H13、3Cr2W8V和1.2367热疲劳性能的对比研究

采用自约束热疲劳试验方法分别对H13、3Cr2 W8V和1.2367钢进行热疲劳试验,对比分析表面裂纹形貌与截面裂纹深度,计算热疲劳损伤因子。利用Gleeble-3500对材料进行高温抗压实验,并对材料的组织进行SEM观察和EDS分析,研究热疲劳裂纹的萌生、扩展与材料强度和韧性的关系。研究表明:1.2367钢热疲劳后,表面裂纹十分均匀、细小,没有形成主裂纹,其热疲劳抗力高于H13钢和3Cr2 W8V。1.2367较高的强度提高了材料热疲劳裂纹萌生的抗力,材料的热疲劳性能不仅取决于强度与硬度,也取决于良好的冲击韧性。     

显微组织结构对GJW35钢结硬质合金热疲劳性能的影响

分析了热处理后ＧＪＷ３５钢结硬质合金的显微组织结构，研究了显微组织对合金的热疲劳裂纹萌生及扩展的影响。结果表明，热疲劳裂纹优先在硬质相区中萌生、扩展，钢基体相阻碍裂纹的萌生及扩展。改善显微组织结构，可提高合金的抗热疲劳性能     

16Mn钢焊接件疲劳断裂机制研究

对16Mn钢对焊接头的焊缝及热影响区中疲劳裂纹的萌生与扩展机理进行了研究与讨论.结果发现疲裂纹的萌生与扩展与铁素体组织有关,焊接件疲劳断口很复杂,焊缝中的夹杂物对疲劳裂纹的萌生有重要影响.     

18CrNbTi铁素体不锈钢的高温疲劳性能

为了确定应力保载和气氛环境对18CrNbTi铁素体不锈钢高温疲劳性能的影响规律,在800℃及轴向拉-拉应力控制模式下研究了18CrNbTi铁素体不锈钢在氩气和模拟汽车尾气环境中且在最大拉应力处引入10s保载时间的高温疲劳行为,并与18CrNbTi不锈钢在大气环境中无保载时间的高温疲劳行为进行了对比。此外,利用扫描电子显微镜对高温疲劳断口形貌进行了观察与分析。结果表明,在大气环境中,18CrNbTi铁素体不锈钢的疲劳极限为25MPa;引入10s保载时间后,18CrNbTi不锈钢的疲劳抗力和疲劳寿命均显著降低;与在氩气环境中相比,18CrNbTi不锈钢在模拟汽车尾气环境中的疲劳抗力和疲劳寿命进一步降低。在不同实验条件下,疲劳裂纹均是以穿晶方式萌生并以穿晶方式扩展。     

高温渗碳轴承钢旋弯疲劳裂纹萌生与扩展行为

 为了提高航空轴承的服役寿命,借助QBWP-10000X型旋转弯曲疲劳试验机,研究了高温渗碳轴承钢的旋转弯曲疲劳性能和裂纹萌生扩展行为。结果表明,钢的中值疲劳强度达到913.3 MPa。有效渗层中大量M₂₃C₆和少量M₆C碳化物显著提高了试验钢的表面硬度,渗层不同碳浓度导致马氏体先后发生相变而形成408 MPa表面压应力,进而提高了钢的疲劳性能。疲劳裂纹主要萌生在表面缺陷和次表面碳化物,分别占比71.4%和 28.6%。萌生裂纹缺陷特征尺寸及承载应力对应力强度因子和循环次数影响显著,深犁沟形状由于涉及应力集中而直接影响疲劳循环次数,承受相同加载应力碳化物特征尺寸越大,循环次数越低。裂纹萌生后沿渗碳层碳化物边界快速扩展同时向芯部缓慢扩展,最后在试样疲劳源对侧近边缘区域发生准解理和韧性混合断裂。     

中碳非调质钢的高周疲劳性能

非调质钢常用来代替调质钢制造用于疲劳设计的运动部件,因而改善其疲劳性能十分重要.对于铁素体一珠光体型非调质钢,由于存在软相铁素体,其疲劳裂纹基本上萌生于试样表面的铁素体/珠光体边界,并优先沿着该边界扩展.因此,强化铁素体、改善铁素体的分布状态和组织细化是改善其疲劳性能的关键.研究结果证实,具有粗大网状铁素体一珠光体组织...     

M951合金的热疲劳行为

测试了3种镍基合金和1种定向钴基高温合金矩形缺口试样的热疲劳行为.试样缺口处萌生裂纹的扩展长度作为热循环次数的函数.实验结果表明新型镍基导向叶片材料M951合金的热疲劳裂纹萌生速率和裂纹扩展速率最低.M951合金的热疲劳裂纹主要沿晶内枝晶间扩展,主裂纹生长以裂纹尖端连续开裂的形式进行.     

