M23C6析出相对节镍型奥氏体不锈钢冷轧表面裂纹的影响

为找出生产的节镍型奥氏体不锈钢冷卷表面裂纹形成原因,通过光学显微镜、扫描电镜对表面裂纹进行检测分析并结合热处理试验及热力学软件JMatPro进行分析计算研究。检测分析发现裂纹处晶界存在大量的析出相,据此推测析出相是导致钢材冷轧形成表面裂纹的主要原因。模拟连续退火工艺开展热处理试验,结果表明正常退火工艺无法完全消除热轧工序钢卷晶界处聚集的大量析出相。计算研究该成分体系下奥氏体不锈钢的平衡相图,结合能谱及透射电镜衍射斑点分析,结果表明M₂₃C₆碳化物的沉淀温度范围为500～925 ℃,钢卷从高温缓慢冷却下来会析出M₂₃C₆碳化物,析出鼻温区为850～900 ℃。以此结合实际工艺流程对减少钢卷中M₂₃C₆碳化物析出提出了可能的措施。     

18Mn18Cr高氮钢析出相特征及形成机制

通过金相显微镜、扫描电镜、电子探针显微分析、透射电镜及热力学计算软件研究C和N含量对铸态及时效态18Mn18Cr高氮钢析出相特征及形成机制的影响.研究发现在铸态,随C/N质量比降低,析出相依次为Cr₂₃C₆相、σ相和Cr₂N相.增加C或N含量可分别促进Cr₂₃C₆相和Cr₂N相析出.C和N含量影响实验钢凝固模式及不稳定铁素体相共析分解产物.18Mn18Cr0.44N钢凝固模式为AF模式,不稳定铁素体相共析分解反应为δ→σ+γ₂（0.025% C）和δ→γ₂+Cr₂₃（C_xN_y）₆（x/y>1）（0.16% C）;18Mn18Cr0.72N钢凝固模式为A模式,晶界处存在少量颗粒状Cr₂N相.在固溶时效态,实验钢仅析出片层状的Cr₂N_0.39C_0.61相.随C+N含量增加,片层状析出相体积分数和片层间隙增加,析出孕育时间减少.     

9Cr18Mo马氏体不锈钢的平衡相热力学计算

采用Thermo-Calc热力学计算软件,对9Cr18Mo马氏体不锈钢(%:0.95～1.10C、16.0～18.0Cr、0.4～0.7Mo)平衡析出相M₂₃C₆和铁素体以及非平衡凝固进行了模拟计算分析。结果表明,凝固时9Cr18Mo钢中C、Cr、Mo和Fe偏析都比较严重;C和Cr含量对M23C6析出量以及M₂₃C₆与基体中的Cr、Fe含量有一定的影响;而Mo含量的变化仅对M₂₃C₆析出量以及M₂₃C₆所含Cr、Mo元素有所影响。     

2Cr12Ni4Mo3VNbN钢中析出相的热力学计算与试验分析

 利用Thermo-Calc热力学软件计算了2Cr12Ni4Mo3VNbN钢中各个元素在成分范围内均为中值时的平衡相图,同时计算了2Cr12Ni4Mo3VNbN钢中碳、铬、钼、铌、氮元素含量变化时的平衡相图,以此分析钢中主要平衡析出相和合金元素含量对析出相析出行为的影响。为验证热力学计算的可靠性,采用XRD、SEM及TEM等分析方法对热处理后的2Cr12Ni4Mo3VNbN钢中析出相类型进行了试验验证。结果表明,钢中的平衡析出相为MX相、M₂₃C₆、M₆C、Z相和Laves相。在热力学平衡条件下,MX相在850 ℃转化为Z相,M₆C在787 ℃转化为Laves相。但是在实际热处理过程,由于保温时间较短且冷却速度较快,上述转化过程不会发生,所以钢中主要析出相为MX相、M₂₃C₆和M₆C。平衡析出相种类与相分析的试验结果基本一致。MX相存在大尺寸的一次MX相和细小弥散的MX相,MX相主要受铌、氮元素影响,其析出量随氮含量升高而升高,析出温度随铌含量升高而升高;M₂₃C₆相的析出温度随碳含量增加而升高,析出量也随之升高;M₆C的析出温度随铬含量增加而降低,随钼含量增加而升高;在成分范围内,元素控制原则为增加碳含量以增加M₂₃C₆的析出强化作用,减少铬含量以避免热加工时进入δ-Fe相区,减少钼含量以降低Laves相析出倾向,减少铌含量以降低一次MX相的析出温度,氮含量需要采取中间量以减少一次MX相析出,增加低温阶段细小弥散的MX相析出。     

