敏化处理温度对高氮奥氏体不锈钢显微组织和腐蚀性能的影响

利用OM、SEM及Cu-H_2SO_4-CuSO_4腐蚀试验方法、双环电化学动电位活化法和电化学阻抗谱,研究了不同敏化温度对高氮奥氏体不锈钢显微组织特征和晶间腐蚀的影响。结果表明:敏化处理后试样的显微组织为奥氏体,晶界上有析出物;不同敏化温度奥氏体不锈钢的腐蚀敏感性不同,经过相同条件的固溶处理,800℃敏化处理6 h的试样耐腐蚀性能较差,此高氮奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感温度约为800℃。     

固溶处理温度对高硅锰铬镍奥氏体不锈钢晶间腐蚀的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)等对不同温度下固溶处理高硅锰奥氏体不锈钢(UNS S21800钢)的晶间腐蚀进行了研究,分析了固溶处理和固溶+敏化处理两种工艺下进行晶间腐蚀试验后试样的组织形貌及晶间腐蚀倾向。研究结果表明:固溶处理后进行晶间腐蚀的试样中,表面均未发现裂纹,900℃固溶处理试样其晶界处存在较多的第二相,在950℃时第二相颗粒数量明显减少,当温度达到1200℃时,晶界附近已难以观测到第二相颗粒;经固溶处理+675℃敏化处理后进行晶间腐蚀试验的试样中,900℃固溶处理试样表面观测到有晶间裂纹存在,而固溶温度在950℃及其以上温度的试样未出现晶间裂纹。形成晶间裂纹原因是由于900℃固溶处理试样经过敏化处理后晶界处析出了更多的球状和长条状的富Cr碳化物,使得晶界附近区域形成了贫铬区,发生了晶间腐蚀;而950～1200℃固溶处理+敏化处理试样由于在固溶过程中第二相已大量溶入基体,虽然在敏化过程有部分析出,但不足以形成贫铬区,因此在该温度区间内难以发生晶间腐蚀行为。     

Al添加量对Fe-22Cr-25Ni奥氏体耐热钢析出和力学性能的影响

利用光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)配合能谱仪(EDS)分析了添加1.5%、2.5%和3.5%(质量分数)Al的Fe-22Cr-25Ni奥氏体耐热钢在750℃时效不同时间后的显微组织和析出相变化规律,并对比分析了时效处理对拉伸性能的影响。结果表明:含铝奥氏体耐热钢固溶处理后的组织由奥氏体与微量细小的NbC相组成。铝含量对奥氏体耐热钢析出相稳定性影响较大,含铝奥氏体耐热钢在750℃时效后析出相主要为以δ铁素体相、σ相和NbC相为主。添加1.5%Al试样时效后晶界析出δ相,晶内析出NbC相。当铝含量达到2.5%和3.5%时,时效后δ铁素体相开始在晶内析出,晶界处δ相随时效延长部分转变为σ相,且析出相数量随着Al含量增加呈上升趋势。时效处理后耐热钢的抗拉强度明显高于固溶处理试样,而伸长率却显著降低,尤其时效时间为72 h试样,这与晶界上呈网状分布的σ相相关;同时耐热钢的强度随着Al含量的增加不断提高,塑性不断降低。耐热钢的硬度的变化规律与强度的变化规律一致。综上所述,1.5%Al试样其脆性相最少,拥有最佳的力学性能。     

敏化处理对Incoloy028合金组织结构的影响

制备了不同敏化条件下的Incoloy028合金试样,采用金相显微镜、X射线衍射仪、能谱仪、扫描电镜等对试样进行测试,分析了敏化温度和敏化时间对试样析出相的数量、结构、分布、形态、成分的影响;并利用10%的草酸电解试样,分析合金析出相对Incoloy028合金耐腐蚀性的影响。结果表明,Incoloy028合金在800~1 000℃条件下敏化处理时的第二相析出数量较多,在700℃左右时析出相较少;同一敏化温度,随着敏化时间的延长,合金中析出相的量逐渐增加,析出相中Cr、Mo元素含量高,Fe、Ni低,这是造成028合金耐腐蚀能力下降的主要原因。     

敏化处理对含氮奥氏体不锈钢抗腐蚀性能的影响

通过对含氮奥氏体不锈钢进行晶间腐蚀和硫酸-硫酸铁法腐蚀试验,对不同温度敏化处理和不同含氮量试样进行了耐腐蚀性能研究。结果显示:750℃敏化处理使低氮奥氏体不锈钢中有Cr(C,N)相析出,导致奥氏体稳定性降低,从而诱导δ相的析出。900℃敏化处理时,低氮和高氮奥氏体不锈钢中的析出物比例急剧增加,低氮奥氏体不锈钢析出物呈片状Cr_2N析出,导致晶间惰性元素贫化,使表面组织破坏最严重。     

