新型奥氏体耐热不锈钢C-HRA-5的热变形行为

为了获得C-HRA-5钢轧制生产的最佳工艺参数,采用Gleeble-3800热力模拟试验机对C-HRA-5钢进行了双道次热压缩实验.实验在变形温度范围为900～1100℃,应变速率范围为0.01～1 s-1,道次间隙时间分别为1、5、15、30s的条件下获得C-HRA-5钢的真应力-应变曲线.采用0.2％补偿法计算得到...     

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。     

高温时效对S31042钢管室温拉伸性能的影响

研究了700℃0～3 000 h时效对Φ57 mm×9.7 mm S31042无缝钢管(%:0.06C、0.35Si、1.18Mn、24.50Cr、20.54Ni、0.40Nb、0.23N)室温拉伸性能的影响。结果表明,0～1 000 h时效时,随时效时间的增加,S31042钢屈服(R_p0.2)和抗拉强度(R_m)迅速增加,但钢的伸长率(A)和断面收缩率(Z)急剧降低;当时效时间超过1 000 h,各项性能变化趋缓;随时效时间增加,室温拉伸断口由含丰富韧窝的韧性断口逐渐过渡到沿晶脆性断口;0～1000h时效随时效时间增加,晶界处Cr₂₃C₆相迅速增多,超过1 000 h时效,析出相的变化不明显。     

碳化物对粉末冶金刀具钢断裂机理的影响

通过对M390粉末冶金刀具钢材料进行扫描电子显微组织观察、X射线衍射分析以及原位拉伸试验,研究了M390粉末冶金刀具钢微观组织结构和拉伸断裂行为,并分析了碳化物在粉末冶金刀具钢断裂过程中的作用。研究发现：M390粉末冶金刀具钢的显微组织是由基体和分布在基体上的碳化物两部分组成,其中基体组织为铁素体,碳化物则包括富铬等合金元素的M₇C₃和M₂₃C₆型碳化物,这些碳化物相严重影响M390粉末冶金刀具钢的断裂。随着外加载荷增加,分布在基体上的碳化物相提前开裂,形成裂纹源,裂纹呈现穿过或绕过碳化物的形式扩展,在进一步加载的情况下,裂纹处形成应力集中,导致基体发生脆性断裂。碳化物相成为M390粉末冶金刀具钢断裂过程的薄弱环节。试样断口呈现脆性断裂特征,并包含少量韧窝,且韧窝中存在第二相质点,即碳化物。     

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。     

低氧含量V-5Cr-5Ti合金的高温拉伸性能研究

采用真空电子束熔炼技术制备了低氧含量(0.018％～0.022％,质量分数)的V-5Cr-5Ti合金,利用光学显微镜(0M)、电子万能试验机和扫描电镜(SEM)研究了该合金在25,300,900和1100℃温度下的拉伸力学性能及断裂行为特点.结果 表明:变形后的低氧含量V-5Cr-5Ti合金在1020℃×1.5 h的真...     

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。     

合金元素对KT5331叶片钢析出相及高温持久性能的影响

热力学软件及试验研究合金元素对KT5331钢析出相的影响。结果表明:M_(23)C_6析出温度、析出量由C元素决定,钢中Cr、Mo元素含量对M_(23)C_6析出温度影响较大。Laves相析出量由W含量决定。根据合金元素对析出相的影响规律,分析了合金元素对KT5331钢高温持久性能的影响。结果表明:降低C含量,Cr、W元素含量在下限,Mo元素含量在中上限,对KT5331钢高温持久性能有利。     

临界区高温侧正火对COST-FB2钢组织与性能的影响

采用扫描电镜、光学显微镜、力学性能测试等手段研究了临界区高温侧正火工艺对COST-FB2钢的显微组织与力学性能的影响.结果表明：临界区高温侧正火促进了COST-FB2钢中的球状奥氏体增加,同时抑制了针状奥氏体的发展,三次临界区高温侧正火能达到消除组织遗传的目的;最终热处理后的显微组织表明,临界区高温侧正火处理能够优化COST-FB2钢中的析出相,使M₂₃C₆析出相呈细小状弥散分布;临界区高温侧正火处理明显提高了COST-FB2钢的强度和韧性,其中三次临界区高温侧正火后钢的抗拉强度和屈服强度都提高了12%左右,但随着临界区高温侧正火次数的增加,组织中开始出现粗化的M₂₃C₆相,使钢的冲击韧性稍有下降.     

