稀土元素对一种Cr—Ni奥氏体钢高温蠕变断裂行为的影响

研究了填加0.15％混合稀土对Cr18Ni18Si2奥氏体不锈钢高温蠕变断裂强度、塑性及断裂机制的影响。 试验结果表明,稀土能够明显提高Cr18Ni18Si2奥氏体钢的蠕变断裂强度和塑性,但随着温度和应力的     

用热处理方法提高耐热钢高温强度的研究

本文介绍了能提高奥氏体耐热变形钢高温持久强度的高温固溶析出处理方法。通过试验得出:4Cr25Ni20变形钢经过高温固溶析出处理后,982℃,41MPa的持久破断时间由原变形态的13h提高到191h。2Cr25Ni20变形钢经过高温固溶析出处理后,900℃,49MPa的持久破断时间间由原变形态的3.6h提高到127h。证明高温固溶析出处理后变形钢的高温持久强度得到明显的提高,可达到同钢种的离心铸造材的高温持久强度。分析认为变形钢经高温固溶析出处理后,由于在粗大晶粒的晶界上析出了锯齿形连续的M_7C_3、M_(23)C_6碳化物,使晶界强化,在高温应力作用下晶界不易产生空洞和裂纹,因此钢的高温强度得到提高。     

00Cr18Ni5Mo3Si2双相不锈钢晶间腐蚀性能的研究

本文研究了高温热处理后00Cr18Ni5Mo3Si2双相不锈钢(18-5钢)的晶间腐蚀性能。由于高温敏化加热后水冷时,沿α/α晶界和α/γ相界析出M_(23)C_6型富铬碳化物,导致碳化物附近的贫铬区,使18-5钢在EPR法和T法中均产生晶间腐蚀。高温敏化加热后空冷时,M_(23)C_6型碳化物和大量羽毛状γ′相沿晶界析出,但经EPR法和T法检验,均无晶间腐蚀倾向。无论空冷或水冷,高温热处理得到粗大铁素体晶粒的18-5双相不锈钢,在T法试验后弯曲时,均发生脆性断裂。     

奥氏体化温度对4Cr5MoV1Si（H13）高温脆性的影响

本文研究了奥氏体化温度以及变形温度对4Cr5MoV1Si(H13)钢高温脆性的影响,试验结果表明,当奥氏体化温度等于或大于115℃时出现高温脆性。作者认为沿晶界析出的第二相颗粒、碳化物在热变形过程中的动态析出、杂质原子在晶界的偏析以及晶粒尺寸的大小是影响高温脆性的重要因素。     

热处理炉炉辊材料失效分析

本文通过对失效热处理炉辊的分析,发现炉辊Cr25Ni20Si2耐热钢在长期高温使用中,组织退化为奥氏体及沿晶界分布的棒状、粒状的网状碳化物,碳化物尺寸较大;能谱分析表明,材料中合金元素因碳化物在晶界处产生了严重的偏聚;在高温、氮气保护环境下,炉辊产生强烈渗氮,热处理炉因工艺需要升降温频繁,氮化物产生分解,炉辊冷却后氮在钢中有缺陷处析出,形成类似于氢致＂白点＂的裂纹,随使用时间增加,升降温次数增多,在辊内开裂、辊面鼓泡导致炉辊失效.     

稀土在晶界存在形式及对晶界状态的影响

本文根据稀土元素的特性及国内外有关试验研究结果,评论了稀土在晶界存在形式及对晶界状态影响等问题。主要内容包括: 1.钢中稀土存在形式及分布; 2.稀土产生晶界偏聚的理论分析; 3.晶界富集稀土及其存在形态的实验观测; 4.稀土对晶界能、晶界扩散、晶界内耗、碳化物沿晶界析出和晶界强度等的影响。     

