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。     

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。     

Cr18Ni30Mo2Al3Nb合金的高温抗氧化性能

采用称重法测得Cr18Ni30Mo2Al3Nb合金在不同温度下的高温氧化动力学曲线。结果表明,该合金的氧化曲线遵循抛物线氧化规律,具有优良的抗氧化性能。利用扫描电镜、X射线衍射的方法对氧化膜表面形貌及结构进行研究,该合金在3个温度下氧化膜完整致密,700℃氧化膜主要由Fe和Cr的混合氧化物(Fe0.6Cr0.4)2O3和少量Al的氧化物组成;800℃氧化膜主要是Al和Cr的混合氧化物(Al0.9Cr0.1)2O3和少量Al2O3及少量Fe的氧化物;900℃氧化膜主要是(Al0.9Cr0.1)2O3和Al的氧化物,还含有少量Fe(Cr,Al)2O4和MnFe2O4。     

新型含铝奥氏体耐热钢高温氧化行为

对新型含铝奥氏体耐热钢分别在700、800和900℃下进行了循环氧化试验,并采用增重法研究了高温氧化动力学曲线,结合扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)系统地表征氧化膜层的元素、结构和形态。结果表明:该新型耐热合金氧化动力学曲线遵循抛物线规律; 700℃氧化膜主要由C_r2O_3和Fe_2O_3的混合氧化物与少量Al_2O_3构成;800和900℃氧化膜由内层的Al_2O_3和亚表层的(Cr,Al)_2O_3与表层的尖晶石结构的Fe(Al,Cr)_2O_4构成。     

22Cr-25Ni奥氏体耐热钢高温时效的组织及性能

通过对新型22Cr-25Ni奥氏体耐热钢经650 ℃、700 ℃高温时效不同时间后进行硬度、室温拉伸、冲击试验,并利用光学显微镜、扫描电镜观察了其显微组织和室温冲击断口,研究了22Cr-25Ni钢时效后力学性能变化情况。结果表明,22Cr-25Ni钢经高温时效后,硬度、室温拉伸强度得到强化,在时效1000 h后达到最大值之后趋于稳定,22Cr-25Ni钢同时具有明显的时效脆性倾向,冲击吸收能量下降幅度较大,650 ℃时效100 h后冲击吸收能量由时效前的198 J下降到111 J,700 ℃时效100 h后冲击吸收能量仅为47 J,随着时效时间继续增加,当时效3000 h后冲击吸收能量减少到20 J,随后趋于稳定。22Cr-25Ni钢在高温时效后的力学性能变化主要是由CrNbN(Z相)、M₂₃C₆、MX这3种析出相的共同作用造成的。     

铝对马氏体抗磨耐热钢高温抗氧化性能的影响

通过650℃和800℃下的氧化增重测量、氧化动力学分析、氧化膜XRD分析和氧化膜表面EDS分析,研究了铝对马氏体抗磨耐热钢高温抗氧化性能的影响规律。结果表明:随着含铝量的增加,抗磨耐热钢的氧化增重不断减小。含铝量为1.97%时,试样在650℃下的平均氧化速率为0.009 5 g·m-2·h-1,在800℃下的平均氧化速率为0.028 5 g·m-2·h-1,氧化产物由Al2O3、Cr2O3、Fe(Cr Al)2O3和Fe(Cr Al)2O4组成。铝含量大于1.47%时,Al2O3氧化膜连续且致密,试样在650℃和800℃下均为完全抗氧化钢。     

Al对Fe-20Cr-35Ni-0.6Nb合金显微组织和抗氧化性的影响

采用增量法研究了不同Al含量(0.5%、1.5%、2.5%,质量分数)的Fe-20Cr-35Ni-0.6Nb含Nb合金在1000 ℃空气条件下的抗氧化。采用SEM、EDS、TEM、拉曼光谱等手段研究了合金的显微组织和氧化膜特性。结果表明,3种含Nb合金组织为单相奥氏体,基体中存在少量弥散分布的NbC沉淀相,氧化前后沉淀相含量和晶粒大小保持不变。添加0.5%和1.5%的Al后,含Nb合金的表面形成多层结构的氧化膜,最外层和第三层为Cr₂O₃,次表层主要为NiCr₂O₄、NiFe₂O₄和Fe₂O₃,最内层为Al₂O₃内氧化层。基体中的NbC析出相和氧化膜中少量Nb的氧化物(Nb₂O₅)加剧了氧化膜的疏松。当Al含量增加到2.5%时,含Nb合金表面形成连续致密的Al₂O₃氧化膜,降低了Fe-20Cr-35Ni-0.6Nb合金的氧化速率,提高了抗氧化性。     

