LH2SO4溶液中的腐蚀流失;在一般腐蚀环境中可以使用的阳极保护法,在摩擦条件下就不宜应用.     

1Cr13与1Cr18Ni9Ti不锈钢焊接接头组织及性能研究

通过钨极氩弧焊方法,在一定工艺条件下对1Cr18Ni9Ti与1Cr13实施焊接,并采用LOM、SEM对1Cr13马氏体型与1Cr18Ni9Ti奥氏体型不锈钢焊接接头进行金相组织、断口形貌观察及分析,利用显微硬度计、电子万能拉伸机测量了焊接接头的力学性能.结果表明,通过手工钨极氩弧焊,采用直流正接法(焊接电流为80 A,焊接速度为110 mm/min)能够获得外观平整、组织均匀,力学性能满足要求的焊接接头.     

Microstructure and vacuum tribological properties of 1Cr18Ni9Ti steel with combined surface treatments

A sulfide film was fabricated on the nanocrystalline layer of 1Cr18Ni9Ti stainless steel by a two-step method of supersonic fine particles bombarding (SFPB) and low temperature ion sulfurization treatments. The microstructure and mechanical properties of the nanocrystallized surface and the sulfide film were characterized by X-ray diffraction, transmission electron microscopy, scanning electron microscopy (equipped with EDS), augur energy spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscope, and nano-indenter. The tribological behaviour of the treated (after SFPB and sulfurizing treatments) 1Cr18Ni9Ti steel in vacuum was investigated on a ball-on-disk tribometer. The results showed that, randomly oriented equiaxial nanograins with the mean grain size less than 30 nm were formed in the top surface layer of the SFPB treated sample, and a compact and uniform sulfide film mainly composed of FeS was obtained after the succedent sulfurizing treatment. Compared to the original 1Cr18Ni9Ti steel, the treated surface revealed lower friction coefficient and better wear resistance in vacuum, and the variation of tribological properties with atmospheric pressure of the treated samples was not significant. The dominant wear mechanisms of the treated 1Cr18Ni9Ti in vacuum were abrasive wear and fatigue wear.     

1Cr18Ni9Ti不锈钢焊接熔池的组织模拟

运用晶界演化Grain boundary evolution模型,利用PHOENICS软件计算在不同焊接参数下1Cr18Ni9Ti不锈钢TIG焊接温度场,采用VB语言编制程序模拟了焊缝中柱状晶的生长。结果表明,熔池形状和尺寸影响了柱状晶的生长方向,熔池长宽比越大,晶粒的生长方向越垂直于焊缝中心,晶粒短而直;长宽比越小,熔池形状越接近圆形,晶粒的弯曲程度越大,晶粒长而弯。Grain boundary evolution模型能准确地模拟不锈钢焊缝中柱状晶的生长形态,与试验结果中的柱状晶的生长形态吻合较好。     

1Cr18Ni9Ti和12Cr1MoVG的异种钢焊接

选用ENiCrFe-3型焊条,采用合理的焊接工艺,进行了奥氏体不锈钢和珠光体钢的现场焊接.     

1Cr18Ni9Ti薄壁不锈钢管断裂失效分析

对1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢焊接接头进行SEM、显微组织观察分析和晶间腐蚀倾向分析,研究焊接工艺对奥氏体不锈钢的影响及其发生腐蚀的原因.试验结果表明:断口为脆性断口,主要由"氢脆"和 "疲劳"引起;焊接过程中1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢由于经受高温,在晶界组织中形成了贫铬区,使得焊接接头的耐蚀性大大下降,产生晶间腐蚀.     

1Cr18Ni9Ti冷轧不锈钢管表面白斑形成原因分析

采用冷轧工艺生产的1Cr18Ni9Ti不锈钢管内表面出现了大量白色斑点状缺陷,导致产品不能正常出厂交付。为确定白色斑点形成原因,使用扫描电子显微镜+能谱仪、金相显微镜、激光诱导击穿光谱仪,对该批钢管表面形貌、金相组织、晶粒度和微区成分进行了分析检验。结果表明：钢管内外表面都出现了表面增碳现象,内表面上的白斑缺陷区增碳最为严重,酸洗钝化时出现了严重的晶间腐蚀,表层晶粒大量剥落,使局部表面粗糙度变差,形成白斑缺陷。钢管表面除油脱脂不彻底使热处理过程中出现表面增碳是导致出现白斑缺陷的主要原因。     