冷处理对高碳铬马氏体钢9Cr18Mo组织转变及析出行为的影响

采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜-能量色散X射线光谱仪(SEM-EDS)等分析技术，研究了冷处理过程显微组织的转变和冷处理对回火过程碳化物析出行为的影响。结果表明：9Cr18Mo钢经冷处理后残余奥氏体含量降低，硬度升高；冷处理过程马氏体板条细化、大角度晶界比例和位错密度增加；碳原子在冷处理过程偏聚形成富碳区域或形成细小碳化物析出；在回火过程中，碳原子与合金原子形成大量合金碳化物析出；经过冷处理后，碳化物在回火过程中开始析出温度降低，引起了二次硬化峰偏移。     

高温渗碳齿轮钢的晶粒粗化行为

  为了开发适合980 ℃高温渗碳的齿轮钢，利用伪渗碳方法，研究了铌质量分数为0、0.036%、0.060%和0.100%的18Cr2Ni2Mo渗碳齿轮钢在930和980 ℃的晶粒粗化行为。结果表明，由于析出NbC钉扎晶界，铌微合金化可以显著细化试验钢在930和980 ℃奥氏体化后的晶粒尺寸，且随着铌质量分数增加，铌微合金化明显抑制试验钢在980 ℃长时间奥氏体化晶粒粗化倾向。添加0.100%Nb的18Cr2Ni2Mo齿轮钢在980 ℃奥氏体化20 h后，平均晶粒尺寸仍然在26 μm左右，适合于980 ℃高温长时间渗碳。     

1Cr12Ni3Mo2VN（M152）耐热钢的脆化机制

12%Cr耐热钢的脆化一直是材料研究的热点问题,借助于力学性能测试、金相分析、断口扫描分析以及TEM微观结构分析,研究了1Cr12Ni3Mo2VN（M152）耐热钢在淬火、回火以及时效过程中产生的脆性,结果表明：淬火时的冷却速度对冲击韧性有显著的影响,冷却速度过慢将导致不可逆脆性,其脆化机制是由于缓冷时M23C6碳化物沿原奥氏体晶界连续析出,以及回火时残余奥氏体发生分解导致M2C碳化物沿奥氏体薄膜连续析出,杂质元素的原奥氏体晶界偏聚不是产生脆化的原因,导致不可逆脆化的淬火缓冷通过的温度区间为820℃～660℃;与回火温度有关的脆性有二类：450℃～500℃回火产生的（475脆性）,脆化严重,其脆化机制是杂质元素的原奥氏体晶界偏聚和脆性相的析出,去脆化处理可以恢复其韧性;另一类是在约625℃回火产生的,脆化程度较轻;高温回火后缓冷引起的脆化很复杂,杂质元素的晶界偏聚、粗碳化物的析出以及二次淬火均导致回火脆性,通过去脆化处理均可以恢复其韧性。杂质元素的晶界偏聚是脆化的主导机制,二次淬火引起的脆化受环境影响非常大,引起的脆化也非常严重,是产品质量不稳定的主要原因。595℃长期时效脆化主要是由碳化物的析出以及杂质元素的非平衡晶界偏聚引起的,临界时间约为100h,通过去脆化处理可以恢复其部分韧性。     

为改善因照射引起的应力腐蚀裂纹敏感性，促使316冷加工不锈钢和高Cr奥氏体系不锈钢化学成分、加工及热处理条件的最佳化研究

本文作者认为，采用奥氏体不锈钢制成的加压水式反应堆(PWR)挡板螺栓(BFB)上的晶界裂纹因中子照射使晶界组成低Cr、高Ni、高Si化，从而导致在(PWR)一次水系中发生PWSCC(一次水应力腐蚀裂纹)。奥氏体不锈钢的PWSCC敏感性虽然会因Cr浓度的减少、Ni和Si浓度的增加而增加，但当晶界析出与母相共格的碳化物时，这种PWSCC敏感性就能下降。     