固溶处理对J3钢组织与性能的影响

研究了不同热处理制度对J3系列奥氏体不锈钢组织和力学性能的影响。结果表明:随着固溶温度的升高,J3钢的强度以及断后伸长率先增加后下降;而随着保温时间的增加,J3钢的强度、硬度值和屈强比均下降,断后伸长率提高。J3钢最佳固溶处理方式为1050℃×90 min。J3钢经1050℃×30 min固溶处理后,第二相的析出以及铜元素在晶界的偏聚弱化了晶间结合力,出现沿晶断裂。保温时间增加后,J3钢会呈现明显的韧性断裂,明显提高。J3钢的敏感析出温度为800℃,此时晶界最粗,并有颗粒状析出相在晶界析出,延长敏化处理时间后,析出相布满整个晶界。     

时效处理时间对UNS S32304双相不锈钢组织和晶间腐蚀敏感性的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪考察了时效处理时间对固溶态与轧制态UNS S32304不锈钢组织和耐晶间腐蚀性能的影响；通过双循环动电位再活化试验和草酸腐蚀试验分别评估了经不同时间时效处理后，不同状态试样的晶间腐蚀敏感性。结果表明：时效0.5 h时固溶态试样未发现二次相，轧制态试样有二次奥氏体在铁素体内优先析出；时效4 h,固溶态试样相界处析出圆粒状M₂₃C₆和小颗粒状二次奥氏体，而轧制态试样只有锯齿状二次奥氏体沿相界析出。继续延长时效时间，两种试样的锯齿状二次奥氏体皆变得宽大且向铁素体内延伸，且时效处理时间相同时，轧制态试样中二次相的析出数量比固溶态的多；此外，延长时间还会使得固溶态和轧制态试样的晶间腐蚀敏化系数增大，且后者的敏化系数比前者大，耐蚀性不如前者。     

核反应堆堆内构件用304H奥氏体不锈钢敏化非腐蚀条件下的性能研究

介绍了压水型反应堆堆内构件常用的各种奥氏体不锈钢牌号,包括化学成分和力学性能差异。结合压水型反应堆堆内构件用材料的性能要求,分析了304H奥氏体不锈钢在敏化条件下的碳化铬Cr_(23)C_6在晶界的析出形态以及各种腐蚀介质对304H不锈钢性能的影响。研究了304H不锈钢在敏化非腐蚀条件下的力学性能。结果表明,敏化后的304H不锈钢,力学性能有一定程度的下降。     

高氮低镍奥氏体不锈钢的力学性能及析出相

通过对高氮低镍奥氏体不锈钢(0Cr25Ni2Mn17Mo1NbN)进行1100℃固溶处理,水冷,利用万能拉伸试验机测试其力学性能并和316L奥氏体不锈钢进行对比。将高氮低镍奥氏体不锈钢在不同温度(700、750、800℃)时效2 h,利用光学显微镜和洛氏硬度计,观察不同温度下时效2 h试验钢的析出状况和试验钢的硬度,利用扫描电镜、透射电镜来观察和分析试验钢800℃析出物的形貌及种类。试验结果表明,高氮低镍奥氏体不锈钢在1100℃固溶处理后有良好的力学性能,高氮低镍奥氏体不锈钢在800℃大量析出相为σ相,其次是Cr2N,伴有少量Cr23C6析出,还有微量Nb(C,N)析出。析出相形态有胞状、短棒状和片状布满整个基体。试验钢时效后的硬度值要比时效前(固溶态)的硬度值高,且试样随时效温度升高其硬度值呈现上升趋势。     

轧制温度对AZ61镁合金组织和力学性能的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、万能试验机等研究了320～410℃不同轧制温度对AZ61镁合金显微组织与力学性能的影响。结果表明:AZ61镁合金经不同温度轧制后,晶粒内部均有大量孪晶出现。随着轧制温度的升高,AZ61镁合金晶粒先增大后减小,320℃轧制的合金晶粒尺寸最小,并有大量第二相在晶界处析出。与挤压态试样相比,经过不同温度轧制后,试样的抗拉强度均提高,伸长率均降低。320℃轧制的合金试样的抗拉强度达到385 MPa,伸长率为15.2%,综合力学性能最佳。     

