316L不锈钢25～350℃中的拉伸行为及流变应力计算

通过高温试验装置在模拟井下工况温度25～350℃范围内进行了316L不锈钢的拉伸试验。结合拉伸试验数据、拉伸后微观结构以及断口形貌对316L不锈钢的25～350℃范围内的拉伸变形行为进行了探讨。应用温加工变形理论,建立了316L不锈钢在井下温度场环境中的形变本构方程。基于拉伸试验数据,计算了应变速率因子Z,变形激活能Q,建立了316L不锈钢温变形过程的流变应力计算模型,为完井设计中膨胀管膨胀施工提供了参考依据。     

316L方圆管热挤压工艺数值模拟

根据真实的316L钢应力应变关系,在Deform 3D中建立材料本构关系模型,并将该模型应用于316L钢热挤压数值模拟。对内圆外方的异型钢管材热挤压进行了数值模拟和生产试验。研究了挤压温度、挤压速度对挤压生产的影响。结果表明,模拟挤压力与实际挤压力符合较好;确定的热挤压工艺为:挤压温度1180~1200℃,挤压速度200mm/s。根据热挤压工艺生产出了满意的316L方圆管制品。     

退火时间对316L不锈钢纤维组织与力学性能的影响

对集束拉拔法制备的316L不锈钢纤维进行950℃保温不同时间的退火处理,研究了保温时间对316L不锈钢纤维显微组织、抗拉强度、伸长率的影响。结果表明:拉拔过程中316L不锈钢纤维最佳保温时间为2 min,纤维状组织已完全转变成等轴晶组织,奥氏体晶界明显,316L不锈钢纤维的强度有所下降,下降70 MPa左右,但变形能力得到很好的恢复。     

大口径厚壁无缝管的挤压过程力学理论分析

热挤压是制备大口径厚壁管的一种精密方法,挤压力是选择挤压设备和校核挤压机部件强度的依据;因此,求解计算精度高的挤压力计算公式在生产中尤其重要。在极坐标系下建立管材挤压变形的计算模型,采用主应力法理论分析厚壁管的挤压变形过程及计算公式。该公式能够同时反映挤压力与挤压比、挤压角、高度的关系,为厚壁管实际生产中的参数选择提供理论依据。     

建筑用316L不锈钢微纳米双峰尺度组织及力学性能研究

研究了建筑用316L不锈钢在冷变形前后的显微组织和力学性能。结果表明,316L不锈钢的硬度和应变诱导马氏体体积分数均随冷变形量的增加而增加。当冷变形量为90%、退火温度为815~860℃时,316L不锈钢的综合力学性能最佳,并且此退火温度范围对应材料的微纳米双峰尺度晶粒所占比例较高。     

316L不锈钢套筒热挤压工艺研究

对316L不锈钢套筒热挤压成形工艺和模具设计进行了研究,确定了加热温度、压力等主要工艺参数及模具结构,制定了最终热处理工艺。挤压成形工艺与切削加工相比材料利用率提高。     

316L奥氏体不锈钢的高温流变行为

为建立能准确描述316L不锈钢流动特性的本构模型并合理制定其热成形工艺参数,采用圆柱试样在Gleeble-3500热模拟试验机上对316L奥氏体不锈钢进行等温压缩变形试验,研究316L不锈钢在变形温度为900℃~1 100℃、应变速率为0.01s-1~2s-1条件下的流变行为,建立其热变形本构方程。结果表明,变形温度和应变速率对流变应力有明显影响,流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率的增加而升高。建立了材料常数α,n,lnA,及应变激活能Q与应变之间的非线性关系;316L不锈钢的热变形行为可用包含Arrhenius项考虑应变、应变速率及温度影响的本构方程描述。通过相关系数r、平均相对误差(AARE)对本构方程的准确性进行分析,结果表明,该方程可以准确预测316L不锈钢的高温流变行为。     

高氮奥氏体不锈钢与316L不锈钢的冷变形行为研究

以一种含氮量达1.0%(质量分数)的高氮奥氏体不锈钢N10和316L不锈制为研究对象,通过在室温下对这两种材料施加不同的压缩变形量,研究了两种材料变形后的显微组织、真应力-真应变曲线和显微硬度.结果表明,两种材料在冷变形量小于20%时,机械孪晶和滑移共同参与变形.随变形量增加至50%,316L的变形方式过渡到以滑移为主,而高氮钢中机械孪晶和滑移仍共同参与变形.高氮奥氏体不锈钢在变形过程中不发生马氏体相变,表明其具有较高的结构稳定性;而316L中有马氏体形成.高氮不锈钢的固溶态强度、硬度和加工硬化系数均显著高于316L,冷变形可大幅提高两种材料的强度.两种材料的显微硬度均与晶粒取向有明显相关性,晶粒取向对显微硬度的影响大于变形不均匀性的影响.对高氮不锈钢表现出的优异性能的机制进行了分析和讨论.     

