国内外高氮马氏体不锈轴承钢研究现状与发展

 高碳铬不锈钢是应用最为广泛的不锈轴承钢,其具有较高的硬度和一定的耐蚀性,然而较高的碳、铬质量分数导致粗大碳化物的出现,轴承钢的疲劳和耐蚀性能将受到损害。相比之下,钢中添加氮元素能够减少粗大共晶碳化物的数量,同时析出大量细小的氮化物及碳氮化物,氮代碳既强化基体又改善耐蚀性,从而获得高强度与良好耐蚀性。介绍了含氮轴承钢及含氮马氏体轴承钢的发展历程,分析了不锈轴承钢中氮元素对组织结构、力学性能和耐蚀性能的作用机理;介绍国内外含氮轴承钢的研究现状并指出了含氮轴承钢研究的不足,需要在氮溶解模型、氮对组织演变及耐蚀机制等方面进行基础理论研究,同时不断研发不同系列的含氮马氏体轴承钢。     

合金元素对高氮不锈轴承钢组织与性能的影响

采用金相、扫描、X射线衍射和电化学等方法研究了合金元素对高氮不锈轴承钢组织性能的影响。结果表明:钢中加氮细化组织与碳化物,析出相尺寸随着氮含量的增加而降低。高氮不锈轴承钢1 030、1 050℃淬火后残余奥氏体体积分数达到20%～35%,而且碳氮含量越高,残余奥氏体越多。经冷处理及回火后残余奥氏体体积分数降至7%～10.3%,由于残余奥氏体的相变强化与碳氮化物析出强化,低温回火硬度约为59HRC,500℃高温回火硬度可达到58HRC～59HRC。高氮不锈轴承钢中析出相细化、基体贫铬区减少及氮-钼协同作用,使其耐蚀性能明显优于440C钢,而且钢中氮含量越高,耐蚀性能越好。因此,较高合金含量(C+N)的高氮不锈轴承钢兼具高硬度和优异的耐蚀性能。     

30Cr15Mo1N高氮不锈轴承钢组织结构表征与旋弯疲劳机制

高氮不锈轴承钢凭借高强度、高硬度、长寿命和优良的耐腐蚀性成为新型轴承材料研发热点。采用旋转弯曲疲劳试验等方法研究了热处理工艺对30Cr15Mo1N高氮不锈轴承钢疲劳性能和裂纹萌生机制的影响。结果表明,试验钢1 050℃淬火+180℃回火热处理工艺的抗拉强度为1 985.3 MPa、硬度为60.5HRC、疲劳强度为867 MPa,500℃回火后硬度与180℃相当,抗拉强度为2 257.6 MPa、疲劳强度为1 020 MPa;引起180℃回火试样疲劳裂纹萌生的裂纹源主要为基体和夹杂物两类,而引起500℃回火试样疲劳裂纹萌生的裂纹源通常为边部缺陷。高温回火对基体组织内部应力集中的降低是其裂纹源类型转变和疲劳性能提高的主要原因。通过对高氮不锈轴承钢疲劳行为与裂纹萌生现象的深入研究,为高氮不锈轴承钢热处理工艺制定及抗疲劳机制研究提供试验与理论基础。     

三代粉末高温合金的特征及发展

粉末高温合金在高温下表现出一系列优点,成为高推重比航空发动机涡轮盘等关键部件的首选材料。概述了三代粉末高温合金的发展历程和性能特点;介绍了其生产工艺流程以及热处理过程中固溶温度、冷却速度、时效对组织的影响;从析出相的析出规律(主要讨论了γ'相、碳化物、TCP相)和γ/γ'错配度方面分析了合金成分改变带来的影响,提出成分优化设计的趋势;探讨了粉末高温合金今后的发展方向,为进一步开展粉末高温合金的研究提供一定的理论依据。     

合金元素对高氮不锈轴承钢组织与性能的影响

采用金相、扫描、X射线衍射和电化学等方法研究了合金元素对高氮不锈轴承钢组织性能的影响.结果表明:钢中加氮细化组织与碳化物,析出相尺寸随着氮含量的增加而降低.高氮不锈轴承钢1030、1050℃淬火后残余奥氏体体积分数达到20％～35％,而且碳氮含量越高,残余奥氏体越多.经冷处理及回火后残余奥氏体体积分数降至7％～10.3...     

