254SMO奥氏体不锈钢热模拟断口断裂机理分析

运用Gleeble-1500热模拟试验机对254SMO奥氏体不锈钢进行了高温拉伸试验,利用光学显微镜、扫描电镜等对热模拟拉伸断口进行了表面形貌观察。结果表明:254SMO奥氏体不锈钢热塑性的优劣主要由脆性的σ析出相决定;热模拟时各温度段的断裂微观机制均不同,254SMO奥氏体不锈钢最适宜的热塑性温度宜选在1200℃临近区域。     

Ce对00Cr17高纯铁素体不锈钢热塑性的影响

利用Gleeble-2000热模拟试验机研究了不同Ce含量的00Cr17高纯铁素体不锈钢的热变形行为,并利用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜对实验钢在不同温度下的显微组织进行了观察和分析.结果表明:在00Cr17高纯铁素体不锈钢中添加稀土Ce完全抑制了900～1050℃的中温脆性区的产生,改善了1350℃以上的高温脆性区内的热塑性.Ce抑制中温脆性区产生的主要原因是Ce抑制了Cr23C6在晶界上的析出,而改善高温脆性区的热塑性是因为Ce减少了硫、磷等低熔点杂质在晶界的富集,抑制了高温时部分晶界优先熔化而造成的开裂.     

SUS410S不锈钢边裂原因分析及工艺研究

自不锈钢黑皮卷生产线投产以来,在轧制SUS410S时经常出现热轧边裂缺陷。对SUS410S不锈钢进行高温组织研究,经定量分析确定高温组织与温度的关系。由于高温下存在两相组织,钢的热塑性会降低,导致轧制时容易出现边裂,经研究制定出相应的轧制工艺,以生产出高质量的SUS410S热轧钢带。     

含氮不锈钢研究的进展

综述了近年来国内外含氮不锈钢的研究现状,包括氮在不锈钢中的存在形式及作用;氮对钢力学性能、腐蚀性能的影响;以及铸造含氮不锈钢的研究和应用。研究结果表明,氮是一种重要而很有应用潜力的合金元素。AOD等精炼技术为纯净超低碳含氮不锈钢的发展提供了先进的制造工艺。     

高温低应变条件下304与446不锈钢的塑性研究

为研究建筑用高强度低合金钢在高温低应变速率下塑性变差的原因,分析了304与446不锈钢在不同应变速率下收缩率随温度的变化,计算钢材中P原子的临界时间与等效时间并量化应变速率对两种钢材热塑性的作用。结果表明,溶质原子的非平衡晶界偏聚是导致304和446不锈钢的热塑性变差的原因,且分别在850和800℃时晶界偏聚程度最大,塑性最小。处于偏聚阶段时,钢材的偏聚程度增大,塑性降低。     

V对含氮马氏体不锈钢组织和力学性能的影响

为提升含氮马氏体不锈钢在高温下服役性能,设计了两种试验钢(一种添加0.12%V (质量分数),一种不加V),采用冲击、拉伸试验机、洛氏硬度计、Thermo-Calc软件、OM、SEM、TEM研究了添加微量的V对含氮马氏体不锈钢组织和力学性能的影响。结果表明,在较高温度450～550℃下回火,添加0.12%V较不加V的含氮马氏体不锈钢硬度提高了0.6～1.9 HRC,冲击吸收能量提高了1.2～3.8 J。1050℃淬火、-73℃冷处理、530℃回火后,添加0.12%V钢的塑韧性得到较大提升,断裂方式改变为韧-脆混合断裂,原奥氏体晶粒尺寸由16.48μm减小为11.12μm,未溶第二相的种类和分布由沿着原奥氏体晶界呈断链状分布的短棒状M₂₃C₆碳化物转变为弥散分布的球状碳化物和碳氮化物。通过细化晶粒和均匀分布的球状碳化物、碳氮化物,使得含氮马氏体不锈钢的强度和塑韧性均得到提升。     

含氮不锈钢

含氮不锈钢是指加入一定量氮元素的不锈钢,因其明显提高不锈钢的强度及耐蚀性,在有些场合可起到减少甚至代镍的作用。当今含氮不锈钢受到关注,成为了冶金和材料研究领域一项前沿技术,现已大量用于化工、食品、航空航天、海洋平台、医疗器械和医用植入材料等领域。目前含氮不锈钢可大致分为低氮型(N<0.4%)和高氮型(N>0.4%)两大类。     