冷变形对梯度结构316L不锈钢微观结构及力学性能的影响

对梯度结构316L不锈钢进行了不同变形量的冷轧制。利用X射线衍射和电子背散射衍射技术研究了轧制过程中钢的相组成和微观结构演变,揭示了结构演变引起的力学性能变化。结果表明,冷变形梯度结构316L不锈钢表面马氏体体积分数随变形量的增加而增加,晶粒在轧制过程中沿着轧制方向被均匀拉长并且细化,晶粒内产生大量的位错缠结、交割等亚结构。显微硬度逐渐提高并趋向于均匀化,拉伸强度得到显著提高,同时保持着良好的塑性。20%冷变形梯度结构316L不锈钢具有最优的强塑性能,其优异强度来源于轧制带来的晶粒细化、大量位错以及相变生成的马氏体相,而梯度结构协调粗细晶不均匀变形与马氏体相变的相变诱导塑性效应共同保证了其良好的塑性。     

316L奥氏体不锈钢在高温水中的应力腐蚀

为了得到裂纹尖端应力强度因子(K)、塑性变形量及水化学对316L奥氏体不锈钢在核电厂高温高压水中应力腐蚀开裂(SCC)的影响规律,采用dK/dt和dK/da两种不同的降K方式,在含氧与含氢高温水中,研究了冷变形316L不锈钢应力腐蚀裂纹扩展速率(CGR)与K值的关系。结果表明:在高变形量和苛刻的腐蚀环境条件下,316L不锈钢的应力腐蚀CGR对K值的依赖性降低;同时,降K加载过程得到的CGR比恒K加载时的低。     

316L不锈钢表面Ni-P镀层在腐蚀过程中的腐蚀行为研究

研究基于化工标准的316L不锈钢在腐蚀过程中表面Ni-P镀层的腐蚀行为有重要的科研意义。本文在316L不锈钢表面镀Ni-P层,并对其腐蚀过程进行了进一步研究。结果表明,316L不锈钢表面镀Ni-P层,并且采取适当的热处理工艺,可以显著地改善316L不锈钢在强酸环境和高温环境下的抗腐蚀能力。     

316L不锈钢热加工硬化行为及机制

在Gleeble-1500热模拟试验机上, 通过高温压缩实验对316L不锈钢的热加工硬化特点和机制进行了研究. 根据Ludwik幂函数模型对实验数据进行了非线性拟合, 并用 Crussard-Jaoul分析法计算了Ludwik幂函数模型的n值. 实验结果表明: 316L不锈钢在热变形过程中易发生加工硬化, 真应力-应变曲线上未出现应力峰值; 热变形过程中发生了部分动态再结晶, 这一不完全的软化机制无法抵消热加工硬化的作用, 另外在热变形过程中发生了孪生行为, 这是热加工硬化的主要机制之一.     

选区激光熔化316L不锈钢的拉伸性能

对选区激光熔化(selective laser melting,SLM) 316L不锈钢的拉伸性能及断裂机制进行了研究,并对拉伸断裂后的试样进行显微组织表征与分析,探究了拉伸变形过程中微观组织的演化规律。结果表明:采用选区激光熔化技术制备的316L不锈钢具有较好的强塑性匹配,其中晶粒内部纳米尺度胞状结构有助于强度的提升;其拉伸性能明显优于传统手段制备的316L不锈钢。选区激光熔化316L不锈钢在拉伸过程中奥氏体晶粒内部产生形变孪晶,并且形变孪晶的出现存在取向相关,在取向接近001的晶粒中不易出现,而在取向接近110-111的晶粒中较易出现。     

445J2铁素体不锈钢的耐蚀性分析

采用组织分析、拉伸试验、盐雾腐蚀试验、电化学及应力腐蚀等试验方法,研究了高耐蚀超纯铁素体不锈钢445J2和奥氏体不锈钢316L的组织及耐蚀性能。研究表明,445J2不锈钢加工硬化倾向小,深拉伸成型性好;比316L密度低,导热性能好,热膨胀系数小,不易产生热变形,耐盐雾腐蚀性能、耐点蚀性能比316L更优异,不具有晶间腐蚀敏感性和应力腐蚀倾向,可替代316L奥氏体不锈钢用于耐蚀性要求较高的水系统、建筑屋面、幕墙等众多领域。     

