奥氏体不锈钢Cr18Ni3Mn11Cu3NbN高温抗氧化性能

采用称重法测得了奥氏体不锈钢Cr18Ni3Mn11Cu3NbN在不同温度下的高温氧化动力学曲线,结果表明,该钢在700℃和800℃的氧化曲线遵循抛物线氧化规律,根据平均氧化速度的评级标准,在此温度下钢＂完全抗氧化＂。利用扫描电镜、X射线衍射的方法对氧化膜表面的形貌及结构进行了研究,发现该钢700℃氧化膜致密完整,主要由Mn2O3、MnFe2O4（尖晶石结构）和Cr的氧化物组成;800℃氧化膜出现脱落,主要由Mn2 O3、MnFe2 O4（尖晶石结构）、Cr的氧化物和Fe的氧化物组成;900℃氧化膜脱落严重,主要由Mn2O3、Fe2O3、尖晶石结构的MnFe2O4组成。     

新型奥氏体不锈钢Super304H焊接工艺评定

Super304H是奥氏体锅炉用钢,针对Super304H钢的焊接特点,采用全程根部充氩的手工钨极氩弧焊、Thermanit 617焊丝、110～120A的焊接电流、100～150℃的道间温度的焊接工艺进行试板焊接.试验结果证明,该工艺可保证Super304H钢焊接接头的综合力学性能符合要求.     

奥氏体耐热不锈钢310S的抗高温氧化性能研究

采用增重法研究了奥氏体耐热不锈钢310S在700、900和1 000℃空气中高温氧化动力学,并结合X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)等手段,对氧化膜的形貌和组成进行了分析.结果发现,700℃时氧化速率比较稳定且氧化增重较小,其余温度下氧化增重较大且遵循抛物线规律.该钢中Cr在高温时容易形成FeO·Cr2O3、FeO·Fe2O3和尖晶石结构(FeCr2O4,NiCr2O4)等保护性氧化膜,是310S钢具有良好的抗高温氧化性能的重要原因.     

304奥氏体不锈钢的同温拉伸行为和形变组织研究

利用金相显微镜、SEM、拉伸试验机研究铸态304奥氏体不锈钢在高温下的力学性能和变形组织特征.结果表明,随着温度的升高,304不锈钢的强度在300～950℃迅速下降,950～1250℃下降变缓;延伸率在950℃时达到最大,为86.28％;断面收缩率在950℃时最大,为94.45％.同时对304不锈钢高温拉伸试样断口进行了宏观和微观形貌观察,并探讨了断口形貌的成因及影响材料塑、韧性的因素.     

650 ℃时效Super 304H耐热钢的显微结构与高温拉伸性能

研究了650 ℃不同时间时效Super 304H钢的显微组织及高温拉伸力学性能特征,探讨其高温拉伸断裂机制.结果表明:高温时效Super 304H钢中析出ε富铜相、Nb(C,N)和M7C3等析出相颗粒.时效初期,M7C3相优先在晶界析出,Super 304H高温强度显著提高,但塑性快速下降.在时效300 ～500 h时,由于M7C3相逐渐粗化,其高温强度及塑性下降较快.继续时效导致细小ε富铜相和Nb(C,N)相在奥氏体晶内持续析出、弥散分布,其高温强度及塑性逐渐稳定.时效态Super 304H钢高温拉伸断裂呈剪切断特征.采用应力三轴度理论解释了650 ℃时效Super 304H钢的高温拉伸变形行为及拉伸断裂机制.     

309SMOD奥氏体耐热不锈钢的高温氧化行为

采用增重法分析了309SMOD奥氏体不锈钢板材在不同温度下的氧化行为,获得了该钢高温氧化的抛物线动力学曲线,利用SEM、EDS及XRD对氧化物的形貌和物相进行了分析。结果表明,800 ℃氧化物形貌为板状和块状,900 ℃、1000 ℃的氧化物主要为尖晶石颗粒。309SMOD奥氏体不锈钢表面由于高温氧化生成具有3层结构的混合氧化物膜,最外层结构为MnCr₂O₄和FeCr₂O₄,次外层结构的氧化物为Cr₂O₃,最内层结构的氧化物为SiO₂,这种结构的氧化膜使得309SMOD奥氏体不锈钢具有良好的抗高温氧化性能。     