微量镁改善H13钢中碳化物的机理研究

H13热作模具钢属于中碳钢,钢中的Cr、Mo、V含量较高,因此钢在凝固过程中这些碳化物形成元素会偏聚析出大量的网状碳化物,经过热处理也很难完全消除,从而降低了钢的性能。实验室条件下研究了向H13钢中加入不同含量的镁对钢中碳化物的影响。结果表明:微量的镁能够改善H13钢中碳化物的形状和分布,使碳化物由粗大的网状转变成细小的短条状,经过镁处理后,碳化物呈细小均匀地分布在钢中。当加入0.004%的镁时,对碳化物的改质效果最好。镁在晶界处的偏聚是改善碳化物分布的主要原因,通过理论分析发现,在钢凝固冷却的过程中镁元素在晶界处的偏聚程度较高,从而阻碍了碳化物的生长,达到细化碳化物的目的。     

热处理对1Cr12Ni3Mo2VN马氏体耐热钢组织和性能的影响

试验1Cr12Ni3Mo2VN钢（/%:0.13C,0.16Si,0.70Mn,11.42Cr,2.78Ni,1.67Mo,0.30V,0.0360N）的冶金流程为30t EAF-LF-VD-3t ESR-锻造成Φ350mm材。研究了950~1100℃淬火和200~700℃回火对1Cr12Ni3Mo2VN钢组织与性能的影响以及500℃,500~10000h时效的拉伸性能。结果表明,淬火温度950~1100℃对1Cr12Ni3Mo2VN钢力学性能的影响不明显;该钢的回火脆性区在600℃左右,但对钢的塑性的影响较小。经1040℃淬火、540℃回火的1Cr12Ni3Mo2VN钢,在500℃时效500h后,其抗拉强度和屈服强度分别下降了7.7%和5.8%,时效10000h后,其抗拉强度和屈服强度分别下降了13.4%和14.6%,断面收缩率下降了40%,主要原因是杂质元素在晶界处偏聚以及碳化物在晶界处析出。     

磷在12Cr1MoV钢中非平衡晶界偏聚动力学的实验研究

以工业用12Cr1MoV钢为研究对象,通过俄歇电子能谱分析方法（AES）,对磷在恒温过程中的非平衡晶界偏聚浓度进行了测定.获得的磷在钢中的非平衡晶界偏聚动力学曲线直接验证了非平衡晶界偏聚动力学理论中的Xu-Song模型.     

Fe-18Cr-18Mn-C-Mo(Si)-N系相图垂直截面的热力学计算

利用Thermo-Calc软件和相关数据库对Fe-18Cr-18Mn-C-Mo(Si)-N合金系在氮气压力为100 kPa下随N含量变化的变温截面进行了计算.结果发现,随着C的质量分数从0增加到0.12%时,γ相区没有发生明显的变化,但对碳化物M23C6的析出产生了显著的影响,从而改变了高氮钢奥氏体化后的析出序列.当继续添加质量分数为2%的Mo时,γ/a γ相边界向右侧移动,不但存在碳化物M23C6还有碳化物M6C.当添加不同含量的Si时,γ相区明显缩小,而且碳化物M23C6的析出温度与成分也发生了很大的变化.Fe-18Cr-18Mn-O.09C-0.8Si-0.5N钢的奥氏体化温度及Cr2N相析出温度与该合金系的热力学计算结果符合,表明这些计算结果可为Fe-18Cr-18Mn-C-Mo(Si).N合金系的成分设计及热处理工艺提供依据.     

406钢回火过程的初步探讨

通过透射电镜观察和鉴别了406钢在回火过程中的力学性能变化规律和马氏体精细结构特征,碳化物种类、形态、分布及它们之间的关系。结果表明:406钢淬火并300℃回火后具有较高的强度和韧性,是高位错密度的板条马氏体和马氏体内大量的与基体高度共格的ε-碳化物弥散析出,及马氏体板条周围2～3％的残留奥氏体网状薄膜的贡献。同时钢中含有1.5％Si和0.5％Mo,提高了ε-碳化物和残留奥氏体的稳定性,从而推迟并减缓了马氏体回火脆性凹,改善了断裂形貌。360～500℃回火脆性是由于渗碳体在板条边界析出和杂质元素在晶界偏聚的结果。     