稀土元素在铁素体不锈钢中的作用和应用前景

铁素体不锈钢(11%～30%Cr)的抗点蚀、抗应力腐蚀和抗高温氧化性能均优于奥氏体不锈钢。但普通铁素体不锈钢晶间腐蚀敏感性较高,塑性和韧性较低,焊接裂纹倾向较大。经分析得出,铁素体不锈钢加稀土元素可改善钢的凝固组织,影响碳、氮化物析出形态,细化晶粒,改变钢中硫化物形态和夹杂物成分,从而改善钢的横向韧性、焊接性能和疲劳性能。因此,稀土元素在铁素体不锈钢中的应用研究工作有广阔的前景。     

经济型铁素体/贝氏体高扩孔钢的组织与性能

 通过TMCP工艺实验,研究了Si、Mn含量对低碳Si Mn钢显微组织、力学及成形性能的影响,探讨了铁素体/贝氏体双相钢(FB钢)在扩孔过程中的裂纹形成及扩展行为。研究结果表明,增加Si含量,实验钢中等轴铁素体的体积分数增加,扩孔性能得到改善;而增加Mn含量,实验钢的强度和韧性显著提高,但塑性和扩孔性能有所下降。FB钢中的裂纹扩展主要是以微孔聚集机制进行,当遇到贝氏体时,裂纹通过铁素体 贝氏体相界面并剪断铁素体进行扩展。合理选择Si、Mn含量和TMCP工艺参数,可以获得690 MPa级的经济型热轧FB高扩孔钢,扩孔率达到了95%,综合性能较好。     

Z3CN20—09M铸造奥氏体不锈钢的低周疲劳行为

采用径向应变控制研究了Z3CN20-09M奥氏体不锈钢在室温和350℃高温下的低周疲劳行为.Z3CN20-09M不锈钢表现为先硬化后软化的循环特性,但硬化的程度取决于温度和应变幅.随着应变幅的增加,Z3CN20-09M钢的低周疲劳循环寿命逐渐减短,而相同循环次数下应力幅也随之提高.温度对Z3CN20-09M钢的低周疲劳行为影响较大,与室温相比高温下的循环硬化程度更高,相同应变幅下高温的低周疲劳寿命也高于常温下的寿命.通过疲劳实验的原位观察发现,奥氏体内的滑移面、夹杂物及奥氏体和铁素体两相的界面是疲劳裂纹可能的形核位置,奥氏体和铁素体两相的不协调变形使相界处产生应力集中,导致疲劳裂纹容易沿两相界面扩展.      

High- temperature fatigue property of 18CrNbTi ferritic stainless steel

In order to determine the influence of dwell time and atmosphere environment on high- temperature fatigue properties of 18CrNbTi ferritic stainless steel, the high- temperature fatigue behaviors of 18CrNbTi steel with 10s dwell time at maximum stress in argon and simulated automobile exhaust gas were investigated under axial tension- tension stress- controlled mode at 800??, and compared with its high- temperature fatigue behavior in air without dwell time. The fracture surfaces of fatigued specimens were observed with scanning electron microscope. The results show that: the fatigue limit of 18CrNbTi steel in air is 25MPa; the fatigue resistance and fatigue life of 18CrNbTi steel significantly reduce after introducing 10s dwell time; in comparison with those in argon, the fatigue resistance and fatigue life have a further decrease in the simulated automobile exhaust gas; the fatigue cracks both initiate and propagate in a transgranular mode under all testing conditions.     

1Cr17Ni1双相不锈钢室温旋转弯曲疲劳性能

在应力比R=-1,转速为5 000 r/min和室温环境下测试了1Cr17Ni1双相不锈钢光滑旋转弯曲疲劳试样和缺口旋转弯曲疲劳试样的数据,得到了2种试样的S-N曲线.并采用扫描电镜(SEM)分析了2种试样的断口形貌,研究了1Cr17Ni1双相不锈钢高周疲劳特性.结果显示,光滑旋转弯曲疲劳试样的疲劳极限为320 MPa,其疲劳裂纹萌生于试样的表面;缺口旋转弯曲疲劳试样的疲劳极限为137 MPa,其裂纹源萌生于缺口处.经计算得到1Cr17Ni1双相不锈钢的缺口敏感系数为0.67.     

建筑维护系统用高耐蚀性铁素体不锈钢的研发与应用

研究了Mo、Nb、Ti对22.5%Cr铁素体不锈钢力学性能、耐腐蚀性能的影响,研究结果表明,Mo主要以固溶状态存在于铁素体不锈钢中,通过固溶强化提高了铁素体不锈钢的强度;在Ti/Nb双稳定铁素体不锈钢中,由于粗大TiN颗粒的形成和金属间化合物在晶界的析出,钢的韧性明显降低;在Nb单稳定铁素体不锈钢中,Nb以固溶状态和Nb(C,N)析出相存在于铁素体基体中,Nb(C,N)弥散分布于铁素体晶内,并作为σ相的形核质点,避免了σ相在晶界的析出,从而改善了钢的低温韧性。在此基础上研制出建筑维护系统用的高耐蚀性铁素体不锈钢B445R。测试结果表明,B445R在氯离子溶液中具有比316L更优越的耐点腐蚀性能,而且具有良好的成形性能和焊接性能,这些优点使其成为沿海地区建筑维护系统理想的装饰材料。     