304奥氏体不锈钢摩擦学实验研究

针对304奥氏体不锈钢的摩擦性能进行研究。采用洛高温真空硬度计测它在不同温度下的硬度变化,使用万能摩擦试验机,将不同材料的钢球(304球、316球、GCr15球、陶瓷球)分别与304奥氏体不锈钢盘组成摩擦副,进行球盘式摩擦实验,并利用三维形貌仪对盘的摩擦表面进行观测;最后使用高温摩擦磨损试验机研究高温情况下的球盘摩擦性能。实验结果表明:在干摩擦条件下,304不锈钢的耐磨性能弱于316钢、GCr15钢、陶瓷;随着温度的升高,304不锈钢内部组织变软,摩擦因数逐渐下降;同时在摩擦过程中发现试样之间的黏着现象随温度增加逐渐严重,这也符合摩擦因数的变化趋势。     

Super304H钢和TP304H钢晶间腐蚀敏感性研究

利用电化学动电位再活化法(EPR)测试了Super304H钢和TP304H钢的晶间腐蚀敏感性.结果表明,Super304H钢和TP304H钢的再活化率在同一个数量级上.Super304H钢和TP304H钢组织中都没有明显的Cr23C6析出相,所以未出现明显的基体贫铬现象,因此二者具有优良的耐晶间腐蚀性能.     

奥氏体耐热不锈钢310S的抗高温氧化性能研究

采用增重法研究了奥氏体耐热不锈钢310S在700、900和1000℃空气中高温氧化动力学,并结合X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)等手段,对氧化膜的形貌和组成进行了分析。结果发现,700℃时氧化速率比较稳定且氧化增重较小,其余温度下氧化增重较大且遵循抛物线规律。该钢中Cr在高温时容易形成FeO·Cr2O3、FeO·Fe2O3和尖晶石结构(FeCr2O4,NiCr2O4)等保护性氧化膜,是310S钢具有良好的抗高温氧化性能的重要原因。     

Super304H奥氏体耐热钢摩擦焊焊接接头持久强度研究

利用"等温线法"对Super304H奥氏体耐热钢摩擦焊焊接接头625℃持久强度试验数据进行外推,表明焊接接头在超超临界机组工作环境下服役是安全可靠的。结果表明,高应力条件,试样断口主要为韧窝断裂,以穿晶断裂为主;低应力条件,试样断口主要为解离断裂,以蠕变断裂为主;蠕变断裂是以孔洞和微裂纹的形核与长大为基础。析出相沉淀强化是Super304H奥氏体耐热钢焊接接头的主要强化手段。     

Influence of high temperature softening and solid solution on intergranular corrosion susceptibility of Super304H stainless steel

Thermos-mechanical processes were investigated to suppress the high intergranular corrosion sensitivity of Super304H austenitic stainless steel. The microstructure and grain boundary character distribution were characterised, respectively, by scanning electron microscope and electron backscatter diffraction analysis. The degree of sensitisation (DOS) was evaluated by the double-loop electrochemical polarisation reactivation test. The results show that the bulk primary Nb(C,N) particles were dissolved more into the matrix after high temperature softening at 1300°C for more than 30 min and the special boundaries (∑ ≤ 29) maintained at the same level as the as-received state after solid solution at 1150°C. The DOS was decreased after high-temperature softening and solid solution treatments, which was attributed mainly to the dissolution of primary bulk Nb(C,N) phase during high-temperature softening and the dispersive precipitation of the secondary fine Nb(C,N) phase during solid solution, which had effectively consumed carbon.     

一种含铝奥氏体不锈钢的高温氧化行为

采用称量法研究了新型Cr21Ni35NbAl合金分别在700 ℃、800 ℃和900 ℃空气中的静态氧化行为,并绘制其高温氧化动力学质量增加曲线。结合X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）及能谱分析（EDS）对高温氧化膜层的形貌及结构进行表征。结果表明：新合金的高温氧化动力学质量增加曲线遵循抛物线规律,700 ℃氧化膜主要为(Fe0.6Cr0.4)2O3和少量Al2O3;800 ℃氧化膜较为复杂,主要为Al2O3、(Al0.9Cr0.1)2O3和少量Fe(Cr, Al)2O4;900 ℃时氧化膜主要为Al2O3和少量(Al0.9Cr0.1)2O3。     

