Z3CN20-09M铸造不锈钢的热老化机理研究

为了研究Z3CN20-09M铸造不锈钢长期服役后的热老化机理,采用硬度法和透射电子显微分析法研究了国产Z3CN20-09M铸造不锈钢在400℃加速老化1×104h后的性能和组织变化.试验结果表明：与原始态相比,热老化1×104h后Z3CN20-09M钢的洛氏硬度上升了21.37%,同时由于铁素体内调幅分解形成的富Cr的α′相和富Fe的α″以及奥氏体相内的析出物导致铁素体相和奥氏体相的显微硬度分别上升了70.81%和25.15%.调幅分解所引起的铁素体脆化是材料脆性增大的主要原因.     

Z3CN20．09M 铸造双相钢热老化的调幅分解

基于核电站压水堆的一回路主冷却管道的服役条件,本文对Z3CN20．09M 铸造双相不锈钢进行了长时热老化实验,采用透射电镜对其老化态的显微组织进行观察,从热力学和动力学方面分析其随热老化时间的转变规律．实验结果表明,铁素体相在热老化3000 h后开始发生调幅分解,形成了明暗相间富铁的α相和α′相斑点状组织,在α/γ相界有极少量C r2 N相析出．调幅分解首先在晶界发生,随着老化时间延长,逐渐向晶内扩展．老化12000 h后调幅分解进行较充分,而且铁素体基体和位错线上有与之共格的G相析出．整个老化分解过程符合经典调幅分解理论．     

Z3CN20-09M钢高温高压水蒸气腐蚀行为研究

为了探究压水堆核电站一回路工况条件对Z3CN20-09M不锈钢的氧化腐蚀行为的影响,采用恒温氧化法对Z3CN20-09M钢在400℃、16.0MPa水蒸气中和400℃空气中的氧化行为进行了对比研究.利用不连续增重法研究其氧化动力学,通过扫描电子显微镜观察氧化膜微观形貌,用能谱分析判断氧化膜成分,X射线衍射仪分析其具体物相组成.试验结果表明:Z3CN20-09M不锈钢在高温高压水蒸气中,氧化动力学曲线遵循双直线规律,在空气中氧化动力学曲线遵循指数规律,水蒸气中腐蚀速率大于空气中腐蚀速率,说明水蒸气对腐蚀有加速作用;高温水蒸汽中氧化膜形貌为针状和大尺寸颗粒状,氧化物为Cr2O3、Fe2O3和FeCr2O4,高温空气中氧化膜形貌为小尺寸颗粒状和絮状,氧化物为Cr2O3和Fe2O3.     

奥氏体不锈钢蒸煮器缺陷的评定计算与分析

本文对进口蒸煮器含裂纹缺陷进行了评定计算。通过用有限尺寸条板的单边裂纹类比,采用四次方程近似,作出b/R_1=1/20和b/R_1→0两条曲线,再用补插值绘制F(a/b、15/760)曲线,求得适合该蒸煮器缺陷尺寸的F(5/15,15/760)值。对埋藏裂纹采用K判据和COD判据;对内表面裂纹采用以双参数为基础的失效评定图(FAD)判据,用以判定裂纹缺陷的存在对该蒸煮器安全性的影响。     

长期热老化对铸造奥氏体不锈钢断裂韧性的影响

为了研究热老化对铸造奥氏体不锈钢断裂韧性的影响及其微观机理,按照ASTME1820-05a等实验标准,采用标准C（T）试样对Z3CN20.09M铸造奥氏体不锈钢进行了热老化断裂韧性测量.结果表明：Z3CN20.09M铸造奥氏体不锈钢的断裂韧性随热老化时间的增加呈现下降趋势;通过SEM观察断口发现,断裂机制由原始态的微孔聚集型断裂转变为解理断裂和微孔聚集断裂的混合断裂;断裂韧性J值与热老化时间t满足幂指数关系.对该材料制造的主管道的热老化断裂韧性做出外推预测.     

镍对07Cr17Ni12Mo2N奥氏体不锈钢组织和高温拉伸性能的影响

利用Gleeble-1500D热模拟机对07Cr17Ni12Mo2N奥氏体不锈钢试样分别在950,1000,1 050,1 100℃以0.05 s-1的应变速率进行了高温拉伸试验,通过分析试验钢组织、断面收缩率曲线、抗拉强度曲线、断口形貌,研究镍对试验钢高温拉伸性能的影响.结果表明：降镍后试验钢仍为单一的奥氏体组织;热塑性有所降低,断面收缩率平均下降了18.87％;抗拉强度平均提高了12.39％.     

