316L不锈钢金属粉末注射成形喂料的流变性能研究

通过三种不同的316L不锈钢金属粉末制备了金属粉末注射成形喂料,利用RH2200型毛细管流变仪,研究了不同粒径不同形貌的316L不锈钢金属粉末对金属粉末注射成形喂料流变性能的影响。通过线性回归分析,计算该喂料的非牛顿指数n、粘流活化能E和综合流变学因子αSTV的大小。结果表明:喂料粘度随剪切速率的增大而减小,具有良好的充模性,呈假塑性流体;22μm球形316L不锈钢金属粉末制备的喂料具有较小的非牛顿指数和粘流活化能,综合流变性能最好。     

316L不锈钢粗粉注射成形喂料的流变行为

制备了平均粒度为30μm的316L不锈钢粗粉注射成形喂料,研究了剪切速率、温度对喂料流变行为的影响,应用毛细管粘度计测量了3种喂料在不同温度下的粘度值,比较了3种不同成分喂料的应变敏感性因子的大小。结果表明:粉末装载量为58%、粘结剂成分为65%PW+30%LDPE+5%SA的喂料应变敏感性因子较小,较适合316L不锈钢粗粉的注射成形。     

注射成形钛合金喂料装载量及流变特性研究

以Ti-6Al-4V合金粉末为原料,选用石蜡70%(质量分数)、低密度聚乙烯25%和硬脂酸5%为粘结剂配方制备了注射成型喂料。通过实验确定了喂料的临界固体粉末含量为74.14vol.%;采用毛细管流变仪测定了喂料的流变参数,通过线性回归分析,计算出非牛顿指数n和粘流活化能Ea。结果表明,本实验制备喂料的n值和Ea值都较小,而且喂料在140,150,160℃下的综合流变学因子αSTV值相差不大。     

粉末注射成形无镍高氮不锈钢工艺

采用粉末注射成形工艺制备了无镍高氮奥氏体不锈钢(0Cr17Mn11Mo3N),研究了喂料的流变行为,注射工艺及烧结工艺.结果表明:64 vol%气雾化0Cr17Mn11Mo3粉末与适量的粘结剂(65 wt%石蜡+30 wt%高密度聚乙烯+5 wt%硬脂酸)混合后的喂料具有较好的流变性能;最佳注射工艺参数为注射压力75～95 MPa,相应的注射温度为160～170℃;提高烧结温度有利于提高烧结体的密度,但是对提高氮含量不利,而增加烧结氮气氛压力可以获得较高的氮含量,但是不利于提高烧结体密度,最佳的烧结工艺为0.1 MPa氮气压力下1300℃烧结2 h,此时烧结体相对密度町以达到99%,氮含量可达到0.78%.     

球磨高氮不锈钢粉末特性及注射喂料流变性能

采用高能球磨技术制备了高氮节镍不锈钢近球形复合粉末,与石蜡基多聚合物组元黏结剂混炼制成金属注射成形喂料,研究了注射喂料的黏度、剪切速率以及温度等对黏度的影响。结果表明:高能球磨能够显著改善高氮不锈钢粉末的工艺特性,球磨60 h得到的粉末颗粒细小,球形度较好,振实密度高,适合用来制作高质量的金属注射成形喂料。其中,粉末装载量为58%的喂料应变敏感因子最小(n=0.45),粘流活化能最低(E=28.70 kJ/mol),综合流变学因子最大(αSTV=2.96),表明该喂料具有最好的综合流变性能,非常适宜进行后续注射成形工艺。     

粉末粒形对钨粉末注射成形喂料流变性能的影响

本文采用图像法定量表征了钨粉的粒形与粒度,研究了粉末粒形对钨粉末注射成形喂料流变性能的影响。结果表明：窄粒径钨粉（NPW）与球形钨粉（SW）粒度基本一致;SW比NPW具有更好的球形度、表面光滑度以及分散度。采用相同的有机粘结剂,SW的粉末装载量为64%,高于NPW的59%。与NPW相比,SW喂料表现出更优异的流动性能,具有更低的流动行为指数和粘流激活能,更适合注射成形。粉末粒形影响钨MIM喂料的流变性能主要源于粘结剂与粉末颗粒以及颗粒与颗粒之间的相互作用特性。     

粘结剂配比对316L不锈钢粉末注射成形喂料流变行为的影响

制备了58%粉末装载量、不同粘结剂配比的316L不锈钢粉末注射成形喂料,对比了各粘度模型的应用范围。采用Second Order模型回归了喂料的各项流变参数,分析了剪切速率和温度对喂料粘度的影响。结果表明,Second Order模型适合用于描述实验喂料的流变行为,剪切速率和温度对喂料粘度的影响规律:粘度随剪切速率和温度的升高而降低。该粘结剂体系的最佳配比为65%石蜡、30%低密度聚乙烯及5%硬脂酸,考虑了剪切速率和温度对粘度的影响,其流变行为公式为lnγ=2.1335-0.9717lnγ+0.107T-0.0511(lnγ)2+0.0066T lnγ-0.0005T2。     

低镍和无镍奥氏体不锈钢的研究现状及进展

低镍和无镍奥氏体不锈钢以锰、氮等元素取代Cr-Ni不锈钢中的镍元素而具有较低的成本、优异的综合性能.综述了以锰代镍的Cr-Mn不锈钢,低镍Cr-Mn-Ni-N不锈钢,高氮无镍的Cr-Mn-N不锈钢及其在生物医用领域的研究和应用进展,并对低镍和无镍奥氏体不锈钢的发展进行了展望.     