ZG1Cr18Ni9奥氏体不锈钢的渗硼

对ZG1Cr18Ni9奥氏体不锈钢进行了渗硼处理,渗硼剂采用含双活化剂(氟硼酸钾和氯化铵)的粉末渗硼剂:碳化硼+碳粉+碳化硅+氟硼酸钾+氯化铵,渗硼温度为950 ℃,渗硼时间为7 h.在金相显微镜下观察渗层组织致密,齿型平坦,并测得渗层的厚度为38～42 μm;经X射线衍射分析以及扫描电镜观察表明,渗层主要由FeB相组成,在过渡区有明显的增铬现象,说明硼化物层有一定的排铬作用.利用显微硬度计测得渗后形成的硼化物层的硬度可达2000 HV0.1.沿硼化物-过渡区-基体方向,硬度值呈逐渐下降趋势.渗层的脆性较小,脆性级别为2级.ZG1Cr18Ni9奥氏体不锈钢通过含双催渗剂的渗硼剂渗硼,组织均匀且与基体结合紧密,硬度明显提高.     

1Cr18Ni9Ti不锈钢表面纳米化及力学性能

借助X射线衍射仪、透射电镜对1Cr18Ni9Ti不锈钢在超音速微粒轰击(SFPB)形变热处理过程中的纳米晶组织演化进行表征。研究结果表明,通过SFPB处理,1Cr18Ni9Ti钢表面获得了纳米组织,晶粒尺寸随着距表面距离的增加而增大,直至与基体粗晶相同;经SFPB处理30min后,表面晶粒尺寸趋于稳定,形成平均晶粒尺寸约16nm的随机取向的等轴状纳米晶。随着SFPB时间的增加,显微硬度显著增大,而试样的抗拉强度和屈服强度先升后降,延伸率降低;表面纳米化后拉伸试样断口为韧窝-微孔聚集型断裂,韧窝形成微孔,微孔相连而产生断裂。     

Study on wear resistant cast B-containing 1Cr18Ni9Ti stainless steel

The developed 1Cr18Ni9Ti austenitic stainless steel containing 1.63 wt.%B have been characterized by X-ray diffraction (XRD), electron probe microanalyzer (EPMA), optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and Vickers microhardness measurement. The microstructural evolution and property of high boron stainless steel after solution treatment at the temperature of 1050℃ are also investigated. The results show that the main compositions of borides are Fe, Cr and B, and with small amount of Ni, Mn and C elements. Silicon is insoluble in the borides. The hardness of borides is over 1,500 HV. It has been found that borides do not decompose during solution treatment, but part of borides dissolves into the matrix. The effect of increasing the solubility of boron element in the austenitic matrix favours the hardness enhancement by 8.54%. High boron stainless steel has excellent wear resistance in corrosive environment. Lifetime of transfer pipe made of high boron-containing stainless steel is 1.5-1.8 times longer than that of boron-free 1Cr18Ni9Ti stainless steel.     

5005铝合金与1Cr18Ni9Ti的真空钎焊分析

采用Al-Si-Mg钎料成功实现了5005铝合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢的真空钎焊,借助扫描电镜、能谱分析仪和X射线衍射仪对焊后接头界面组织进行分析,同时对接头抗剪强度进行测试.结果表明,焊后接头界面结构从1Cr18Ni9Ti不锈钢侧到5005铝合金侧的界面组织依次为FeAl,FeAl₃,Fe_mAl_n+αAl.随着钎焊温度的升高或保温时间的延长,接头抗剪强度均呈现先升高后降低的变化趋势.当钎焊温度为580℃,保温时间为15 min时,接头抗剪强度达到最大值49 MPa.接头断裂形式受钎焊温度的影响,当钎焊温度较低时,接头断裂于铝合金侧氧化膜层及Fe_mAl_n+αAl反应层;温度升高至580℃时,接头断裂于Fe_mAl_n+αAl反应层中,接头抗剪强度最高.     

0Cr18Ni9Ti不锈钢表面渗锆改性层的低温预氧化行为

对不锈钢基材、经渗锆处理及渗碳处理后的试样,在620 ℃静态空气中低温预氧化6 h的氧化行为进行研究。结果表明：预氧化后,不锈钢基材表面主要形成FeCr_0.29Ni_0.16C_0.06、Fe_0.64Ni_0.36、Fe₂O₃,出现较多深而宽的裂纹;渗Zr试样低温预氧化后表面主要为Fe₂O₃、ZrO₂,试样表面致密、没有出现大的裂纹;渗Zr+渗C试样,低温预氧化后表面生成物主要为ZrO₂,较渗Zr后更为致密,表面光滑且无孔洞与裂纹,基体与改性层结合牢固,抗高温氧化性能大为改善,试样表面的硬度约为2580 HV0.05,且由表及里试样硬度值呈梯度降低平缓。