Al对ZG40Cr25Ni20抗磨耐热钢高温抗氧化性的影响

在ZG40Cr25Ni20抗磨耐热钢中加入不同含量的Al,在900℃和1100℃下分别进行循环高温抗氧化性试验。通过不同温度下氧化增重测量、氧化动力学分析,以及试验后试样形貌观察,得出了Al对ZG40Cr25Ni20高温抗氧化性能的影响规律,结果表明适量的Al能明显提高ZG40Cr25Ni20的高温抗氧化性。     

Fe-30Mn-9Al奥氏体钢高温循环氧化特征

研究了Fe-30Mn-9Al奥氏体钢在700℃、800℃和950℃空气中循环氧化160 h表面形成的氧化膜形貌、成分和组织结构.Fe-30Mn-9Al奥氏体钢在700℃和800℃氧化时,初期增重较快,随着循环次数增加,氧化增重减小,氧化160 h分别增重1.00和4.08 mg/cm2.氧化层主要由Mn2O3,Al2O3和(Mn,Fe)2O3等相组成.在950 ℃,钢的氧化增重显著上升,160 h增重43.50 mg/cm2,表面形成了Fe2O3、MnO2以及MnAl2O4、Al2Fe2O6等复合氧化物.800℃下循环氧化后形成了多层氧化物膜 ,外层以Mn2O3型氧化物为主,内层以Al2O3为主;钢基体表面为 富Fe、贫Mn的铁素体层.      

Fe-Cr系耐热合金高温抗氧化性能的研究

制备了以Cr、Al、Si及适量的稀土元素为主要耐热合金元素的新型高碳、高铬Fe-Cr系耐热合金55Cr18Al3Si2VRE。结果表明,新合金55Cr18Al3Si2VRE的显微组织为铁素体组织;在模拟高温工况条件下,新合金形成的氧化膜主要以Al_2O_3、Cr_2O_3、SiO_2、Fe_2O_3以及含有Al、Fe元素所形成的氧化物组成;该工况条件下的扫面电镜(SEM)照片显示,氧化膜均匀致密。氧化质量增重试验结果也表明新合金具有较好的高温抗氧化性能。     

High-temperature Oxidation Behavior of a High Manganese Austenitic Steel Fe–25Mn–3Cr–3Al–0.3C–0.01N

In this paper, a Fe–Mn–Al–C austenitic steel with certain addition of Cr and N alloy was used as experimental material. By using the SETSYS Evolution synchronous differential thermal analysis apparatus, the scanning electron microscope(SEM), the electron microprobe(EPMA) and the X-ray diffraction(XRD), the high-temperature oxidation behavior microstructure and the phase compositions of this steel in air at 600–1,000 °C for 8 h have been studied. The results show that in the whole oxidation temperature range, there are three distinct stages in the mass gain curves at temperature higher than 800 °C and the oxidation process can be divided into two stages at temperature lower than 800 °C.At the earlier stage the gain rate of the weight oxidized in temperature range of 850 °C to 1,000 °C are extremely lower.The oxidation products having different surface microstructures and phase compositions were produced in oxidation reaction at different temperatures. The phase compositions of oxide scale formed at 1,000 °C are composed of Fe and Mn oxide without Cr. However, protective film of Cr oxide with complicated structure can be formed when the oxidation temperature is lower than 800 °C.     

S31042���������ȸָ�������������Ϊ

利用蒸汽氧化试验平台,模拟锅炉运行工况基本相似的高温蒸汽环境,对S31042奥氏体耐热钢进行了650和700℃蒸汽氧化试验。分析了氧化层的形貌、相组成和成分分布,结果表明,随着氧化时间的增长,氧化层厚度明显增加,分层现象明显,可分为内、外两层,外层为疏松多孔结构的富铁氧化物,内层为富铬氧化物;CrO2(OH)2的挥发导致了外层富铁氧化物的形成,(Fe/Cr)3O4内层的形成能够有效减缓蒸汽氧化进程,进入稳态氧化阶段后氧化层厚度将基本保持不变。     

High-Temperature Oxidation Studies of Low-Nickel Austenitic Stainless Steel. Part I: Isothermal Oxidation

