热变形对高氮奥氏体不锈钢Mn18Cr18N组织和显微硬度的影响

试验用Mn18Cr18N钢(/%:0.03C、19.25Cr、17.96Mn、0.59N)经100 kg加压真空感应炉冶炼,锻造开坯并轧成12 mm板。用Gleeble 3800热模拟机研究了温度(750～1150℃)和变形(15%～60%)对Mn18Cr18N高氮钢显微硬度和组织的影响,并得高氮钢的再结晶图。试验结果显示,处于未再结晶区时高氮钢Mn18Cr18N的显微硬度随着变形温度升高缓慢下降,部分再结晶区时快速下降,完全再结晶区时又缓慢下降;在完全再结晶区时,细晶强化是试验钢主要强化方式,显微硬度与晶粒尺寸符合Hall-Petch经验公式;在未再结晶区时,应变强化是主要强化方式;未再结晶区变形强化效果要明显高于再结晶区。     

Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的冶炼工艺

为了研究Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的冶炼工艺,采用加压感应炉+保护气氛电渣重熔工艺进行Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的冶炼工艺试验,冶炼过程中采用氮化合金与加压氮气渗入相结合的方法增氮。结果表明,随着氮气分压的增加,钢中氮质量分数随之增大;当冶炼过程中氮气分压提高0.03 MPa时,能够成功抑制皮下气泡的生产;试验钢经保护气氛电渣重熔后,钢中夹杂物会普遍降低,主要为细小的方形TiN夹杂。     

S31254超级奥氏体不锈钢析出相演变及微观表征

利用热力学计算了S31254超级奥氏体不锈钢在500~1 200 ℃温度范围内的平衡态析出相,并结合热模拟试验、扫描电镜、透射电镜等方法,对不同析出物的析出行为进行了表征和分析。结果表明,S31254不锈钢奥氏体基体中可存在的第二相包括σ、χ、Laves等金属间相,Cr₂N、π型氮化物相以及M₂₃C₆型碳化物相,高Mo、高N、高Cr含量是该钢析出相种类复杂的主要原因;试验钢具有高的第二相析出倾向,σ相开始析出温度约为1 150 ℃,而在900~800 ℃区间可发现χ相和σ相的转变,χ相更易作为一种稳定相存在;析出相的析出位置和形貌呈现不同特点,晶界析出主要为σ相、χ相和Laves相,而晶内主要有呈针状和块状分布的χ相和呈棒状析出的Cr₂N相。     

高氮不锈钢固溶时效碳氮化物析出相分析

采用物理化学相分析方法研究了高氮奥氏体不锈钢固溶时效后的碳、氮化物析出行为;通过实验确定了高氮钢中析出相的电化学萃取方法,钢中析出相的类型、粒度分布、含量及组成结构式;对于化学性质相似的M₂₃C₆和(CrFe)₂N_1-x,借助于X射线衍射定量的方法测定了M₂₃C₆和(CrFe)₂N_1-x的分量。研究结果表明,氮含量低的0#钢以M₂₃C₆型碳化物析出为主,随时效时间的延长,伴随M₂₃C₆的析出还有少量(CrFe)₂N_1-x 氮化物析出。氮含量高的1#和2#钢以(CrFe)₂N_1-x型氮化物析出为主。高氮奥氏体不锈钢中析出物的总量随时效时间的延长而增加。     

氮含量对Cr18Mn18N无磁不锈钢力学性能、磁导率和组织的影响

探讨了Ｃｒ１８Ｍｎ１８Ｎ无磁不锈钢中氮含量对钢的力学性能、磁导性能以及组织状态的影响，研究结果表明，Ｃｒ１８Ｍｎ１８Ｎ钢中氮含量大于０．３１％时，组织才为全奥氏体状态，该钢氮含量的最佳区间为０．４％￣０．６％。     

2205双相不锈钢中σ相的析出规律

研究了2205双相不锈钢中σ相的析出规律及原始组织对析出规律的影响.分别对铸态试样和热轧态试样进行了不同工艺条件的固溶处理实验,并对实验后试样进行了显微组织的观察和分析.结果表明,2205双相不锈钢中σ相析出的鼻尖温度为850℃;变形会使σ相的析出温度升高,孕育期缩短,析出速度增大;工业生产2205双相不锈钢热轧卷板时轧件终轧后应采用较快冷却速度冷却到卷取温度,以避免σ相的析出给热轧卷板开卷及后续工序带来困难.     