Investigation on the strengthening mechanism of S30432 austenitic heat-resistant steel

From the viewpoint of energy-saving and environment protection,it is necessary to develop Ultra Super Critical（USC） fossil-fired power plants.In order to ensure the reliable operation of power plants under high steam conditions,good mechanical properties（particularly high creep strength）,corrosion resistance and fabricability are generally required for the heat resistant steels used in USC boilers.Among these heat-resistant steels,S30432 austenitic heat-resistant steels are of interest due to high creep strength,excellent oxidation and corrosion resistance at temperatures up to 650 -700℃.In this paper,the strengthening mechanism of S30432 austenitic heat-resistant steel was investigated based on the precipitation behavior of S30432 during aging and creep at 650℃.Results show that the microstructure of as-supplied S30432 steel is austenite,the main precipitation consists of only Nb（C,N）.After aged for 10 000 h or crept for 10 712 h,there is a slight increase in the size of fine Nb（C,N）,but the transformation from Nb（C,N） to NbCrN does not occur.Aging and creep results in the precipitation ofε-Cu and M₂₃C₆.The coarsening velocity ofε-Cu particles diminishes greatly and they are still very fine in the long-term creep range.With the increase of aging and creep time M₂₃C₆ carbides tend to coarsen gradually.The size of M₂₃C₆ is larger and the coarsening is easier in contrast toε-Cu and Nb（C,N）.Nb（C,N） precipitates in the as-supplied microstructure,while aging and creep result in the precipitation ofε-Cu and M₂₃C₆.High creep rupture strength of S30432 steel is attributed to the precipitation hardening ofε-Cu,Nb（C,N） and M₂₃C₆.Extremely,ε-Cu plays an important role in improving the creep rupture strength of S30432,and at least 61%of the creep rupture strength of S30432 at 650℃results from the precipitation hardening ofε-Cu particles.     

10CrNi2Mo3Cu2V耐热钢的高温析出与脆化机制

摘要：利用光学显微镜、扫描电镜、力学性能测试等方法,分析了10CrNi2Mo3Cu2V耐热钢锻件的脆化原因,并研究了钢在1050～850℃区间的高温析出行为,及其对冲击韧性的影响。结果表明,锻件脆化由粗大的链状M6C相引起,950～850℃温度区间,钢中发生M6C相的高温析出行为,导致冲击韧性恶化。析出温度区间内,降低温度、延长时间均能促进析出相的形核与长大,使M6C相含量增加,尺寸长大,分布更加聚集,逐渐形成链状形貌。Mo元素偏析能够提高M6C相的开始析出温度、增加相含量。锻造温度是影响高温析出行为的关键因素,应控制终锻温度不小于950℃,避免锻后脆化。     

新型含铝奥氏体耐热钢中合金元素作用机制研究现状

为了提高火力发电站的发电效率,有效降低环境污染,需要提高发电机组的工作温度和工作压力。这就对结构用钢提出了更高的要求,令其不仅要在含水蒸气的环境下具有良好的抗腐蚀能力,还要满足高温环境对力学性能的要求。新型含铝奥氏体耐热钢(AFA钢)能在高温下形成连续、致密的Al₂O₃层,具有比Cr₂O₃层更好的保护作用;同时,AFA钢基体中会析出MC、Laves和L1₂-Ni₃Al等多种沉淀相,可有效提高抗蠕变性能,因此AFA钢有望用于火力发电站机组。分析了合金元素添加对AFA钢组织演变、析出相的影响规律,阐述了合金元素在抗蠕变和抗氧化方面的作用机制,并对未来AFA钢合金元素的调整方向作出展望。     

中厚板拉力试样断口宏观形貌及其产生机理分析

随着钢材需求量的日益增加,需方对钢材产品质量要求也越来越高。由于拉伸试样断口的宏观形貌能从一定程度上反映钢材的某些冶金与轧制缺陷,人们对断口的宏观形貌也越来越关注。通过中厚板拉力断口形貌特征的描述及其产生机理的分析,划分出5类常见的不同形貌断口,它有益于力学测试人员的正确判断,有益于工艺的改进,有益公司质量管理和质量判定。     