S31254超级奥氏体不锈钢析出相演变及微观表征

利用热力学计算了S31254超级奥氏体不锈钢在500~1 200 ℃温度范围内的平衡态析出相,并结合热模拟试验、扫描电镜、透射电镜等方法,对不同析出物的析出行为进行了表征和分析。结果表明,S31254不锈钢奥氏体基体中可存在的第二相包括σ、χ、Laves等金属间相,Cr₂N、π型氮化物相以及M₂₃C₆型碳化物相,高Mo、高N、高Cr含量是该钢析出相种类复杂的主要原因;试验钢具有高的第二相析出倾向,σ相开始析出温度约为1 150 ℃,而在900~800 ℃区间可发现χ相和σ相的转变,χ相更易作为一种稳定相存在;析出相的析出位置和形貌呈现不同特点,晶界析出主要为σ相、χ相和Laves相,而晶内主要有呈针状和块状分布的χ相和呈棒状析出的Cr₂N相。     

T91耐热钢析出物的热力学计算和平衡相分析

采用Thermo-Calc热力学计算软件,对191耐热钢(%:0.09C、8.57Cr、0.90Mo、0.19V、0.08Nb、0.04N)600～1600℃存在的平衡相M₂₃C₆和MX进行了热力学计算。结果表明,T91钢600～1600℃主要平衡析出相为M23C6和MX,M₂₃C₆开始析出温度860℃,MX为1200℃。MX相中首先析出富Nb碳氮化物,随后析出富V碳氮化物。随钢中Nb、V、N含量的提高,MX的数量和平衡开始析出温度均有提高,其中N的影响最为显著。     

表面脱碳对高氮不锈轴承钢中析出相的影响

X30N高氮不锈轴承钢在经过热处理后,材料表面会出现脱碳脱氮层,为研究C、N等局部成分变化对材料中第二相析出的影响,采用10 g/L氯化锂-40 g/L磺基水杨酸-5%(V/V)甘油甲醇溶液,通过电解萃取的方法将析出相从基体中分离,并利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)研究了析出相的结构和形貌,用碳硫分析仪、定氮仪和电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)研究了析出相的元素含量。研究结果表明：经过热处理后,试验钢中主要析出相的类型为M₂₃C₆和Cr₂(C,N),脱碳表面以Cr₂(C,N)为主,随着距离脱碳表面深度的增加,M₂₃C₆的衍射谱峰逐渐明显,总析出相的含量逐渐增加,在脱碳表面下0.4 mm时基本达到稳定,C元素含量较脱碳层表面增加了460%,N元素含量较脱碳层表面增加了38.9%,总析出相元素含量较脱碳层表面增加了85.2%。Cr₂(C,N)的形貌为球状颗粒,M₂₃C₆     

P92耐热钢物理化学相分析

采用物理化学相分析方法研究了P92耐热钢的回火及时效后碳化物和金属间化合物的析出行为,并通过实验确定了P92钢中析出相的萃取和分离方法、钢中析出相的类型、含量及组成结构式等。研究结果表明,回火态试样中含有M₂₃C₆与M(CN)两种析出相,时效100 h后,X-ray分析结果出现Laves相。随着时效时间的增加,Laves相也明显增加,且W、Mo含量高的试样在时效后Laves相析出量增加较多, M₂₃C₆的析出量增加较少, M(CN)析出相含量变化不大。P92钢在短时间内析出的 Laves相有显著的强化效果,在1 000 h内增加Laves相析出量能有效提高P92钢室温及600 ℃下强度。     

钒对高铁制动盘钢中碳化物析出及力学性能的影响

随着列车时速不断提高,制动盘承受的热负荷不断增大,这对制动盘材料提出了更高的要求.为了提高制动盘钢的机械性能及耐热疲劳性,钒元素被添加到制动盘钢中.本文研究了不同淬火温度时V含量对Cr-Mo-V系制动盘钢组织及力学性能的影响,并通过Thermo-Calc热力学软件、碳复型、透射电镜、能谱分析等方法对不同V含量时析出相的演变规律进行研究.结果表明,增加钒含量使高温析出的V（C,N）含量增加,细化奥氏体晶粒和回火马氏体组织.淬-回火态析出相主要为V（C,N）、（Mo,V）C、M₇C₃和M₂₃C₆.随钒含量增加,大尺寸M₂₃C₆和M₇C₃的析出被抑制,对韧性损害降低;小尺寸（Mo,V）C含量增多,析出强化效果增强.淬火温度为880~900℃时,增加钒含量能细化马氏体和减少大尺寸碳化物,弥补了析出强化对韧性的损害,故冲击功变化不大.淬火温度为920~940℃时,提高钒含量促使（Mo,V）C量急剧增加,冲击功快速下降.实验钢淬火温度不应超过900℃.     