温度对Mn16Cr22Ni1.6N0.6高氮钢的热变形行为和组织的影响

通过Gleeble 1500D热模拟实验,研究了Mn16Cr22Ni1.6N0.6高氮奥氏体不锈钢(%:0.12C、22.05Cr、15.52Mn、1.64Ni、0.58N)在900～1 300℃,应变速率(ε)0.005 s~(-1)时拉伸热变形行为及其组织变化。结果表明,该高氮钢在1 100～1 250℃时塑性较好。1 220℃断面收缩率最大为59%。拉伸断口处组织的观察表明,900～1 000℃拉伸时,已发生再结晶,有较细的晶粒生成;1 000～1 100℃时,再结晶的晶粒长大,有锯齿状的晶界;1 100～1 300℃时有铁素体出现,而且随温度的升高,铁素体含量增多,1 300℃时晶界发生了融化现象。     

1000MPa级高强钢显微组织与析出相分析

利用金相显微镜、扫描电子显微镜及透射电子显微镜等分析手段,对1 000 MPa级高强钢的显微组织与析出相进行了研究。结果表明,试验钢的显微组织为板条状贝氏体和板条状马氏体,并存在少量残余奥氏体。大量析出相分布在基体上,平均尺寸30～60 nm,组织强化、析出强化、位错强化是高强钢主要的强化方式。     

奥氏体不锈钢中σ相析出及其对性能影响的研究进展

针对用于ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor)的316L(N)型奥氏体不锈钢,研究分析了其中形成的σ相的特征、相形成过程、检测方法以及对性能的影响,以加深基础研究工作者和工程技术人员对σ相的了解,促进316L(N)生产工艺的完善和产品质量的进一步提高。结合相关研究的最新进展,展望了今后的研究及发展趋势。     

改进310奥氏体不锈钢长期时效后的组织与性能

借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜以及高温、室温拉伸和硬度测试研究了实验室研发的改进310奥氏体不锈钢在700℃长期时效后的组织与性能.700℃时效1000 h后,实验钢在晶界和晶内析出了大量(Cr,Fe,Mo)₂₃C₆、(Cr,Fe)₂₃C₆、σ相和少量的χ相.析出相对实验钢的室温力学性能有明显的强化作用.强度增加,硬度升高20 Hv,同时延伸率仍保持在30%以上.高温下,析出强化效应减弱,延伸率轻微下降.通过断口表面和剖面观察发现,时效1000 h后,实验钢的高温拉伸断口为韧性断裂,未观察到裂纹和孔洞;而室温拉伸断口为脆性断裂,断口附近则观察到σ相中出现裂纹和孔洞.从σ相的脆-韧转变和实验钢基体的室温和高温强度的不同,讨论了在室温拉伸过程中产生裂纹和孔洞的原因,以及时效对室温和高温力学行为的不同影响.     

高氮奥氏体不锈钢强韧化及抗弹性能研究进展

高氮奥氏体不锈钢(high nitrogen austenitic stainless steel,HNASS)是一种目前正在蓬勃发展的新型不锈钢,被广泛运用到交通运输、海洋工程、建筑材料、医疗器材和军事工业等领域.节镍高氮的奥氏体不锈钢相比于传统奥氏体不锈钢,其具有优良的综合力学性能,如高强度、高韧性、大的蠕变抗力、...     

节镍无磁不锈钢Cr18Ni6Mn3N的组织及性能

研究了节镍无磁不锈钢Cr18Ni6Mn3N的热轧及固溶后的力学性能和耐蚀性能,分析了其固溶和时效析出后的组织演变规律、冷变形过程中形变诱发马氏体相变及其磁性能.结果表明:该不锈钢的固溶组织为单相奥氏体,其力学性能和耐蚀性能均高于SUS304不锈钢;800℃保温4 h后,在晶界析出粒状氮化物,随着保温时间延长,逐渐沿晶界凸起片层状析出物并向晶内生长,保温20 h后,凸出的片层状析出物直径达20μm.冷轧压下率18.3%时尚未发现形变诱发马氏体组织,随着变形量增大,马氏体含量增多,磁导率上升,但与相同条件下的SUS304不锈钢相比,冷轧板固溶后相对磁导率可降至1.002,因此可用于低成本无磁不锈钢领域.     