异质层状结构316L不锈钢的制备及其力学性能

采用传统轧制及退火手段制备了异质层状结构316L不锈钢,通过光学显微镜和透射电镜观察了材料的组织,并利用X射线衍射方法对其物相进行了分析,最终系统研究了处理前后316L不锈钢板的力学性能。结果表明:75%冷轧变形后的316L不锈钢,其内部形成了层状的超细晶组织,剧烈塑性变形诱发了马氏体相变,材料的强度和硬度显著提高,但是其伸长率很低。750℃退火过程中,不锈钢发生了静态再结晶,马氏体相消失,基体变成单相奥氏体组织,不锈钢的综合力学性能得到提高。轧制与退火相结合的工艺可以获得一种由超细晶与微米再结晶晶粒组成的异质层状结构。拉伸变形时,这种异质层状结构可以提供协调非均匀塑性变形的几何必须位错,几何必须位错与可动位错相互缠结,提高了材料的应变硬化率,使得316L不锈钢可以获得良好的强度-塑性匹配。     

Micro-FAST成形过程中电流大小对颗粒变形的影响

创新性地采用多物理场活化烧结微成形技术(Micro-FAST)制备了316L不锈钢和纯Cu微型齿轮。探讨了电流大小对316L不锈钢和纯Cu粉末体系在烧结过程中颗粒变形的影响。结果表明,在电场、力场和温度场的耦合作用下,升温过程是粉末体系实现致密化的主要过程。由于电塑性效应的影响,粉末体系在致密化过程中表现出的显著特征之一是颗粒的塑性变形。电流越大,颗粒的变形量越大,粉末体系的轴向尺寸减小量越多,最终微型烧结体的相对密度也越大。     

316L不锈钢25～300℃动态拉伸及流变应力计算

通过动态拉伸试验和断口形貌分析,探讨316L不锈钢可膨胀筛管基管在25～300℃的井下温度场范围内的动态应力-应变关系;根据温加工变形理论,分析316L不锈钢可膨胀筛管基管在25～300℃流变应力与塑性应变关系,应用金属的动态回复理论和动态应变时效理论,建立316L不锈钢可膨胀筛管基管在井下温度场及温加工变形条件下的本构方程,通过引入应变速率因子Z,得出316L不锈钢可膨胀筛管基管在温加工阶段的流变本构方程,为可膨胀筛管井下膨胀施工工程提供依据.     

316L与2205不锈钢在硫酸溶液中的腐蚀行为

采用浸泡、动电位极化等方法研究了316L与2205不锈钢在5%H2SO4溶液中的化学与电化学腐蚀行为,探索两种材料在的稀硫酸溶液中的腐蚀敏感性和耐蚀性。结果表明:在化学腐蚀过程中,316L不锈钢表面出现一些点蚀坑,而2205不锈钢的表面平整光滑,无腐蚀现象发生,2205不锈钢的腐蚀速率约为316L不锈钢的1/10;在电化学腐蚀过程中,316L不锈钢的腐蚀速度与腐蚀倾向大于2205不锈钢。在相同条件下,2205双相不锈钢表现出更好的耐蚀性。     

管端内壁堆焊316L的可行性分析

为了分析管线钢钢管和复合钢管端部堆焊316L是否可行的问题,分别对内衬复合钢管和普通管线管端部采用316L,309L+316L进行堆焊,从堆焊层化学成分、冲击韧性、堆焊层硬度、拉伸试验、弯曲试验、腐蚀试验等各个方面进行评价,总结出了复合钢管和普通管线堆焊结果的异同点,为解决复合钢管及普通管线管堆焊不锈钢316L提出了一种可行的思路。     

先进喷涂技术制备316L不锈钢涂层的结构与性能研究

相较于铝、铜等有色金属涂层,316L不锈钢涂层具有较高硬度和耐磨性、良好的耐腐蚀等特性,在诸多工业领域均有迫切需求。本文采用冷喷涂和大气等离子喷涂技术制备了316L不锈钢涂层,分别借助扫描电镜、显微硬度和磨损试验等检测手段研究了涂层的微观结构、显微硬度和磨损特性,对比探讨了涂层的磨损机理。试验结果表明,大气等离子喷涂制备的316L不锈钢涂层层状结构明显,存在大量的孔隙。而冷喷涂316L不锈钢涂层非常致密,且无明显氧化。冷喷涂涂层较低的孔隙率和沉积过程中的加工硬化现象,使得冷喷涂316L不锈钢涂层的硬度明显高于大气等离子喷涂涂层,具有更好的耐磨性。冷喷涂涂层在摩擦过程中的摩擦磨损机理主要为磨粒磨损,而大气等离子喷涂制备的316L不锈钢涂层的磨损机理为磨粒磨损和疲劳磨损的复合磨损形式。