模拟工况热老化对Z3CN20-09M钢组织与性能的影响

为探明压水堆核电站一回路管道用钢在模拟工况环境下的热老化行为,以主管道用Z3CN20-09M奥氏体不锈钢为研究对象,对其在400℃、16.5 MPa含硼离子水蒸气中热老化不同时长后的显微组织、纳米压入硬度和冲击吸收功的变化规律进行了研究.利用扫描电子显微镜观察了热老化不同时长后的冲击断口形貌.试验结果表明:与原始态对比,经模拟工况热老化后Z3CN20-09M钢的铁素体相尺寸、分布和形态均无明显变化,而基体中位错密度随老化时长降低,老化过程中基体和位错线上有第二相的析出,且在老化3 000h时发生调幅分解,生成富Cr的α′相与富Fe的α相;铁素体相的纳米硬度随老化时间的增加由3.43GPa增加至6.08GPa,奥氏体相由3.02GPa增加至3.49GPa;冲击吸收功Akv随老化时间的延长由397.5J降低至214.0J.断裂形式由具有拉长韧窝特征的微孔聚集型韧性断裂,逐渐转变为具有解理台阶、鱼骨状花样和撕裂棱特征的准解理断裂.引起力学性能和断裂方式变化的主要原因是调幅分解生成的α′脆性相.     

模拟工况热老化对Z3CN20-09M钢冲击性能的影响

为探究压水堆核电站一回路主管道用不锈钢长期在服役过程中冲击性能的变化规律,本文将Z3CN20-09M钢经模拟工况介质(400℃、16.5 MPa含硼离子水蒸气)分别加速热老化3 000h、5 000h、10 000h、15 000h后进行示波冲击试验,利用扫描电子显微镜对冲击断口进行分析.试验结果表明:随着热老化时间的延长,试样的屈服力F_(gy)、最大力F_m、不稳定裂纹扩展起始力F_(iu)均表现为逐渐增大,试样的不稳定裂纹扩展起始功W_(iu)、不稳定裂纹扩展终止功W_a、冲击总功W_t逐渐降低,裂纹扩展功W_t-W_(iu)降低幅度较小.当热老化时间超过10 000h后,试样的上述性能指标变化幅度趋缓,出现老化饱和迹象.试样的断裂方式由具有拉长韧窝特征的微孔聚集型韧性断裂逐渐转变为具有解理台阶和撕裂棱特征的准解理断裂.     

奥氏体高锰钢的切削过程与形变强化规律

金属切削过程是切削层金属的塑性变形和断裂过程 .切削过程中 ,金属的形变强化、裂纹形成与长大的知识对理解切屑分离和流出是必要的 .本文应用快速落刀及金相分析方法研究了奥氏体温锰钢 5 0Mn18Cr4切削变形过程中的形变强化和微裂纹形成与扩展规律 .研究表明 ,切削过程中的形变强化规律符合幂函数规律 ;切削刃处切削材料的分离是该局部材料形变强化达到断裂应力的结果 ;奥氏体高锰钢切屑属挤裂型切屑 ;切屑断裂源于剪切带 ;在切屑沿前刀面流出过程中 ,因流速不等而产生的弯矩是导致切屑局部剪切失稳的重要原因     

奥氏体不锈钢焊接热影响区开裂敏感性的测试与研究

应用热机械模拟系统Ｇｌｅｅｂｌｅ２０００Ｓｙｓｔｅｍ，通过焊接热影响区（ＨＡＺ）致脆开裂物理本质的模拟性试验———热拉力试验，对两种某核电站用高压热水管道材料———含铌和含钛奥氏体不锈钢的ＨＡＺ韧脆性变化行为进行了测试和研究．结果表明：ＨＡＺ致脆开裂敏感性随铌、钛含量的增加而提高，且含铌钢的ＺＤＲ（零韧性区域）远大于含钛钢．     