高氮无镍奥氏体不锈钢耐蚀性的研究

以常压下冶炼的高氮无镍奥氏体不锈钢为材料,经1150℃强烈塑性变形,轧制成2 mm厚的板材,将热轧后的板材进行1100℃、保温10 h、水淬的固溶处理。通过酸浸试验、极化曲线测试和盐雾腐蚀试验,并与1Cr18N i9Ti钢的耐蚀性进行比较。结果表明,冶炼高氮无镍奥氏体不锈钢具有优异的耐腐蚀性能。     

高氮无镍奥氏体不锈钢的研究与发展

高氮无镍奥氏体不锈钢比传统镍奥氏体不锈钢具有更优良的力学性能及明显的成本优势,并且避免了镍过敏问题,是金属生物材料的研究热点之一.本文阐述了高氮无镍奥氏体不锈钢的成分设计思路,分析了合金元素和生产工艺对氯溶解度的影响,介绍了氮气加压熔炼法和粉末冶金法两类高氮不锈钢制备技术的原理及特点,讨论了高氯无镍不锈钢的力学性能、耐蚀性能和生物相容性,对国内外高氮无镍奥氏体不锈钢的开发应用现状及存在的问题进行了深入分析,并指明了高氮无镍奥氏体不锈钢的发展趋势.     

日本开发高氮无镍奥氏体不锈钢

由于奥氏体不锈钢具有良好的成形性能和耐蚀性能等 ,所以在装修、钟表和人体直接接触的有关零部件中应用。但是 ,近年来发现奥氏体不锈钢中的Ｎｉ,会引起人体过敏 ,所以要求限制使用含Ｎｉ不锈钢制造与人体直接接触零部件。日本大同特殊钢公司等单位共同研制出添加Ｎ取代Ｎｉ的高锰不锈钢 ,商品名ＮＦＳ。其试验材的化学成分 ( % ) :Ｆｅ— 0 0 2Ｃ— 1 8Ｍｎ <0 1Ｎｉ -1 6 0Ｃｒ- 0 43Ｎ。将轧制成5 2ｍｍ线材的试验钢在 1 2 73Ｋ进行固溶处理 ,然后取样供试验用。比较材选用市场购买的ＳＵＳ430、 30 4和 31 6Ｌ奥氏体不锈钢。试验…     

高氮无镍奥氏体不锈钢热变形行为的研究

利用Gleebe-1500型热模拟试验机研究一种人体友好型高氮无镍奥氏体不锈钢的热变形行为和动态再结晶规律,试验条件为变形温度900~1100℃、应变速率0.001~10s-1。结果表明,随变形温度升高,峰值应力和流变应力逐渐减小,动态再结晶速率增加;在变形温度不变的条件下,随变形速率的降低,峰值应力和流变应力降低;在变形速率为0.01、0.001s-1时,变形后期发生二次加工硬化;通过数值分析计算得出热变形激活能为280.09 k J/mol,并列出高氮无镍奥氏体不锈钢的热变形方程。     

节镍型奥氏体不锈钢的组织性能对比

针对200系J5A、J5两种牌号节镍型奥氏体不锈钢冷轧压延性能的差异,对比分析J5A、J5钢成分设计、组织、力学性能和马氏体含量,研究冷加工性能差异产生的机理。结果表明:由于J5A钢成分设计不合理,镍当量较低,奥氏体稳定性较差,马氏体转变点M_d(30/50)高,在轧制过程中产生大量冷加工变形诱变马氏体,加工硬化程度严重,压延性能差。     

无镍高氮奥氏体不锈钢的脆韧转变

研究了无镍高氮奥氏体不锈钢的脆韧转变(BDT)。在176 K、273 K和336 K进行的落锤试验结果表明,尽管Fe-25Cr-1.1N(质量分数,%)是面心立方结构的奥氏体合金钢,但仍展现出显著的脆韧转变现象。对冲击试验试样的塑性变形观察表明,BDT是由于低温下差的延展性所致,这与铁素体钢的情况是一致的。为了测量BDT的激活能,利用4点弯曲试验研究了应变速率与BDT温度的关系。研究发现,BDT温度与应变速率之间的依赖关系不显著,且BDT温度对应变率的Arrhenius曲线表明Fe-25Cr-1.1N钢BDT的激活能比低碳铁素体钢的高得多。从滑移位错与溶质氮原子发生交互作用导致低温下位错可动性降低这一角度,本文探讨了高氮钢特有的BDT及其高激活能的本质原因。     

