热处理工艺对电阻应变计传感器弹性体不锈钢滞后性的影响

以称重传感器弹性体17-4PH不锈钢为研究对象,研究了不同热处理工艺对该材料滞后性的影响,并分析了内耗、弹性模量、强度以及微区塑性形变等因素对材料滞后性的影响。结果表明,时效处理前的深冷处理能降低材料的滞后。     

改善17-4PH(0Cr17Ni4Cu4Nb)锻件硬度的热处理精细化研究

通过了解17-4PH(0Cr17Ni4Cu4Nb)马氏体沉淀硬化不锈钢的原材料特性,发现该不锈钢硬度值受热处理制度的影响极不稳定,仅仅通过固溶及时效处理不能完成马氏体的充分转变。为改善这种材料的锻件硬度值的不稳定性,通过对回火温度、冷却方式的调整,摸索了不同热处理制度影响锻件硬度值的规律。为减小17-4PH(0Cr17Ni4Cu4Nb)钢原始状态对力学性能的影响,还尝试在淬火与回火热处理工序之间增加一道中间热处理,旨在消除原来不良的组织结构,使合金元素的均匀化分布、细化奥氏体晶粒。对17-4PH(0Cr17Ni4Cu4Nb)钢的沉淀硬化原理进行深入分析,发现了17-4PH(0Cr17Ni4Cu4Nb)钢热处理工艺的最佳改进方法,即在1040℃淬火并空冷,再经580℃回火并空冷后,锻件硬度值能够达到33～38 HRC的要求。     

17-4PH钢轧制棒材低温冷冲击性能的研究

对市场销售的17-4PH普通轧材棒料,采取了多种热处理工艺方案进行试验,研究了不同热处理条件下的冲击性能和组织.结果表明:对马氏体沉淀硬化钢,要获得高的冷冲击值的组织应是无δ铁索体的板条状回火马氏体组织:在材料的化学成分和热加工不变的条件下,提高材料的冷冲击韧性的热处理途径是细化晶粒尺寸和改变8铁索体的分布形态.通过试验得到提高17-4PH钢低温冲击韧性的较佳热处理工艺参数.     

热处理对17-4PH不锈钢组织和性能的影响

研究了不同热处理对17-4PH不锈钢组织及性能的影响。试验表明该钢经固溶处理后,随着时效温度的升高,17-4PH不锈钢的硬度先升高后降低,在460℃时效2 h时获得最大的硬度值。     

热处理工艺对17-4PH钢低温冲击性能的影响

研究了经两种不同工艺热处理的17-4PH钢在-60~20 ℃下的冲击性能,并对其冲击断口形貌及显微组织进行分析.结果表明:随着试验温度的降低,17-4PH钢的冲击韧性呈逐渐下降趋势;在相同的冲击试验温度下,在固溶和时效间加入816 ℃×0.5 h中间调整处理的17-4PH钢的冲击性能明显优于直接时效态试样.断口分析结果显示,直接时效态试样为准解理+韧窝混合型脆性断口,而加入中间处理的试样则为典型的韧性微孔聚集型断口形貌.加入中间处理的试样在随后的时效过程中于原始奥氏体晶界和马氏体板条界-亚晶界处产生了较多的逆转变奥氏体,呈弥散、均匀的分布,具有割裂基体、韧化组织的作用,提高了钢的低温韧性.     

电子传感器弹性体用SUS630钢不同热处理的滞后性能研究

SUS630是电子传感器弹性体常用材料,对SUS630钢进行不同条件热处理,通过透射电镜观察微观结构变化,并测试其力学、滞后和内耗性能,分析了滞后现象的形成机制。结果表明,SUS630钢经过1 050℃×100 min固溶+-70℃×250 min深冷+500℃×250 min人工时效处理后相对滞后误差较小,SUS630钢滞后随应力和施加载荷的增加而增加,随应变增加其内耗升高而模量降低。在弹性范围内加载,SUS630钢出现滞后现象的原因是材料内部位错滑移引起的微区变形。     

热处理对17-4PH马氏体不锈钢显微组织及性能的影响

利用光学金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜及显微硬度计等现代检测技术研究了不同热处理工艺对17-4PH沉淀硬化马氏体不锈钢显微组织及力学性能的影响.结果表明:在固溶处理后进行480℃时效处理时,材料强度和硬度得到提高,但是塑性有所下降.而当时效温度升高到620℃,材料的强度和硬度降低而塑性增强.在480℃时效处理前进行780℃调整处理后,可以使合金得到良好的综合力学性能.因此在本试验条件下,17-4PH钢最佳热处理工艺为在1050℃固溶处理后,先进行780℃调整处理,再进行480℃时效处理.     