铌微合金化高强塑积冷轧DP780钢的I&Q&P工艺

基于亚稳奥氏体形变诱导相变理论,在实验室采用盐浴炉对800 MPa级冷轧双相钢DP780的I&Q&P(临界退火与淬火配分)工艺进行了探讨,并采用光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机与XRD对不同工艺下试验钢的组织性能进行了研究。结果表明,在I&Q&P工艺试验条件下,试验钢的显微组织由铁素体、马氏体与残留奥氏体组成;830 ℃退火时铁素体晶粒尺寸以＞5 μm为主,860 ℃退火下其晶粒尺寸以＜5 μm为主。830 ℃退火时试验钢的力学性能随淬火温度的变化波动较大,860 ℃退火时试验钢的力学性能随淬火温度的变化波动较小。860 ℃退火+260 ℃淬火时,试验钢的综合力学性能最佳,其抗拉强度、伸长率与强塑积分别为802 MPa、26.8%与21.5 GPa·%,钢中残留奥氏体含量高达13.89%。     

淬火温度对低合金耐蚀27CrMo48VNb钢油井管组织的影响

通过系列温度淬火试验对低合金耐蚀27CrMo48VNb钢油井管进行热处理,并采用光学显微镜和透射电镜对不同温度淬火后组织、原奥氏体晶粒以及析出相进行了观察,研究了淬火温度对试验钢组织、晶粒尺寸和析出相的影响。结果表明,试验钢淬火后形成了马氏体组织。随着淬火温度升高,淬火后马氏体组织和原奥氏体晶粒尺寸逐渐增加。当淬火温度为890~1000 ℃时,随着淬火温度升高,晶粒尺寸增加较小;当淬火温度超过1000 ℃时,随着淬火温度升高,原奥氏体晶粒显著粗化。组织和原奥氏体晶粒尺寸随淬火温度的变化趋势与高温析出相溶解析出行为有关。试验钢的淬火温度应控制在890~1000 ℃。     

Influence of Nb Content on Microstructure and Mechanical Properties of a 7%Ni Steel

The influence of Nb content on the microstructure and cryogenic mechanical properties of a 7%Ni steel was investigated within the Nb content range from 0 to 0.05%.The microstructure was characterized by optical microscope,scanning electron microscope,transmission electron microscopy and X-ray diffraction,and the low-temperature mechanical property tests were conducted.The Nb addition can effectively refine the prior austenite grains and microstructure of the steel.Fine niobium precipitates with a diameter of about 10–50 nm were observed.They tend to be spherical and locate mainly in the vicinity of grain boundaries.Although there are considerable amounts of reversed austenite forming at grain boundaries in the specimen containing the highest Nb content,no Nb element was detected in such reversed austenite,which implies that Nb element did not affect the formation of the reversed austenite directly.Mechanical test results suggest that the strength of the 7%Ni steel is not simply in relation to the prior austenite grain size,but also depends on the amount of reversed austenite.On the other hand,the grain refinement,enhanced with increasing Nb content,has a good effect on cryogenic toughness.     

铌对高强度51CrV钢组织及性能的影响

借助光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)与万能拉伸试验机等研究了铌元素的添加对51CrV钢奥氏体晶粒尺寸、淬火和回火组织以及力学性能的影响.结果表明:0Nb和0.02wt％Nb试验钢的奥氏体平均晶粒尺寸分别为10.0μm和3.1μm,添加0.02wt％Nb的51CrV钢奥氏体晶粒尺寸显著细化、板条...     

退火温度对冷轧8Mn钢低温热成形后组织和性能的影响

采用冷轧8Mn钢为试验材料,利用光学显微镜、扫描电镜、电子拉力万能试验机等,结合EBSD和XRD分析技术研究了不同退火温度对低温热成形前后试验钢组织和性能的影响。结果表明,热成形前,试验钢中的奥氏体含量随着退火温度的升高而降低。低温热成形后试验钢的显微组织为马氏体、铁素体和残留奥氏体。不同温度退火并热成形后试验钢的抗拉强度均为1400 MPa左右,屈服强度为900 MPa左右,伸长率为10%左右。退火温度对8Mn钢低温热成形后力学性能影响较小。     

淬火温度对Nb微合金化齿轮钢18CrNiMo7-6组织演变及力学性能的影响

通过Thermo-calc热力学计算软件、扫描电镜、光学显微镜、冲击试验及拉伸试验等,研究了淬火温度对Nb微合金化齿轮钢18CrNiMo7-6组织及力学性能的影响。结果表明:随着淬火温度的升高,Nb微合金化齿轮奥氏体平均晶粒尺寸增加,但保持在20 μm 以下,晶界稳定性较高;根据Thermo-calc热力学计算结果可知,主要存在的碳氮化物为Cr₇C₃、Cr₂₃C₆、NbC以及AlN,其中Cr₇C₃、Cr₂₃C₆固溶温度较低,分别为730 ℃和749 ℃,NbC、AlN固溶温度较高,分别为1180 ℃和1070 ℃,NbC和AlN为主要钉扎晶界、细化晶粒的碳氮化物;NbC中存在少量的N元素,在一定温度下,NbC有向Nb(C,N)转变的趋势。随着淬火温度的升高,屈服强度呈降低趋势,抗拉强度在860 ℃出现平台,冲击性能先升高后降低。含Nb齿轮钢18CrNiMo7-6具有较宽的工艺设计窗口,最佳热处理工艺为860 ℃淬火+180 ℃低温回火,此时抗拉强度为1455 MPa,屈服强度为1229 MPa,冲击吸收能量为100 J,硬度约为44 HRC。     