热处理工艺对12%Cr铁素体不锈钢组织性能的影响

以12%Cr铁素体不锈钢为研究对象,研究了不同退火方式、退火工艺对12%Cr铁素体不锈钢热轧板和冷轧板组织、力学性能、耐腐蚀性能、成形性能的影响。结果显示,12%Cr铁素体不锈钢高温下存在铁素体—奥氏体相变过程,在双相区退火快冷后有马氏体组织生成。通过在热退过程中引入奥氏体相变和马氏体相变,可以显著细化最终产品晶粒,提高最终冷轧产品的强度、硬度,同时保持材料耐腐蚀性能不变。该工艺生产的产品可以适用于高强度的应用场合,打破了传统12%Cr铁素体不锈钢热轧后只能采用罩式炉退火的束缚,针对产品的最终用途可以采用不同的退火方式和退火工艺进行生产。     

中高铬铁素体不锈钢表面辊痕形成机理及控制

总结了前人在铁素体不锈钢热轧黏结方面的研究工作和宝钢试制439不锈钢的实践.指出中高铬铁素体不锈钢高温强度低、抗氧化性能好是容易形成热轧黏结的主要原因.通过适当调整入口温度、轧制速度、压下率、润滑工艺等主要工艺参数,采用高速钢轧辊并保持良好的辊面质量,可显著改善热轧黏结,从而避免表面辊痕.     

Development of heat-resistant ferritic stainless steels for exhaust lines at Nisshin Steel

Exhaust emission regulations of the automotive are enforced in each country to prevent air pollution and global warming,and the restriction standard tends to become severer.Various techniques such as the combustion improvement of gasoline,upgrades of the catalyst,and the thermal capacity decreases in the exhaust lines are adopted to suit the regulations,and these lead to an increase of the maximum temperature of the exhaust gas. Recently,ferritic stainless steels are mainly used to parts of exhaust lines,as their thermal expansion coefficient is small,and the cyclic oxidation resistance and the thermal fatigue property are better than austenitic stainless steels. This paper presents newly developed heat-resistant stainless steels from Nisshin Steel for exhaust lines usage,and describes the currents of the steel development that could be envisaged in the future.With regard to improving the high-temperature strength of ferritic stainless steels,the addition of Nb,Mo and Cu is effective in solution hardening and precipitation hardening at 700℃,while the addition of Nb,Mo and W is effective in mainly solution hardening at 900℃.The addition of Cr,Si and Mn suppress the breakaway oxidation in air at 950℃up to 200 h of ferritic stainless steels containing 14%Cr.Especially,the addition of 0.8%or higher Mn would effectively improve the adherence of oxide scale.It is confirmed that ferritic stainless steels,NSSHR-1(14Cr-lMn-0.9Si-Nb) and NSSHR-2(10Cr-0.9Si-Nb-Ti ),is having a superior heat resistance,formability and cost performance compared to conventional Type441 and Type439 respectively.     

高氮不锈轴承钢高温旋弯疲劳性能及损伤机制

摘要：40Cr15Mo2VN高氮不锈钢在300、400℃条件下旋转弯曲疲劳试验，结果表明，300℃条件下安全疲劳极限强度为787MPa，400℃条件下疲劳极限强度为860MPa，300℃条件下安全疲劳极限较400℃下降85%。通过SEM观察断口发现，疲劳破坏类型均为表面缺陷起裂、夹杂物起裂及基体孔洞起裂。高温下，碳化物、晶界等在热力耦合作用下成为孔洞形核的位置，孔洞长大连接成微裂纹，成为裂纹萌生扩展的主要原因，300较400℃条件下安全疲劳极限下降的主要原因是蠕变孔洞聚集程度高，容易连接成微裂纹，导致疲劳失效。     

Ce和W对444铁素体不锈钢耐点蚀性的影响

采用浸泡失重法和电化学方法研究Ce和W对铁素体不锈钢在含Cl-溶液中耐点蚀性能的影响,并通过恒电位极化法测定不同Ce和W含量的铁素体不锈钢临界点蚀温度(CPT)。结果表明,W和Ce都可显著抑制铁素体不锈钢在FeCl₃溶液中的腐蚀溶解,且含W的不锈钢蚀坑坑底有W元素富集。Ce和W的添加提高了不锈钢在5%NaCl溶液中的临界点蚀温度,并且当W的质量分数达到1%时,可以显著增强蚀坑的再钝化能力。添加Ce和W可提高不锈钢的点蚀电位,降低腐蚀电流密度,提高不锈钢的耐点蚀性能。不同成分的铁素体不锈钢在中性氯溶液中都表现出稳定的钝态,而Ce和W的添加可以提高钝化膜的稳定性,扩大钝化区范围。