17-4PH不锈钢热处理工艺

介绍了不同的热处理工艺对17-4PH马氏体沉淀硬化不锈钢力学性能及组织的影响,对其沉淀硬化机理进行了总结和探讨。17-4PH不锈钢兼有强度高、耐蚀性好的优点。传统的工艺为固溶+时效处理,普遍采用的固溶温度为1040℃,随着时效温度的提高和时效时间的延长,其强度和硬度升高,塑韧性降低。在传统工艺的基础上,增加调整处理,可以细化马氏体基体组织,提高材料的韧性及耐蚀性。对于17-4PH钢的强化机理,普遍认为与ε-Cu的析出有关,但对于其形貌的分析不尽相同。     

热老化对核电阀杆用17-4PH钢电化学腐蚀性能的影响

为了研究热老化时长对核电阀杆用17-4PH不锈钢电化学腐蚀性能的影响,在温度350℃、压力16.5 MPa下对17-4PH钢开展加速热老化试验,采用PARSTAT 2273电化学工作站和扫描电镜(SEM)研究了经不同时长热老化17-4PH钢在0.6M氯化钠溶液中的电化学腐蚀性能。结果表明,随热老化时间的延长,17-4PH钢的开路电位OCP、自腐蚀电位Ecorr和点蚀电位准b负移,自腐蚀电流Icorr和钝化电流Ip增大,电荷转移电阻Rct减小,双电层电容Cdl增大。经不同时长热老化后,17-4PH钢在0.6 M氯化钠溶液中的表面活性增加,钝化膜溶解速率增加,腐蚀反应阻力减小,耐腐蚀性能降低。SEM结果表明,不锈钢中的第二相不仅会导致不锈钢内部形成腐蚀微电池,加速腐蚀速率,还破坏了不锈钢表面钝化膜的完整性,导致不锈钢耐腐蚀性能下降。     

热处理工艺对17-4PH不锈钢组织和力学性能的影响

为研究17-4PH不锈钢的组织与性能,设计并实施热处理工艺方案,采用膨胀试验、金相观察、力学性能、硬度和冲击检测等方法,研究中间调整处理、固溶和时效温度对17-4PH钢组织、力学性能的影响。结果表明,中间调整处理可细化马氏体组织,碳化物颗粒在马氏体和奥氏体内析出,有较稳定的逆转变奥氏体形成。固溶温度提高,强度提升不明显;进行中间调整处理后,随时效温度提高,逆转变奥氏体组织含量增加,冲击性能提高,但强度明显降低。     

17-4PH钢安装座线切割加工过程炸裂原因分析

同批17-4PH钢安装座在线切割加工过程中发生多起炸裂,炸裂起始位置基本相同。采用扫描电子显微镜、光学金相显微镜及工艺试验等手段,结合安装座的实际生产工艺流程,对其在线切割加工过程中发生炸裂的原因及性质进行判定和分析。结果表明:安装座在线切割加工过程中发生炸裂应与其内部残余应力较大有关;线切割破坏安装座残余应力的平衡状态,促使其内应力重新分配,致使在线切割割面尖端位置产生大于安装座的材料抗拉强度的附加拉应力,导致裂纹产生,迅速炸裂;安装座内部残余应力较大的原因是热处理产生的残余应力与机械切削加工产生的残余应力相互叠加;通过重新进行固溶处理能够改变或降低安装座原有的峰值残余应力的平衡状态分布,可以避免其在线切割加工过程中产生炸裂的现象。     

温度场下17-4PH钢喷丸表面残余应力松弛及疲劳强度

采用喷丸处理对17-4PH不锈钢进行表面强化,研究了温度场对其残余应力和疲劳性能的影响。结果表明,结合扫描电镜等微观结构分析,采用X射线无损检测技术对室温下17-4PH不锈钢在不同喷丸参数处理后的表面残余应力进行了评价,利用旋转弯曲疲劳试验机测试了喷丸后样品的S-N疲劳曲线。然后,采用优化的喷丸处理方法,研究了17-4PH材料在150、300和450 ℃不同温度场下的高温疲劳性能和表面残余应力松弛特性。实验结果表明,17-4PH不锈钢的最佳室温喷丸工艺应选用低强度喷丸参数。同时,针对此最佳喷丸强化工艺的高温疲劳试验表明,当环境温度T<300 ℃时,喷丸能显著提高17-4PH不锈钢的疲劳寿命,当温度T>450 ℃时,17-4PH的疲劳性能反而显著降低。进一步分析表明,对于喷丸后17-4PH的高温服役,其疲劳性能降低机理是由于残余应力的严重松弛和表面完整性的降低。     