高氮无镍奥氏体不锈钢的激光辐照组织

为了探索高氮无镍奥氏体不锈钢激光焊接的可行性,采用1. 0、1. 5和2. 0 k W功率的激光对含0. 092%C、0. 59%N、17. 69%Cr、13. 83%Mn和2. 89%Mo(质量分数)的不锈钢试样进行了辐照。对辐照区的熔池、熔合区、热影响区进行了金相检验、背散射电子衍射(EBSD)和硬度测定。结果表明:高氮无镍奥氏体不锈钢熔池呈上宽下窄的形状;用1和2 kW激光辐照的钢熔池的最大深度分别为2. 7和3. 9 mm。以不同功率激光辐照的钢,熔池区的硬度最低,为320 HV0. 2左右,热影响区内再结晶区硬度最高,为350 HV0. 2左右,熔合区硬度居于二者之间。此外,熔池内有大量的亚晶,其取向差约为2°～5°。     

表面活性剂对金属粉末注射成形喂料性能的影响

研究了表面活性剂对聚乙二醇-聚甲基丙烯酸甲酯/Fe-2Ni粉末注射成形喂料性能的影响。首先用单分子层吸附模型计算出形成单分子层吸附所需表面活性剂的理论值,然后分别将硬脂酸、司班-20、司班-80、吐温-60等不同表面活性剂加入粘结剂中,发现表面活性剂可通过降低粘结剂对粉末的润湿角、降低粘结剂-粉末喂料的粘度而提高最大粉末装载量,在超过单分子层吸附的量之后,继续增加表面活性剂、仍能进一步发挥其有益作用。不同表面活性剂对喂料性能影响的程度有所不同,通过选择合适的表面活性剂,该聚乙二醇-聚甲基丙烯酸甲酯粘结剂对Fe-2Ni羰基粉末装载量达55%（体积分数）。     

无镍奥氏体不锈钢在模拟体液中的摩擦学行为

通过SEM、XRD等分析测试手段,研究了13Cr24Mn0.44N不锈钢的组织、硬度及其在Hank's体液中的滚-滑摩擦行为.结果表明:由于试样表面生成了软质易剪切的表面膜,降低了摩擦因数;磨损初期,不锈钢的表面只是产生轻微的犁削,犁沟不明显;进入稳定期后,磨痕中出现了鱼鳞状花样的剥落,材料表面发生了应变疲劳;由于在受到外力作用时,形变过程中易出现层错,因此提高了材料的耐磨性.     

新型高氮低镍奥氏体不锈钢点蚀性能研究

设计制备了新型高氮低镍奥氏体不锈钢（高氮钢）。采用阳极动电位极化法测量了此钢在不同浓度和不同pH值的NaCl溶液中的点蚀电位,获得了点蚀电位随溶液浓度及pH值变化的关系曲线,并与800H钢进行了对比。用扫描电镜（SEM）对样品表面进行了形貌观察,对点腐蚀坑处进行了线扫描,分析了高氮钢耐点蚀的机理。研究表明,在不同浓度和pH值的NaCl溶液中,高氮钢的点蚀电位达到1.2 V以上,800H钢的点蚀电位在0.3 V以下。扫描图显示腐蚀区域内,高氮钢的点蚀坑稀少且面积较小,800H钢的点蚀坑密集且面积较大。线扫描表明氮在腐蚀坑内的含量略有下降;氮在钝化膜/金属界面富集,形成NH₄⁺,并且抑制侵蚀性Cl^-的吸附是提高高氮钢耐蚀性的原因。     

节镍型奥氏体不锈钢组织性能及控制机理研究

节镍型奥氏体不锈钢生产中合理控制其C、N含量和Cr、Ni当量,使其冷加工硬化小,拉深成形性能优异,形变诱导马氏体量少,时效开裂风险小,室温下奥氏体组织稳定是其生产应用的关键技术难点。为此,研究了不同化学成分节镍型奥氏体不锈钢在热轧、退火、冷轧退火后的金相组织及力学性能,分析了奥氏体稳定性和冷轧形变诱导马氏体相变的控制规律。结果表明:试验钢在热轧后奥氏体组织呈未完全再结晶状态,退火后奥氏体组织再结晶充分,晶粒尺寸为12～14 μm,且低的碳含量有利于改善碳化物的析出情况;试验钢冷轧变形过程中马氏体转变受奥氏体稳定性的影响,即受M_d30/50温度控制及化学成分的影响,M_d30/50温度值越高,镍当量越小,奥氏体稳定性越差,形变诱导马氏体含量越高,冷轧变形抗力越大,在退火过程越容易发生马氏体向奥氏体的逆转变,形成晶粒尺寸呈“双峰”状分布的混晶组织。因此,化学成分设计是实现节镍型奥氏体不锈钢性能的基础;同时,将本试验钢冷轧退火温度从1 080 ℃提高到1 100 ℃,且降低退火工艺速度,以延长带钢在退火炉内的时间,使奥氏体晶粒充分长大,控制晶粒尺寸为8.0～9.0级,才能保证钢卷获得良好的使用性能。