硅对铁素体耐热不锈钢韧脆转变行为的影响

铁素体耐热不锈钢18Cr-Al-Si具有优良的导热性能及良好的耐高温气体腐蚀性能,同时复合添加铝和硅元素又确保了其具有优异的抗高温氧化性,该钢是应用于超(超)临界电站锅炉连接件的一种新型耐热钢材料。以往,对于连接件材料的加工主要采用传统的水切割加工成型方法,但生产效率较低且成本较高;采用室温冲压加工成型的方法时,由于该类铁素体耐热不锈钢板脆性较大,容易在钢板厚度中心处产生裂纹;而采用带温冲压加工(即在韧性温度区间加工)时,则可避免钢板中心开裂的问题。为了提高连接件材料的生产效率,需要优化和确定该钢带温加工工艺参数。采用系列温度夏比冲击试验方法并借助扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)及能谱仪(EDS),研究了硅含量(质量分数为0%～0.9%)对18Cr-Al-Si钢韧脆转变行为的影响。结果表明,随着硅含量的增加,各试验温度下的冲击吸收功逐渐降低、韧脆转变温度(DBTT)升高、微观断口中解理面数量增多、韧窝面积逐渐减少。硅元素对退火后的18Cr-Al-Si钢微观组织及析出物影响较大,随着硅含量的增加,钢中铁素体晶粒尺寸逐渐增加,M₂₃C₆     

原位观察MnS对非调质钢拉伸性能各向异性的影响

利用激光共聚焦扫描显微镜原位观察S质量分数为0.065%的非调质钢纵向与横向拉伸过程中MnS的行为,研究MnS形貌与分布对非调质钢各向异性的影响.原位观察表明锻后钢中存在大量长条形MnS,横向与纵向拉伸过程中MnS长度方向与拉力方向取向不同.横向拉伸过程中MnS更易与基体分离产生裂纹,裂纹随MnS长度方向扩展长大,最终导致基体的断裂.MnS在纵向拉伸时不易与基体分离,因此对纵向拉伸性能影响较小.钢中群聚分布的MnS有利于裂纹的聚合长大,会促进基体的断裂.     

1000MPa热镀锌双相钢组织和断裂机理

模拟热镀锌工艺,在实验室生产了1000MPa级热镀锌双相钢.利用原位拉伸实验,对其断裂行为进行了观察,进一步探讨了其断裂机理.结果表明:实验用钢经820℃退火后,可以获得抗拉强度为1022MPa、延伸率为9.5%的F+M双相钢;动态拉伸过程中,裂纹尖端的塑性区会萌生新的微裂纹,塑性区内的铁素体晶粒内部会产生\     

第三代汽车钢的热塑性及断裂机理

采用Gleeble-1500热模拟试验机,对第三代汽车钢(TG钢)在不同的变形温度下进行了热拉伸试验,研究其热塑性的变化运用光学显微镜和扫描电镜分析了实验钢热变形的断口形貌及断裂机理.发现实验钢的强度随温度的升高而降低,热塑性曲线分为第Ⅰ脆性区、高温塑性区和第Ⅲ脆性区三个区域,其中第Ⅲ脆性区存在两个塑性极小值.在1300~800℃时实验钢的组织为奥氏体,断裂方式为连孔延性断裂,动态再结晶使韧窝分离前发生了较大的塑性变形,断口为大而深的韧窝;750℃时实验钢沿奥氏体晶界析出铁素体,断裂方式为界面断裂,断口既存在着铁素体内聚失效形成的小的孔洞,也存在由于裂纹沿奥氏体晶界扩展形成的石块状形貌;650℃由于出现了铁素体的准解理,实验钢的塑性下降,热塑性曲线再次出现极小值.     

C-HRA-5含Nb奥氏体耐热钢中氮的溶解行为研究

为实现C-HRA-5含Nb奥氏体耐热钢冶炼过程气相氮合金化精确控制,进行了0.033～0.1 MPa氮气压力和1793～1853K下的气相渗氮实验,建立了含Nb耐热钢的氮溶解度模型和气相渗氮动力学模型.结果 表明:通过考虑Cr、Ni与Nb对氮活度相互作用系数,含Nb奥氏体耐热钢的氮溶解度模型计算结果和实测值吻合良好,氮...