渗碳型高温轴承钢的研究

概述了国外渗碳型高温轴承钢的研究情况，主要介绍其化学成分，冶炼方法，热处理工艺，显微组织，力学性能及应用，为国内开展渗碳型高温轴承钢的研究和实际应用提供有益的参考。     

预氮化对Cr-Co-Mo-Ni轴承钢渗碳层组织和性能的影响

化学热处理工艺对轴承钢的服役性能具有重要影响。研究了预氮化工艺对新型Cr-Co-Mo-Ni轴承钢渗碳层组织和性能的影响规律。结果表明,经预氮化处理的渗碳层组织可划分为析出物和针状马氏体区,析出物、针状马氏体和板条马氏体混合区,以及析出物和板条马氏体区,且在原渗氮形成的白亮层位置有数量较多的微小孔洞出现。预氮化全工艺试样表层含铬碳化物析出较少,随渗层深度的增加,次表层析出较多的含铬碳化物且尺寸较大。相较于仅渗碳试样,在表层相同位置,经预氮化处理的试样在回火后,析出物的尺寸更细小。预氮化能够提高渗碳效率,增加渗层硬度,在全工艺试样渗层深度为0.12~0.82 mm,预氮化试样的硬度高于仅渗碳试样,且经渗后热处理的硬度增加程度也显著高于仅渗碳试样。     

耐蚀性好的铝锂合金

为了提高含Li铝合金的延性及韧性,进行了多种方法研制。同时为了提高该合金的耐蚀性,采用阳极氧化和包复纯铝等表面处理法,结果都没有达到提高该合金耐蚀性的目的。众所周知,含Li铝合金的耐蚀性主要受成分的偏析和析出物分布的影响,因此改善Al-Li合金成分偏析和析出物的分布,对提高该合金的耐蚀性是至关重要的。用通常方法制取的Al-Li合金初期晶粒呈圆盘状,该晶粒的晶界易产生选择性腐蚀,即所谓剥离腐蚀。该晶粒组织在应力状态下     

国外轴承钢的发展及我国特殊钢企业面临的挑战

轴承钢包括高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢、高温轴承钢、不锈轴承钢及无磁超低温等特种轴承钢。在合金钢领域内,轴承钢是检验项目最多,质量要求最严,生产难度最大的钢种之一,主要用于制造滚动轴承。轴承钢的主要生产地区为瑞典ＳＫＦ、日本、中国。西方工业化国家的轴承钢...     

高性能渗碳轴承钢的组织与性能

 研究了热处理工艺对渗碳轴承钢组织、力学性能的影响规律,并探讨了强韧化机制。研究表明,随着淬回火温度升高和回火次数增加以及采用深冷工艺,渗碳轴承钢的强度与硬度增加,冲击韧性值下降。采用910℃淬火和180℃二次回火,轴承钢材料性能可达到硬度HRC452,抗拉强度Rm为1450MPa,屈服强度ReL为1240MPa,AKU为105J,残余奥氏体的体积分数控制在1%以下。试验钢良好的强韧性配合主要来自于晶粒的细化、超细马氏体板条和均匀弥散的细小碳化物的析出;尺寸稳定性的效果主要是残余奥氏体量的控制。     

Effect of Process Parameters on Clad Quality of Duplex Stainless Steel Using GMAW Process

In recent years, weld cladding are being applied in numerous industries as cost effective engineering solution to use a surface protection layer to protect carbon steel against corrosion attack. The desirable characteristics of cladding alloy are reasonable strength, weldability, resistance to general and localized corrosion attack. The duplex stainless steel having all the desirable characteristic is the candidate material for cladding. However, duplex weld metals have not been studied in detail as duplex stainless steels. Consequently, the properties of duplex weld metals are less well known and only partially understood. In the present study, the properties of duplex weld deposits of the 22 % Cr, 10 % Ni, 3 % Mo, and 0.12 % N type using GMAW process have been investigated. In particular, the influence of welding heat input and shielding gas composition in GMAW process on weld deposit microstructure, impact toughness and resistance to pitting corrosion have been studied. It is observed that concentration of nitrogen of weld deposits influenced by both heat input and shielding gas composition exerted significant effect on microstructure, low temperature toughness and resistance to pitting corrosion.     

新型低铬镍高硅双相不锈钢的组织及其腐蚀行为研究

设计了新型低铬镍高硅双相不锈钢的组织及其化学成分，采用金相显微镜、Ｘ射线衍射、扫描电镜和多种腐蚀方法研究了本试验钢的组织及其腐蚀行为。试验结果表明这种钢在高温浓硫酸介质中具有良好的耐蚀性、抗晶间腐蚀、点蚀、电化学腐蚀性能以及高的塑韧性。     

σ相的析出对双相不锈钢组织性能的影响

σ相是一种富Cr、Mo的金属间化合物,它的存在会使钢的强度提高,塑韧性降低,恶化耐蚀性能。主要从成分、组织、性能等方面对S31803、S32750双相不锈钢σ相的析出行为进行研究。结果表明：Cr、Mo增加了σ相析出的敏感性,而且随时效时间的延长,σ相析出的数量不断增加;而且σ相的析出对材料的塑性、耐蚀性都造成不利影响。     