奥氏体不锈钢的低温离子软氮化处理

利用低压等离子体辉光放电技术对AISI 31 6奥氏体不锈钢进行低温离子软氮化硬化处理。处理后的奥氏体不锈钢属于一种无氮化铬或碳化铬析出的氮和碳的过饱和固溶体 (S相结构 )。这种渗入钢中的过饱和氮和碳元素引起奥氏体晶格发生畸变 ,使渗层的硬度和耐磨性都有较大幅度的提高。由于处理后的奥氏体不锈钢渗层内的最大含氮量和最大含碳量分别出现在不同的深度 ,既有离子渗氮处理的高硬度 ,又有离子渗碳处理的高渗层厚度和良好的硬度梯度等特点     

奥氏体不锈钢活性屏离子渗碳机理的研究

分别采用活性屏离子渗碳和直流离子渗碳工艺对奥氏体不锈钢进行了渗碳处理．试验结果表明,活性屏离子渗碳可以获得与普通直流离子渗碳同样的处理效果,在奥氏体不锈钢表面获得单一的Sc相组织,从而显著提高奥氏体不锈钢的硬度和耐磨性能,并能克服直流离子渗碳工艺中的不足．收集活性屏上溅射下来的粒子进行分析,结果表明这些纳米级粒子主要是中性的Fe3C和Fe2C5,它们是活性屏渗碳过程中活性碳原子的载体．通过对活性屏离子渗碳机理的探讨,认为和活性屏离子渗氮的机理相似,也是一个溅射一吸附一脱附的过程．     

奥氏体不锈钢晶间腐蚀

综述了奥氏体不锈钢产生晶间腐蚀的基本原理,影响其晶间腐蚀的各种因素以及可采取的相应的措施,并提出了未来应用价电子理论从电子结构层次上探究和改善不锈钢耐晶间腐蚀的想法。     

奥氏体不锈钢离子渗氮层相结构与性能研究

对1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢进行离子渗氮处理,研究不同渗氮条件下渗氮层的相结构与性能。结果表明:1Cr18Ni9Ti不锈钢离子渗氮时,钢中Cr与氮反应仅形成CrN,而非Cr2N;伴随CrN的形成,渗层原奥氏体转变为马氏体。经V(N2)∶V(H2)为1∶9及1∶3气氛氮化,渗氮层韧性很高;当气氛V(N2)∶V(H2)达3∶1时,形成大量γ′、ε相,渗层韧性剧减;气氛V(N2)∶V(H2)为1∶3时,耐磨性最佳。     

AISI 304奥氏体不锈钢活性屏离子渗碳

利用活性屏离子热处理技术对AISI 304奥氏体不锈钢进行低温离子渗碳(AS-PC)处理,可以在不锈钢表面形成一层无碳化铬析出的碳的过饱和固溶体(Sc相)。处理后的奥氏体不锈钢可以在不降低耐蚀性能的基础上大幅度提高不锈钢表面的硬度,并解决了不锈钢直流离子渗碳温度均匀性差,工件存在边缘效应等问题,ASPC渗碳试样表面基本可以保持原色。     

Corrosive Wear Mechanism of Stainless Steels

ＣｏｒｒｏｓｉｖｅＷｅａｒＭｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＳｔａｉｎｌｅｓｓＳｔｅｅｌｓＦａｎＡｉｍｉｎｇ；ＴａｏＺｉｙｕｎ；ＬｏｎｇＪｉｎｍｉｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｔａｌｌｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓＫｕｎｍｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏ...     

奥氏体不锈钢低温离子渗碳

为避免奥氏体不锈钢在渗碳过程中析出铬的碳化物而降低其原有的耐蚀性能,开发了低温离子渗碳处理技术。利用低温离子渗碳技术对AISI 316L、AISI 321和AISI304三种不同类型的奥氏体不锈钢进行了渗碳处理,并对不锈钢渗碳层组织和性能进行了研究。结果表明,渗碳温度、渗碳时间和基体材料成分对渗碳层的组织和性能都有重要的影响。渗碳温度在400~550℃时,AISI 316L和AISI 321不锈钢可以获得无碳化物析出的具有单一γc相结构的渗碳层;XRD分析结果证实了550℃是AISI 321和AISI 316L奥氏体不锈钢的临界渗碳温度,500℃是AISI 304不锈钢的临界渗碳温度,在此温度以上渗碳时,渗碳层有铬的碳化合物析出;含有Mo或Ti的奥氏体不锈钢(AISI 316L,AI-SI 321)和不含Mo或Ti的不锈钢(AISI 304)相比,在400~500℃渗碳时可以获得较好的渗碳层。