回火温度对COST-FB2转子钢析出相与力学性能的影响

 为了调整COST-FB2转子钢的强韧性,采用OM、SEM和TEM等手段研究了回火温度对COST-FB2转子钢的析出相类型与力学性能的影响。结果表明,随着回火温度由350 ℃升高到750 ℃,试验钢的强度、硬度不断下降,塑性和冲击功上升;试验钢350 ℃和570 ℃回火后的高强低韧性可通过再次在700 ℃回火改善。淬火后COST-FB2转子钢中的残余奥氏体,可通过在570 ℃回火消除;在350 ℃和570 ℃回火后马氏体板条内部有大量针状的M₃C,700 ℃回火后的显微组织中M₃C消失,M₂₃C₆在原奥氏体晶界和马氏体板条界上析出,750 ℃回火后晶界上的M₂₃C₆有聚集粗化的现象,部分马氏体板条存在回复现象。     

奥氏体不锈钢中氮溶解度的热力学计算和实验研究

采用热力学分析方法,对固态不锈钢304、304L、301S和301L(γ-相)以及奥氏体不锈钢熔体中氮溶解度进行了计算,得出了氮溶解度的计算模型;同时通过1 kg MoSi电阻炉对4种奥氏体不锈钢在1520～1580℃和33～100 kPa压力下的渗氮行为进行了实验研究。结果表明,氮在固态奥氏体不锈钢的γ-相中的溶解度最高;在常压冷却、凝固过程中存在的液相、δ-相至γ-相的转变;当不锈钢熔体中相对于δ-相过饱和的氮在钢中以气泡形式析出,则降低了奥氏体钢的氮含量,所以采用常压快速冷却或加压浇注有利于冶炼高氮奥氏体不锈钢。     

不同热处理状态下2205双相不锈钢中析出相变化的讨论

双相不锈钢因热处理或焊接过程,在300～1100 ℃影响区域内析出σ相,χ相等金属间相以及Cr2N,M23C6等析出相,这种析出倾向既受温度范围、冷却速度等因素的影响,又受合金元素含量的影响。本研究的目的是考察2205双相不锈钢不同热处理状态下析出相的变化。在选择好合适的电解制度后,实验利用电解分离的方法将不同时效条件下的析出相从基体中分离出来。通过扫描电镜（SEM）和X射线衍射（XRD）定性分析了析出相的形貌和结构特性,并利用激光粒度仪（DLS-sizer）分析提取残渣的粒度分布。此外,利用氧氮仪和碳硫仪分析了不同时效条件下析出相中氮和碳的含量,同时用化学湿法和电感耦合等离子光谱仪对析出相的分离与定量成分检测进行研究。实验用化学和物理的手段揭示了双相不锈钢在不同热处理状态下析出相种类、含量、元素组成和颗粒粒度的变化。     

中温时效对022Cr21Ni2Mn5N钢析出行为及冲击韧性的影响

采用Thermo-Calc软件对022Cr21Ni2Mn5N双相不锈钢的近平衡态析出相进行了计算分析。采用光学显微镜、透射电镜、物理化学相分析方法对经中温时效处理后试验钢第二相的析出温度、种类、数量和位置进行了观察和研究,并分析了第二相析出行为对钢的冲击韧性的影响机理。结果表明:022Cr21Ni2Mn5N双相不锈钢在600~700℃中温时效时的析出相主要为六方结构的Cr_2N相和面心立方结构的M_(23)C_6相,未见σ相析出。中温时效时,受制于该钢较低的C含量,M_(23)C_6相析出位置仅局限于相界、晶界处。该钢较高的N含量促进钢中Cr_2N相析出,并在相界、晶界和铁素体晶内均有发现。时效初期M_(23)C_6和Cr_2N均具有较高的析出速度,时效时间继续延长析出量增长放缓。时效处理时间和温度直接影响钢的冲击性能:时效初期第二相的快速析出导致钢的冲击功急剧下降;时效足够长时间,第二相析出量达到饱和,钢的冲击功趋于稳定值;并且600℃长时时效时,钢的冲击功值达到最小。     