合金钢淬火-配分工艺研究进展

 随着国内冶金、机械等领域的不断发展,对钢铁材料性能的要求越来越严格,汽车用钢不仅要求减重而且要有足够高的抗冲击性能保证汽车安全性,耐磨材料不仅要保证硬度还要有良好的韧性。合金钢淬火-配分(quenching and partitioning,简称Q&P)工艺是由美国Speer J G教授在2003年受Trip钢启发提出的,最终目的是在硬相基体上获得一定量的软相残余奥氏体,从而提高钢的塑韧性,马氏体、贝氏体保证了强度,残余奥氏体可以提高韧性,两相结合拥有良好的综合力学性能。和传统工艺淬火-回火(QT)抑制碳化物析出不同,钢中的碳没有分解为碳化物,而是在保温过程中重新扩散至奥氏体,提高了奥氏体的稳定性。Q&P钢具有成本低、性能好、工艺相对简单等特点,最初应用到汽车高强钢上,可以很大程度减轻汽车的质量、提高防撞能力、减小变形程度;陆续有研究者将Q&P工艺应用到耐磨材料上,发现可以在耐磨性损失很小或者不损失的情况下大幅度提高韧性。为了进一步提高性能,国内外许多学者做了大量的研究,在Q&P热处理工艺优化方面,发现奥氏体化温度、淬火工艺、配分工艺等参数对Q&P钢组织和性能都有较大影响;在合金元素调控方面,不仅C、Mn、Si等常规合金元素对Q&P钢的性能有重要的影响,Nb、Mo等微合金元素也对Q&P钢组织和性能有较大的影响。主要阐述了Q&P工艺的发展、国内外的研究现状以及Q&P工艺的应用,最后对Q&P工艺未来的发展进行了展望和总结。     

高氮奥氏体不锈钢的研究进展

高氮奥氏体不锈钢由于具有强度高、韧性好、无磁、耐腐蚀性能佳及晶间腐蚀敏感性低等诸多独特优点而得到越来越广泛的应用,但基础理论和制造技术方面的研究仍相对落后。文中分析了高氮奥氏体不锈钢的研发历程和冶金理论现状,综述了高氮奥氏体不锈钢的钢种、成分、制造工艺和力学性能,以及该钢的发展与展望。     

火炮身管用钢现状及发展趋势

火炮身管用钢决定了身管类武器的使用性能,影响火炮的作战持续性与机动性。通过对国内外火炮身管用钢合金成分体系、制造工艺流程、材料主要性能指标总结分析,指出当前国内外炮钢主要牌号、性能水平以及存在高温性能不足的问题。通过调研国内外火炮用钢最新研究成果以及身管武器整体技术需求,总结和展望了火炮身管用钢的研究现状和发展趋势,针对大口径火炮研制高强韧炮钢以减轻壁厚和质量,针对中小口径速射火炮研制耐烧蚀性能炮钢以提高使用寿命。     

钢铁材料研发的技术进展

中国的钢铁材料研发活动越来越活跃,研发领域不断拓展,先进钢铁材料不断涌现。钢铁研究总院结构材料研究所致力于先进钢铁材料的研发,取得了显著的成绩。本文综述近年来的各个钢铁材料领域研发的技术进展,包括了碳素结构钢、高强度低合金钢、合金结构钢、超高强度钢、轴承钢、不锈钢及耐蚀合金、耐热钢及合金、工模具钢,以及相关技术等。通过持续的技术研发活动,钢铁材料已经和必将不断发展和更新,形成了以“高性能、低成本、易加工、高精度、绿色化”为特征的先进钢铁材料。     

High temperature ductility and corrosion resistance property of novel tin-bearing economic 17Cr–xSn ferritic stainless steel

Abstract

A new family of resource-saving ferritic stainless steels, with the composition of 17Cr–xSn (x?=?0.1–0.4 wt-%) have been developed by examining the effect of Sn on high temperature ductility, the corrosion resistance properties and the passivation film structure. The results show that tin-bearing stainless steel obtains superb plasticity and there is no evidence of tin-containing precipitation in the fracture facets. High temperature brittleness at about 900°C is caused by the carbide or nitride precipitation along the grain boundary or inside. The precipitation in the grain boundary hinders the free movement of dislocation, thus increasing the strength and decreasing the toughness of steel. The polarisation curves and weight loss measurement indicate that the corrosion resistance of stainless steel is improved by adding small amount of Sn. The existence of Sn in passivation film suppresses the anodic dissolution of steels during long exposure to the aggressive solution, and the dense rust layer is thick enough to protect the steel and strongly inhabit the ingress of the solution.     

A New Economical Sigma-Free Duplex Stainless Steel 19Cr-6Mn-1.0Mo-0.5Ni-0.5W-0.5Cu-0.2N

A new resource-saving duplex stainless steel with composition of 19Cr-6Mn-1.0Mo-0.5Ni-0.5W-0.5Cu-0.2N has been developed,and the microstructure,mechanical properties and corrosion properties have been investigated.The results show that the alloy has a balanced ferrite-austenite relation,and the ferrite content rises with the solution treatment temperature.The designed alloy is free of precipitation of sigma phase when aged at 650,750 and 850 ℃ for 3 h,respectively,whereas a few Cr23C6 precipitates are found...