SLM成形17-4PH不锈钢微观组织与动态断裂性能

通过激光选区熔化(selective laser melting, SLM)技术制备了17-4PH不锈钢,采用电子背散射衍射(electron backscattered diffraction, EBSD)和透射电子显微镜(transmission electron microscope, TEM)等方法对沉积态和固溶态试样微观组织结构进行了分析.通过示波冲击试验确定了裂纹萌生扩展的特征阶段和动态裂纹扩展阻力曲线(J-R曲线),研究了微观组织与动态断裂性能之间的关系.结果表明,沉积态试样主要由<100>择优且沿增材方向拉长的δ铁素体柱状晶、取向随机的细小马氏体,以及少量奥氏体组成,不同截面具有显著的组织各向异性;大尺寸δ铁素体柱状晶与细小晶粒的结合面作为薄弱环节,使其脆性增加,J-R曲线的撕裂模量较低,以准解理方式断裂.固溶热处理明显弱化组织各向异性,微观组织由尺寸细小、均匀的马氏体组成,其冲击吸收能量提升1倍,动态断裂韧性优良,属于韧性断裂.大尺寸δ铁素体柱状晶与周围细小马氏体晶粒界面结合较弱是沉积态17-4PH不锈钢动态断裂性能较差的主要原因.     

调整处理对17-4PH不锈钢耐海水腐蚀性能的影响

运用化学浸泡、极化曲线、循环极化曲线、电化学阻抗谱等方法研究了固溶后直接时效状态和调整＋时效状态的17—4PH不锈钢在人工海水中的耐蚀性能，并对显微组织作了观察和分析。结果表明，17—4PH不锈钢过调整处理后再进行时效处理，自腐蚀电位和点蚀电位升高而年腐蚀率下降，耐海水腐蚀性能全面优于直接时效态试样。其原因是17-4PH不锈钢经过调整处理后进行时效可避免贫铬区的形成，并使马氏体组织呈细小化特征，材料的组织均匀性提高。     

17-4PH不锈钢480 ℃时效组织的动态演变规律

将17-4PH不锈钢锻棒固溶处理后油冷,然后选择在最佳的时效温度480 ℃时效保温0～5 h后空冷。通过光学显微镜(OM)、超景深显微镜、XRD、显微硬度仪等测试方法观察固溶、时效过程的组织演变和分析其沉淀硬化机理;采用电阻仪间接测试ε-Cu相动态时效析出过程对电阻的影响;并利用摩擦磨损试验机测试其耐磨性能。研究发现:17-4PH不锈钢固溶和时效过程没有残留奥氏体和逆转变奥氏体出现,热处理后出现板条状和块状两种马氏体形态,板条状马氏体硬度高于块状马氏体,随着时效时间的延长,两种马氏体硬度同步上升,时效析出明显提高了固溶态组织的硬度;时效2.0～2.5 h附近强化效果和耐磨性能最弱,可能与ε-Cu 相长大及与位错交互作用有关;硬度随时效时间的变化趋势与电阻正好相反。     

Aging Reactions in Precipitation Hardenable Stainless Steel

The physical metallurgy of a precipitation hardenable stainless steel—17-4 PH—is reviewed. Electron micrographs are presented describing the microstructure of 17-4 PH as a function of aging time and temperature. Phase composition and X-ray diffraction data quantitatively relate lattice parameter, nonuniform microstrain, and austenite-ferrite ratio with heat treatment.     

17-4PH不锈钢拉杆失效分析

某安装工程中作为承力构件的17-4PH不锈钢拉杆在使用过程中发生断裂,对失效拉杆进行化学成分分析、断口形貌和金相组织观察以及力学性能测试,并与完好拉杆进行了对比分析。结果表明：不锈钢拉杆是在腐蚀及应力的共同作用下发生了应力腐蚀断裂;由于热处理不当,导致失效拉杆中块状δ-铁素体的大量存在,时效过程中晶界上碳化物的析出造成材料抗腐蚀能力下降,以及材质＂硬脆＂共同导致拉杆发生断裂。     

固溶冷却方式对17-4PH钢显微组织及力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)及X射线衍射(XRD)等手段研究了固溶冷却方式对17-4PH马氏体不锈钢组织转变、强化相及力学性能的影响,阐释了Cu析出相在不同冷却方式下的析出规律及其对该钢力学性能的作用机制。结果表明,不同冷却方式下,Cu析出相的平均尺寸均在10~20 nm范围内。17-4PH钢的屈服强度随固溶冷却速率的增加而增加,塑性损失变化不大,冲击吸收能量随冷却速率的增加而降低,炉冷条件下的17-4PH钢的屈强比最低。17-4PH钢的强化机制主要为相变强化、析出强化及晶界强化,其中析出强化以切过机制为主。