The oxidation behavior of low-nickel austenitic stainless steel (LNiSS) in air at 873 and 973 K was investigated for 500 hr. The oxide scales formed during the process were examined by a wide range of experimental techniques including SEM/EDS, XRD, and EPMA, in order to determine their influence on kinetics behavior. Kinetics laws were close to parabolic at both temperatures, but the morphology of scales showed important differences with temperature. At 873 K the oxide scale was thinner, with irregular growth, intrusions, and without spallation. It was concluded that slower kinetics and advantageous scale morphology suggest that LNiSS is a suitable material for isothermal oxidation in air at 873 K. At higher temperatures, uniformly thick scales plus iron-rich nodules were observed with different composition regions. The most destructive feature was the formation of Fe-rich nodules, which were vulnerable to spalling during cooling.     

Precipitate Behavior in Fe–20Cr–30Ni–2Nb Austenitic Heat-Resistant Steel

In this study,the precipitation behavior of a new austenitic heat-resistant steel(Fe–20Cr–30Ni–2Nb,in at%)was investigated.The effects of alloying addition of boron(B) and lanthanum(La) on the microstructure of the austenitic steel were scrutinized using SEM,EPMA,TEM,and XRD.The results showed that the addition of B enhanced the precipitation of bar-type Laves phase.A small precipitate with high La concentration was observed at the grain boundary in the alloy without aging;similar precipitates without La also presented in region adjacent to the La single phase.This result indicates that La can exist independently and does not contribute to the formation of new compounds.However,in both Band La-modified alloy,B appeared in the precipitate free zone.In the alloy containing both B and La,only Fe2 Nb Lavesphase precipitates,as indicated by the XRD result.     

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。     

新型奥氏体不锈钢室温拉伸性能研究

研究了新型奥氏体不锈钢24Mn18Cr3Ni0.62N在室温下的拉伸性能。结果表明,该钢具有优良的室温拉伸性能,σ0.2=525MPa,σb=890MPa,δ=41%,ψ=57%,n=0.421。室温下断裂为韧性断裂,夹杂物为裂纹发源地之一,净化材料可以进一步提高材料的抗拉强度。     

新型奥氏体不锈钢室温拉伸性能研究

研究了新型奥氏体不锈钢24Mn18Cr3Ni0．62N在室温下的拉伸性能。结果表明．该钢具有优良的室温拉伸性能，σ0.2=525MPa，σb=890MPa，δ=41％，ψ=57％，n=0.421。室温下断裂为韧性断裂，夹杂物为裂纹发源地之一，净化材料可以进一步提高材料的抗拉强度。     

AISI430����ֵĸ���������Ϊ�о�

 研究了大气环境下AISI430铁素体不锈钢在950~1 050 ℃的高温氧化行为,采用热分析仪进行了恒温氧化试验,利用扫描电镜和能谱仪观察分析了氧化表面形貌和组成。结果表明：950 ℃下氧化比较缓慢,氧化增重较小,氧化表面致密平整;1 000 ℃以上氧化迅速,氧化增重显著增大,表面有大量的氧化铁突起;致密氧化层由八面体的铬锰尖晶石颗粒和近球形的氧化铬颗粒组成。     

High-Temperature Oxidation Studies of Low-Nickel Austenitic Stainless Steel. Part II: Cyclic Oxidation

The cyclic-oxidation behavior of a low-nickel austenitic stainless steel (LNiSS) at 873 and 973 K has been investigated up to 500 cycles. A wide range of experimental techniques, including SEM, EDS, and XRD have been applied to examine the oxide scales. After cyclic oxidation at 873 and 973 K, the new LNiSS alloy showed good oxidation resistance. XRD and EDS analysis show that composition of oxide scales developed during cyclic oxidation at 873 and 973 K are the same. The oxide scales formed a cubic oxide-type M₂O₃ and a cubic spinel-type M₃O₄ adhered well to the substrate.     

奥氏体不锈钢高频高压低温等离子体渗氮

利用浸没式高频高压等离子体渗氮（ＩＨＨＰＮ）技术对ＳＳ３０４奥氏体不锈钢进行了低温渗氮处理。在３００℃×２５ｈ处理条件下获得了０３μｍ厚的高氮层。表面显微硬度较未处理的样品明显提高。ＸＲＤ分析表明,改性层内形成了膨胀奥氏体。认为大的有效电流密度是快速离子渗氮的关键