奥氏体不锈钢TP347H高温服役后磁化机制

摘要：针对超临界机组奥氏体不锈钢（TP347H）管高温运行后管壁出现的磁化现象进行研究。通过显微组织观察、扫描电镜及能谱分析，对其磁性产生原因进行分析。试验结果表明：强磁性区域可分为基体区（Ⅰ区）、大块析出相区（Ⅱ区）及氧化层区（Ⅲ区），而弱磁性区域则仅存在基体区（Ⅰ区）与大块析出相区（Ⅱ区），大块析出相主要含Ni元素，氧化层则为主要富含Cr、Fe、Ni、O，长期高温运行后Ni的大量析出并形成大块析出相区是导致奥氏体不锈钢TP347H发生明显磁化的主要原因。     

粉末冶金制备高氮不锈钢的研究进展

概述了加压冶炼制备高氮不锈钢存在的问题,介绍了粉末冶金制备高氮不锈钢的发展现状,其中包括高压气雾化法、机械合金化法等高氮不锈钢粉末制备技术,和注射成形、热等静压成形、热挤压、粉末包套烧结–自由锻造、等离子烧结成形等高氮不锈钢粉末致密化及成形技术,指出了粉末冶金制备高氮不锈钢存在的问题,并对其未来的发展趋势进行了预测。     

高能球磨法制备超细不锈钢粉末的研究及应用前景

阐述了高氮不锈钢和不锈钢-陶瓷复合粉末的优点,介绍了高氮不锈钢和不锈钢-陶瓷复合粉末的高能球磨制备方法。展望了高氮不锈钢和不锈钢-陶瓷复合材料的应用领域及前景。     

升温模式对高氮不锈钢粒样中氮元素测定的影响

粒状样品是炉前实验室测定氮含量的常用样品形态,但用于测定高氮不锈钢过程中经常出现鼓泡状熔体现象,严重影响氮含量分析准确性。实验对氧氮分析仪测定粒状高氮不锈钢样品中氮含量的影响因素进行了探讨,分析了影响样品脉冲熔融状况和高含量氮元素测定结果准确性的相关因素,认为待分析样品形态、样品中气体元素总量和成分特殊性是主要的内在影响因素,而脉冲熔融升温速度的快慢是外在影响因素。在原因分析的基础上,对脉冲炉升温程序进行试验,提出了适用于高氮不锈钢粒状样品中氮含量测定的阶梯升温模式:用时25s,脉冲炉功率由1452W升至2176W,然后快速升温,5s内功率由2176W升至4500W。将确定的阶梯升温模式用于耐热不锈钢、双相不锈钢及高强度无磁不锈钢中氮含量的测定,与常规方法的屑状样品测定结果比较,差值小于国家标准方法的重复性限r。     

马氏体时效不锈钢高温析出相的热力学计算

利用热力学计算软件Thermo-Calc,研究了新型马氏体时效不锈钢0.007C-13Cr-7Ni-4Mo-4Co-2W在800～1200℃固溶温度下基体组织和析出相的变化。通过透射电镜(TEM)、选区电子衍射花样(SADP)和X-射线能谱分析(EDS)法研究了马氏体时效不锈钢固溶态显微组织结构。结果表明,马氏体时效不锈钢高温析出Laves- Fe₂Mo相,固溶温度超过1 050℃,析出相全部溶解。     

氮在6Cr21Mn10MoVNbN气阀钢熔体中的热力学分析

采用当量法对高氮钢钢液中的氮含量进行了推导,并用304不锈钢和316不锈钢的有关试验数据进行了验证,确定当量法可以进行高氮钢液氮溶解度的估算。随着合金含量的提高,氮在钢液中的溶解度会逐渐偏离Sieverts定律。通过热力学分析,得出了6Cr21Mn10MoVNbN气阀钢钢液中氮溶解度的估算公式。     

不锈轴承材料的研究和发展

概述了高碳铬型不锈轴承钢、高温不锈轴承钢、含氮不锈轴承钢以及特殊用途的不锈轴承材料的研究现状和基本性能。简要介绍了不同冶炼工艺对不锈轴承材料性能的影响。为不同工作条件下选用所需的不锈轴承材料提供了选择依据。