不同变形量对0Cr21Ni6Mn9N不锈钢力学性能的影响

研究了不同变形量对不同氮含量的OCr21Ni6Mn9N不锈钢力学性能的影响。结果表明,不同氮含量的0Cr21Ni6MngN不锈钢都具有很强的加工硬化特性,冷变形使强度和硬度得到大幅度提高,但塑性会有所降低。氮的质量分数为0．20％～0．48％的0Cr21Ni6MngN不锈钢,控制变形量在20％以下,屈服强度可达到745MPa以上,同时保持伸长率在25％以上。分析表明,不同变形后钢的屈服强度与产生同等变形量的真应力具有很好的对应关系,且两者随变形量的变化规律基本相同。该钢的加工硬化行为明显分为两种情况,应变水平低于约20％时,强度提高幅度很大,而应变水平高于约20％后,强度提高幅度相对较小了,其原因是变形机制不同。     

注射成形0Cr17Mn11Mo3N无镍高氮不锈钢的烧结

采用粉末注射成形技术制备了0Cr17Mn11Mo3N无镍高氮奥氏体不锈钢,研究了各烧结工艺参数(温度、时间、气氛)对其相对密度及氮含量的影响.结果表明:温度是最重要的烧结参数,提高温度可以显著增加烧结体的相对密度,但引起氮含量的下降,在1300℃以上烧结,烧结体相对密度可达99%以上;烧结时间所起作用不明显,烧结2 h足够使粉末致密化过程完成;气氛对0Cr17Mn11Mo3N不锈钢的烧结影响显著,在N₂+H₂混合气中烧结比在纯N₂气中获得更高的相对密度及更低的氮含量.0Cr17Mn11Mo3N不锈钢的最佳烧结条件为:温度1300℃,时间2 h,气氛采用流动的高纯氮气,此时烧结体相对密度达到99.1%,氮质量分数为0.78%.     

Precipitation of carbide and its effects on the properties of nickel-saving austenitic stainless steel

In this work,the effects of temperature and cooling rate on the precipitation of carbides in nickel-saving metastable austenitic stainless steel were studied.The test results show that the temperature range of carbide precipitation in the test steel was 500-950℃,and 750℃was the most sensitive temperature.However,when completely solution treated samples were cooled from high to room temperature at a cooling rate of more than 50 K/s,no carbides precipitated.The carbide precipitates increased the yield strength but decreased the corrosion resistance of the steel,with little impact on toughness.     

不锈钢控氮理论计算与实践

采用不同的氮在钢中的溶解度公式,计算了两种含氮不锈钢冶炼时所需要的氮气压力,并在50kg真空感应炉上,通过改变氮气压力,对两种不锈钢进行了氮含量控制实践。结果表明,采用Fujio测定值的理论计算值与试验实测值吻合度较高,同时给出了钢中氮含量的理论计算公式。     

18-18-0.5N高氮奥氏体不锈钢冷轧变形过程中的组织演变和形变强化

利用XRD、TEM、SEM和拉伸实验等分析测试方法研究了18-18-0.5N高氮奥氏体不锈钢在冷轧变形过程中的组织演变和形变强化规律.结果发现:18-18-0.5N高氮奥氏体不锈钢在冷变形过程中并未发生形变诱导相变,微观组织和力学性能在变形量为43.8%附近出现转折.提出了屈服强度随应变变化的预测方程.     

高氮不锈钢的开发进展

加压冶炼高氮不锈钢是材料研究的一个新领域。介绍了高氮不锈钢的生产工艺及高压冶炼高氮不锈钢的主要设备。综述了欧美、日本等研发的高氮不锈钢的成分、力学性能及应用现状。由于受试验装备的限制,国内高氮不锈钢的研究与国外相比还有差距。针对高氮不锈钢具有多种优良性能,以及氮应用于对人体无害的生物、医疗材料方面前景广阔,提出医疗用高氮不锈钢将成为理想的生态材料。