含铝奥氏体耐热钢的高温氧化性能

以Fe-18Cr-30Ni为基础,添加不同含量的Al设计了4组新型奥氏体耐热钢。利用氧化质量增加法研究了4组新型奥氏体耐热钢在700、800和900 ℃下空气中的氧化行为,绘制了氧化动力学质量增加曲线,并利用XRD、SEM和EDS对氧化膜的表面形貌及结构进行了表征。结果表明,1～3号钢在900 ℃时均形成了较为致密的Al2O3内层氧化膜,合金表面生成的复合氧化膜由内到外依次为 Al2O3、(Al0.9Cr0.1)2O3、尖晶石氧化物Fe(Cr, Al)2O4;1号钢氧化过程中还形成了富（Cr, Fe）的混合氧化物,降低了Al2O3氧化膜的连续性;4号钢900 ℃并没有形成致密的Al2O3内层氧化膜,生成的复合氧化膜由内到外依次为 (Al0.9Cr0.1)2O3、尖晶石氧化物Fe(Cr, Al)2O4。     

温度对Super304H焊缝金属再热裂纹敏感性的影响

Super304H奥氏体不锈钢是超超临界火电机组中过热器与再热器管的重要材料,在高温长期服役条件下,管道焊接接头的装配处易产生再热裂纹。本文使用预压缩CT试样的方法系统的研究了温度对Super304H奥氏体不锈钢焊缝金属再热裂纹敏感性的影响。结果表明,650 ℃试验温度下的焊缝金属产生裂纹所需的时间比600 ℃试验温度下的焊缝金属所需要的时间更短,具有更高的再热裂纹敏感性。导致该现象的主要原因在于650 ℃试验温度下晶界强度随时间衰减更快,应力松弛速率更高,而不同温度下晶内强化差异带来的影响较小。     

时效温度对Super304H钢析出相的影响

利用扫描电子显微镜、电子探针、X射线衍射和透射电镜研究了新型奥氏体耐热钢Super304H在高温时效条件下析出相的变化.结果表明,Super304H钢经700～1250℃时效后,组织中出现4种析出相:Nb(C,N)、富Cu相、M_(23)C_6和NbCrN.随时效温度的不同,析出相发生析出或溶解的变化,同时它们的形态、分布和数量随温度变化呈现出不同的变化规律,其中M23C6在700～900℃主要沿晶界析出,这将会降低钢的高温蠕变强度及抗晶间腐蚀性能.     

温度对AISI304奥氏体不锈钢离子渗氮的影响

对AISI304奥氏体不锈钢进行脉冲电流辉光离子渗氮处理,在不同处理温度(480 ℃、520 ℃、580 ℃)下渗氮8 h后,获得了一定厚度的渗氮层.通过对渗层进行金相分析和硬度测试表明,随着渗氮温度升高,渗层厚度增大,显微硬度先增大后减小.综合温度对渗层厚度与显微硬度的影响,AISI304奥氏体不锈钢卡套辉光离子渗氮温度可采用520 ℃,渗氮后渗层厚度为90 μm,显微硬度为1317 HV0.1.     

0Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢热浸镀铝层的抗高温氧化性能

通过SEM、EDS、XRD分析了0Cr18Ni9Ti钢热浸镀铝层在1000℃氧化180 h后的组织变化情况,以及高温抗氧化性能与微观结构的关系.结果表明,热浸镀铝层的高温氧化动力学曲线符合抛物线规律,其抗高温氧化性能明显优于未浸镀件.在1000 ℃氧化180 h试验表明,镀层由Al和FeAl2相转变为β-NiAl相和FeAl相,以及很少量的β-Al2O3相.在高温氧化过程中,真正起到抗高温氧化作用的是扩散层中的金属间化合物FeAl相和β-NiAl相,B-Al2O3氧化膜主要起抑制氧进入的作用.     

Plasma nitriding of AISI 304 austenitic stainless steel with pre-shot peening

AISI 304 austenitic stainless steel was plasma nitrided at the temperature ranging from 410 to 520 °C with pre-shot peening. The structural phases, micro-hardness and electrochemical behavior of the nitrided layer were investigated by optical microscopy, X-ray diffraction, micro-hardness testing and anodic polarization testing. The effects of shot peening on the nitride formation, nitride layer growth and corrosion properties were discussed. The results showed that shot peening enhanced the nitrogen diffusion rate and led to a twice thicker nitrided layer than the un-shot peening samples under the same plasma nitriding conditions (410 °C, 4 h). The nitrided layer was composed of single nitrogen expanded austenite (S-phase) when nitriding below 480 °C, which had combined improvement in hardness and corrosion resistance.