均热温度对不同成分980 MPa级高强钢组织和性能的影响

采用Gleeble-3500热模拟试验机对两种不同成分的1.4 mm厚冷硬带钢进行退火热模拟试验,并利用万能拉伸试验机、光学显微镜、扫描电镜、EDS对所得热模拟退火试样进行力学性能和组织分析。结果表明,其他退火参数相同,低C高Mn成分前提下,添加合金元素Cr、Mo及高Si含量的C-Mn-Si(高)+Cr+Mo钢和不添加合金元素Cr、Mo且低Si含量的C-Mn-Si(低)钢经760、780 ℃均热退火可得到力学性能满足要求的980 MPa级双相钢。不同均热温度下,C-Mn-Si(高)+Cr+Mo钢组织均为铁素体、岛状马氏体和少量贝氏体,区别在于均热温度高的铁素体晶粒细小且数量较多,呈凹凸不平形貌,马氏体含量少一些,贝氏体呈针状或团簇状;C-Mn-Si(低)钢组织则由铁素体、马氏体、少量的贝氏体和残留奥氏体组成,区别在于均热温度高,铁素体晶粒细化,轧制特征不明显,马氏体含量少,贝氏体呈粒状且量较少。残留奥氏体呈亮白色条状,这种亮白色的特征主要是因为Mn的局部富集。两种试验钢组织差异本质上是Cr、Mo和Si 3种合金元素的含量差异影响过冷奥氏体稳定性引起的。     

回火温度对1100 MPa钢组织和性能的影响

采用低碳+Nb、Ti、B、Cr、Mo、Ni成分体系,利用SEM、TEM等研究不同回火温度下试验钢的组织和力学性能变化。结果表明:220 ℃回火,马氏体发生分解,马氏体板条束变粗,束内板条逐渐合并,残留奥氏体逐渐分解,位错密度大幅度下降,淬火带来的内应力得到释放,试验钢具有最佳的综合力学性能。300 ℃回火,碳化物在奥氏体晶界或回火马氏体板条间大量聚集、长大,降低了晶界、板条间的结合力,出现了回火脆性。     

Q&P工艺对22MnB5钢微观组织及力学性能的影响

利用光学显微镜、拉伸试验机、扫描电镜、XRD和EBSD等手段对22MnB5钢的微观组织及力学性能进行了表征,并重点分析了一步法Q&P工艺处理后的22MnB5钢中残留奥氏体含量及残留奥氏体中碳含量与力学性能的关系。结果表明：采用一步法Q&P工艺,可以获得抗拉强度超过1400 MPa,伸长率超过15%的超高强度22MnB5钢板。随着淬火温度从240 ℃升高至300 ℃,22MnB5钢的组织由马氏体转变为马氏体+残留奥氏体复相组织,试样中的残留奥氏体含量逐渐增加。相同配分温度延长配分时间,残留奥氏体含量呈现先增加后降低趋势。不同热处理工艺下残留奥氏体中的平均碳含量为1.49wt%。采用一步法Q&P热处理工艺可以使残留奥氏体中富集碳,提高残留奥氏体稳定性,强塑积可以达到22.14 GPa·%。     

硅含量与淬火温度对Q&P钢组织及性能的影响

采用盐浴对两种硅含量不同的试验钢进行了淬火配分处理,并用金相显微镜、扫描电镜与拉伸试验机对不同淬火温度下试验钢组织及性能的转变规律展开了研究。结果表明,试验钢的显微组织由铁素体、马氏体、残留奥氏体与贝氏体组成;硅含量增加,有利于试验钢中残留奥氏体体积分数提高,抗拉强度和屈服强度显著提高,伸长率降低,强度随淬火温度变化的幅度减小;经260 ℃淬火、360 ℃配分后,2.13%(质量分数)Si钢在拥有高强度的同时保持了较好的伸长率,其抗拉强度为958.66 MPa,屈服强度为458.99 MPa,伸长率为15.35%,强塑积为14.66 GPa·%,综合力学性能最佳。