淬火钢高温回火时稀土、磷、锰等元素的晶界偏聚

文章初步研究了稀土和砱在淬火钢回火时在原奥氐体晶界的偏聚。许多研究者都发现在Ni—Cr—P钢中,伴随着高温回火脆性的发展,发生砱在原奥氐体晶界的(?)完全,同时还发生镍随着砱的突集而在原奥氐体晶界突集。在Mn—Sb钢和Ni—Cr—Sb钢中也都发现合金元素锰和杂质元素锑的偏聚,并分析了合金元素和杂质元素的相互作用。本文在原来的研究基础上进一步测定了合金元素稀土.锰和杂质元素砱在DZ—40钢和重轨钢中淬火后高温回火时在原奥氐体晶界的偏聚。     

25Co15Ni11Cr2MoE钢回火过程中析出相的演变规律

采用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)等试验方法对一种高Co-Ni二次硬化钢25Co15Ni11Cr2MoE淬火后经300~660℃温度范围回火后析出的合金碳化物和韧化相逆转变奥氏体的析出演变规律进行系统研究。结果表明:25Co15Ni11Cr2MoE经300~660℃温度范围回火后,随回火温度升高,钢中析出的合金碳化物依次为:弥散的ε-碳化物→片状的合金渗碳体→弥散的M2C碳化物→粗化的M23C6碳化物。经495℃回火后,钢中板条马氏体基体上析出大量细小弥散的M2C碳化物,回火早期析出的粗大片状渗碳体全部回溶,并在马氏体板条间析出薄膜状韧化相逆转变奥氏体。回火温度提高至530℃后,逆转变奥氏体含量继续增加,但其形貌逐渐由薄膜状转变为条、块状,回火温度提高到600℃时,钢中的逆转变奥氏体含量达到极大值。     

0Cr19Ni15Mn5Mo2NbN铸钢晶界高温相析出及对力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜及透射电镜,结合Thermo-Calc热力学分析,研究了铌稳定化0Cr19Ni15Mn5Mo2NbN奥氏体不锈钢铸钢晶界处高温相析出行为及其对力学性能的影响。结果表明,0Cr19Ni15Mn5Mo2NbN钢晶界处存在Nb Cr(CN)、Nb(CN)2种大尺寸高温析出相,均为凝固末期液析形成。在铌含量确定条件下,这2种大尺寸晶界析出相在凝固末期的竞争析出行为受碳含量的影响。碳含量存在临界成分,碳含量低于临界成分时,Nb Cr(CN)首先液析形成;碳含量高于临界成分时,Nb(CN)首先液析形成。液析形成的NbCr(CN)热稳定性较高,1 050℃固溶处理无法使之完全溶入奥氏体。沿晶界分布的大尺寸析出相,对0Cr19Ni15Mn5Mo2NbN铸钢固溶热处理后的塑性及冲击韧性损害较大。     

18Ni马氏体时效钢高温缓冷脆性的研究

许多人研究了18Ni马氏体时效钢在高温范围内因慢冷引起的脆性.一般认为脆性的产生与原始奥氏体晶界析出TiC和Ti(C,N)有关.作者系统地研究了产生脆性的规律、行为和原因,所得结果与前人的工作不同.主要结果为:高温退火(1200°C,1hr)和在最敏感温度(950°C)中间等温保持后在原始奥氏体晶界有许多M_3B_2串状析出物并在晶界形成网状.此外,还探讨了控制和消除这种脆性的方法.     

分步冷却过程中磷的非平衡晶界偏聚

研究了分步冷却过程中12Cr1MoV钢磷的非平衡晶界偏聚。从理论上计算了磷的晶界偏聚等效时间和晶界偏聚量，并用实验验证了根据动力学计算得出的磷的晶界偏聚浓度。试验结果与理论计算值相符．可为预测钢在实际服役状况下的晶界脆性提供依据。