超级双相不锈钢00Cr32Ni7Mo3.5N的热塑性及高温组织演变

为研究超级双相不锈钢00Cr32Ni7Mo3.5N(SAF3207)的高温热塑性,对3207钢进行热拉伸实验并分析断口形貌。结果表明,提高加热温度至1300℃、应变速率到0.1s-1时,能使断面收缩率达82.7%,随着温度从1000℃上升至1300℃,热塑性依次增大,断裂方式从脆性断裂转变至韧性断裂。与00Cr25Ni7Mo4N(SAF2507)双相不锈钢相比,3207钢的热塑性低于2507钢,3207钢的开轧温度为1300℃,其终轧温度必须高于1150℃。而2507钢的开轧温度为1250℃,终轧温度高于1000℃。使用Thermo-Calc软件计算双相钢的平衡相图,对双相钢进行了不同温度热处理以观察其高温组织的演变规律,并结合铁素体测量结果分析了钢的热塑性与温度的关系。     

含氮不锈钢研究概况

含氮不锈钢的应用并不像其他普通钢材那样普及,科学家们在传统钢铁冶炼方法的基础上不断与新兴科技和工艺方法结合,来尝试低成本大规模的生产含高氮不锈钢。文章阐述了氮在钢中的溶解机理,概述了氮对不锈钢性能的影响以及含氮不锈钢制备工艺,分析了该类材料在应用上目前主要存在的问题,并对其解决措施提出了发展方向,以期为相关读者提供参考。     

不锈钢低温渗氮/渗碳S相渗层技术的研究进展

奥氏体不锈钢通过低温渗氮/渗碳,获得含氮/碳固溶饱和的扩散层,即S相渗层,不仅提高了不锈钢表面硬度,而且还提高了不锈钢的耐蚀性。本文综述了不锈钢S相渗层研究与应用技术的最新研究进展,分析了低温离子渗氮/渗碳、气体低温渗氮/渗碳、高温渗氮固溶淬火及离子注入渗氮技术的工艺特点。讨论了S相渗层的力学性能和耐蚀性能,分析了国内S相低温渗层技术工业应用存在的问题,展望了S相技术的发展前景。     

固溶和时效处理对高锰低镍不锈钢组织与性能的影响

以新型高锰低镍不锈钢为研究对象,研究了不同固溶和时效处理温度对其组织和性能的影响。结果表明,退火态和固溶态高锰低镍不锈钢均为单一奥氏体组织,随着固溶温度的提高,晶粒不断长大,析出物不断溶入材料基体,使材料强度和硬度不断降低,1050 ℃固溶处理后析出物基本上已全部固溶,此时抗拉强度为1016 MPa,伸长率和断面收缩率分别为67.43%和53.6%,此时塑性最好,故高锰低镍不锈钢的最佳固溶温度为1050 ℃。固溶+时效处理后高锰低镍不锈钢中的析出物主要为Cr的碳氮化物和Mn的硫化物,在750 ℃时效处理后析出物含量达到峰值,强度和硬度达到最高,故750 ℃为其最敏感析出温度。超过750 ℃析出物数量减少,850 ℃时材料塑性最好。     

EFFECT OF COPPER ON THE HOT PLASTICITY OF 304HC STAINLESS STEEL

The plasticity map of 304HC stainless steel was determined by using tensile and compressive test. The effect of Cu on the hot plasticity of 304HC stainless steel was analyzed. The microstructure, inclusion and fracture surface were studied by using the method of optical microscopy, SEM, EDS and EPMA. The results showed that Cu has effect on the hot plasticity and the hot plasticity of 304HC stainless steel decrease with the increase of Cu content. The deformation temperature also has much effect on the hot plasticity, the suitable deformation temperature are 1100-1200℃. The reason is that the brittle compounds were precipitated from austenite during cooling. These brittle compounds are Cu2S, Cu2O and PbCI etc.     

固溶处理对节镍型2101双相不锈钢组织及力学性能的影响

采用光学显微镜、透射电镜和X射线衍射等研究了固溶处理对2101节镍型双相不锈钢连铸坯边部试样的组织、相比例和力学性能的影响。结果表明:在1050~1150℃固溶处理时,双相不锈钢具有很好的高温塑性;在1000~1150℃温度范围,随着温度的升高,实验钢的断面收缩率和铁素体相比例先减小后增加;随着固溶温度增加,实验钢的抗拉强度逐渐降低,但在1050℃时有所增加,这是由于在此温度固溶过程中,铸态试样相界处Cr2N析出相完全溶解,使得大量的N原子集中在相界处,促进了相界附近的铁素体相发生相变,转变成奥氏体相,导致在此1050℃时实验钢铁素体相的比例减小,断面收缩率减小,抗拉强度增加。     

高温渗氮工艺对高氮无镍不锈钢组织及力学性能的影响

采用高温渗氮在奥氏体/铁素体双相不锈钢表面形成了奥氏体高氮层。试验结果表明,渗氮层氮含量可达1.0%,与原材料相比氮含量增加了2倍。原始双相组织已经转变为奥氏体,渗氮层深度达到2 mm以上。采用合理优化的高温渗氮工艺,可在提高不锈钢强度、硬度的同时,其伸长率、断面收缩率仍然保持较高的水平。高温渗氮工艺制备高氮无镍不锈钢的最佳工艺参数为:加热温度1200℃、氮气压力0.3 MPa、保温时间24 h。     

N含量对高氮CrMnMo奥氏体不锈钢组织和性能的影响

以18Cr14Mn3Mo钢为基本成分,设计并冶炼了氮含量为0.008%~0.77%的高氮CrMnMo奥氏体不锈钢。通过力学性能测试、组织观察、扫描电镜观察等方法,研究了N含量对其硬度、耐刻划性、塑性、强度等的影响。结果表明,N含量为0.42%及以下时,组织为双相,存在着一定量的铁素体,铁素体的存在使材料的塑性和韧性都较差。N含量0.77%试验钢的硬度最高,为273 HV0.5;耐刻划性能也最佳。0.59%N试验钢的塑性和韧性最好,断面收缩率和冲击吸收能量分别为79%和422 J。综合认为高氮CrMnMo奥氏体不锈钢的最佳N含量为0.77%。     

提高Cr-Ni-Mo-Ti马氏体时效不锈钢超低温韧性的固溶处理工艺

研究了12Cr-10Ni-Mo-Ti马氏体时效不锈钢在1000 ℃固溶处理+750 ℃重复低温固溶处理+不同温度时效处理后的显微组织、室温强度和低温冲击性能,并用XRD分析了不同固溶和时效工艺下的残留奥氏体/逆转变奥氏体含量,对比分析了不同固溶处理工艺下时效响应强度逆转变奥氏体的析出和时效强化规律。结果表明,Cr-Ni-Mo-Ti马氏体时效不锈钢经1000 ℃固溶处理后再进行750 ℃低温固溶处理时以α′→γ剪切逆相变形成奥氏体,不仅遗传奥氏体的晶粒形态和尺寸,且形成的奥氏体内高密度缺陷增大马氏体相变抗力,同时显著降低逆转变奥氏体的形成温度,使750 ℃固溶处理两次时残留16.4%奥氏体,再经460 ℃峰时效形成了30%以上的残留奥氏体+逆转变奥氏体,液氮温度冲击吸收能量极高,达80 J以上,并且奥氏体的高缺陷密度遗传到马氏体内增强时效强化效应,因此显著改善低温冲击性能的同时并未明显降低抗拉和屈服强度。     

回火温度对超低碳7%Mn钢组织与性能的影响

对超低碳中锰钢进行了淬火+回火处理,研究了不同温度回火后试验钢的显微组织及力学性能,采用XRD法测定了低温处理(－60、-80、－100 ℃)前后试验钢中的逆转变奥氏体含量,在此基础上分析了逆转变奥氏体含量及热稳定性对试验钢力学性能的影响规律。结果表明:采用较高温度回火时,促进了逆转变奥氏体的形成,也使奥氏体稳定化元素快速富集于其中,而且随温度升高所得奥氏体更多分布于粗化的马氏体板条之间,故具有更高的稳定性;由于试验钢中逆转变奥氏体含量较多,变形过程中的TRIP效应更为显著,促进了试验钢低温韧性和塑性的提高。     

304奥氏体不锈钢热变形行为及热加工图

在应变速率为0.1~10 s~(-1)、变形温度为800~1200℃的变形条件下,利用Gleeble-1500热模拟机对304奥氏体不锈钢进行单向热压缩实验,研究其高温下的流变行为。根据实验数据,304奥氏体不锈钢的流变应力随温度和应变速率变化明显,应变速率越大,变形温度越低,流变应力越大。基于Arrhenius模型推导出材料的热变形本构方程,并算得材料的热变形激活能为486.0 k J·mol~(-1)。建立了真应变为0.7时的热加工图,结合微观组织分析表明:变形温度为1025~1200℃、应变速率为0.1~0.8 s~(-1)时,材料功率耗散系数大于26%,变形过程中发生动态再结晶,此范围为304奥氏体不锈钢的最佳工艺参数。     

21Cr节镍型双相不锈钢高温形变过程的静态软化分析

采用热模拟研究了21Cr双相不锈钢在高温变形道次间隔时间内的静态软化行为,讨论了变形温度、应变速率和变形程度对静态再结晶行为及微观组织的影响。结果表明,变形条件通过影响两相内部应变分配进一步影响双相不锈钢静态软化行为。随着变形温度和变形程度增加,铁素体相内承担的应变增加,铁素体内部再结晶程度增加,促进双相不锈钢的静态软化程度增加;而随着应变速率的增加,试验钢静态软化率的变化规律与奥氏体相承担的应变变化规律相同,都呈现出先降低后升高的变化趋势,奥氏体相在应变速率为1 s^-1时的内部再结晶程度最低。21Cr双相不锈钢静态再结晶激活能约为301 kJ/mol。