Cr18Ni9Cu3NbN奥氏体不锈钢的性能研究

利用金相、XRD和SEM分析试样的组织结构和断口形貌.研究新型奥氏体不锈钢Cr18Ni9Cu3NbN的冲击、持久强度、室温拉伸和高温短时拉伸性能.结果表明:该钢的室温、高温短时拉伸性能与Super304H钢相当,高温持久强度极限优于Super304H钢.     

Super304H奥氏体不锈钢的高温抗氧化性能

对Super304H奥氏体不锈钢在550～800℃进行高温氧化试验,结合氧化动力学规律去研究Super304H奥氏体不锈钢的氧化机理。结果表明,Super304H奥氏体不锈钢在550～800℃氧化质量增加曲线遵循抛物线规律,在750～800℃时60 h以内氧化质量增加趋势最明显,100 h后质量增加高达0.005 mg·mm^-2。在550～750℃逐渐生成致密的氧化膜,主要由Cr₂O₃和Fe_3-xCr_xNiO₄混合氧化物和少量CuCrMnO₄构成。升高温度会促进Cr的选择性氧化,使得Cr₂O₃保护膜开裂,800℃时暴露出的Fe基体与氧原子反应生成瘤状Fe₃O₄,氧化膜厚重并伴有剥落现象。应变速率为3.2×10^-4 s^-1时,不锈钢的抗拉强度随氧化温度升高而降低,600℃的抗拉强度最大,达350 MPa; ...     

固溶处理对奥氏体不锈钢07Cr18Ni11Nb高温力学性能的影响

研究了固溶处理对奥氏体不锈钢07Cr18Ni11Nb高温力学性能的影响。结果发现,500、600 ℃高温屈服强度随固溶处理温度的升高逐渐降低,500、600 ℃高温抗拉强度无明显变化。当固溶处理温度≤1100 ℃时,奥氏体晶粒尺寸基本保持不变;当固溶处理温度＞1100 ℃后,奥氏体晶粒逐渐长大,固溶处理温度达到1200 ℃时,奥氏体晶粒尺寸可增大至100 μm以上。在600 ℃以下进行高温拉伸试验时,奥氏体晶界仍然是决定强化效果的重要因素,晶粒尺寸越小,高温屈服强度越高。     

Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的高温力学性能

采用Gleeble-2000热模拟试验机对Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢进行高温拉伸试验,利用扫描电镜-能谱仪对拉伸试样断口形貌及断口附近的显微组织进行观察,用Thermo-Calc软件计算试验钢的相变及析出相,研究了Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的高温力学性能。结果表明,试验钢的第Ⅰ脆性区＞1200 ℃,第Ⅲ脆性区为850~950 ℃,未出现第Ⅱ脆性区,第Ⅰ脆性区的出现主要是在加热过程中试验钢由γ奥氏体向δ铁素体转变引起的,第Ⅲ脆性区的出现是因为沿晶析出M₂₃C₆、M₂(C, N)等硬脆相引起的;试验钢的抗拉强度随着拉伸温度升高而降低,断面收缩率在1000~1200 ℃温度范围内逐渐增大并表现出极佳的热塑性,断面收缩率均在70%以上,温度超过1200 ℃后断面收缩率急剧下降;Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的热锻温度应选择在1000~1150 ℃之间,在此温度范围内试验钢的断面收缩率均在70%以上,并且可以避开第Ⅰ与第Ⅲ脆性区。     

奥氏体耐热不锈钢310S的抗高温氧化性能研究

采用增重法研究了奥氏体耐热不锈钢310S在700、900和1 000℃空气中高温氧化动力学,并结合X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)等手段,对氧化膜的形貌和组成进行了分析.结果发现,700℃时氧化速率比较稳定且氧化增重较小,其余温度下氧化增重较大且遵循抛物线规律.该钢中Cr在高温时容易形成FeO·Cr2O3、FeO·Fe2O3和尖晶石结构(FeCr2O4,NiCr2O4)等保护性氧化膜,是310S钢具有良好的抗高温氧化性能的重要原因.     

309SMOD奥氏体耐热不锈钢的高温氧化行为

采用增重法分析了309SMOD奥氏体不锈钢板材在不同温度下的氧化行为,获得了该钢高温氧化的抛物线动力学曲线,利用SEM、EDS及XRD对氧化物的形貌和物相进行了分析。结果表明,800 ℃氧化物形貌为板状和块状,900 ℃、1000 ℃的氧化物主要为尖晶石颗粒。309SMOD奥氏体不锈钢表面由于高温氧化生成具有3层结构的混合氧化物膜,最外层结构为MnCr₂O₄和FeCr₂O₄,次外层结构的氧化物为Cr₂O₃,最内层结构的氧化物为SiO₂,这种结构的氧化膜使得309SMOD奥氏体不锈钢具有良好的抗高温氧化性能。     

奥氏体耐热不锈钢310S的抗高温氧化性能研究

采用增重法研究了奥氏体耐热不锈钢310S在700、900和1000℃空气中高温氧化动力学,并结合X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)等手段,对氧化膜的形貌和组成进行了分析。结果发现,700℃时氧化速率比较稳定且氧化增重较小,其余温度下氧化增重较大且遵循抛物线规律。该钢中Cr在高温时容易形成FeO·Cr2O3、FeO·Fe2O3和尖晶石结构(FeCr2O4,NiCr2O4)等保护性氧化膜,是310S钢具有良好的抗高温氧化性能的重要原因。     

0Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢热浸镀铝层的抗高温氧化性能

通过SEM、EDS、XRD分析了0Cr18Ni9Ti钢热浸镀铝层在1000℃氧化180 h后的组织变化情况,以及高温抗氧化性能与微观结构的关系.结果表明,热浸镀铝层的高温氧化动力学曲线符合抛物线规律,其抗高温氧化性能明显优于未浸镀件.在1000 ℃氧化180 h试验表明,镀层由Al和FeAl2相转变为β-NiAl相和FeAl相,以及很少量的β-Al2O3相.在高温氧化过程中,真正起到抗高温氧化作用的是扩散层中的金属间化合物FeAl相和β-NiAl相,B-Al2O3氧化膜主要起抑制氧进入的作用.     

奥氏体不锈钢热浸镀铝层的抗氧化特性

为进一步提高奥氏体不锈钢0Cr18Ni9Ti的高温使用性能,对该钢进行了热浸镀铝处理和抗高温氧化性能的试验.试验结果表明:经热浸镀铝处理后,奥氏体不锈钢0Cr18Ni9Ti的抗高温氧化性能明显得到改善,其热浸镀铝层的抗高温氧化行为符合抛物线规律.1 000℃抗氧化试验表明:在高温氧化过程中,表层Al2O3氧化膜及扩散层中的金属间化合物FeAl相和β-NiAl相起到抗氧化作用.     

Cr18Ni30Mo2Al3Nb合金的高温抗氧化性能

采用称重法测得Cr18Ni30Mo2Al3Nb合金在不同温度下的高温氧化动力学曲线。结果表明,该合金的氧化曲线遵循抛物线氧化规律,具有优良的抗氧化性能。利用扫描电镜、X射线衍射的方法对氧化膜表面形貌及结构进行研究,该合金在3个温度下氧化膜完整致密,700℃氧化膜主要由Fe和Cr的混合氧化物(Fe0.6Cr0.4)2O3和少量Al的氧化物组成;800℃氧化膜主要是Al和Cr的混合氧化物(Al0.9Cr0.1)2O3和少量Al2O3及少量Fe的氧化物;900℃氧化膜主要是(Al0.9Cr0.1)2O3和Al的氧化物,还含有少量Fe(Cr,Al)2O4和MnFe2O4。     

热变形对含铌奥氏体不锈钢07Cr18Ni11Nb再结晶行为的影响

采用热模拟压缩及中试热轧的试验方法,研究了热变形对含铌奥氏体不锈钢07Cr18Ni11Nb再结晶行为的影响。结果表明:热压缩变形时,试验钢再结晶程度随变形温度、变形量的升高以及变形后保温时间的延长逐渐增大;变形温度越高、变形量越大,发生再结晶所需的保温时间越短;保温时间越长,再结晶晶粒长大越明显;轧制变形时,热轧板1/4厚度处更容易发生再结晶,随着轧制温度和变形量的升高,1050 ℃轧制变形25%时可在全厚度获得完全再结晶组织。     

一种含铝奥氏体不锈钢的高温氧化行为

采用称量法研究了新型Cr21Ni35NbAl合金分别在700 ℃、800 ℃和900 ℃空气中的静态氧化行为,并绘制其高温氧化动力学质量增加曲线。结合X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）及能谱分析（EDS）对高温氧化膜层的形貌及结构进行表征。结果表明：新合金的高温氧化动力学质量增加曲线遵循抛物线规律,700 ℃氧化膜主要为(Fe0.6Cr0.4)2O3和少量Al2O3;800 ℃氧化膜较为复杂,主要为Al2O3、(Al0.9Cr0.1)2O3和少量Fe(Cr, Al)2O4;900 ℃时氧化膜主要为Al2O3和少量(Al0.9Cr0.1)2O3。     

稀土Ce对310S奥氏体耐热不锈钢高温氧化行为的影响

采用热重分析法对不同稀土Ce含量的310S奥氏体耐热不锈钢高温氧化行为进行了系统研究,通过氧化增量曲线分析了相同温度下试验钢的氧化增量规律,并采用场发射电子探针(EPMA)表征氧化膜断面结构及元素分布,同时采用X射线衍射仪(XRD)分析氧化膜的物相组成。结果表明:在循环氧化初期,试验钢的高温氧化增量曲线遵循抛物线规律。试验钢的氧化膜由外层(Cr,Mn)₃O₄“尖晶石”型氧化物和内层Cr₂O₃氧化物组成。适量的稀土元素Ce能促进氧化物/基体界面处的应力释放,同时减少并延缓氧化膜与基体界面孔洞的形成,因而提高氧化膜的抗剥落性。     

新型Cr18Ni9NbTiN奥氏体不锈钢的高温蠕变行为

采用RDL100型电子高温蠕变试验机测试了新型Cr18Ni9NbTiN奥氏体不锈钢在650 ℃不同应力下的蠕变性能。利用SEM、TEM及EDS等观察分析了220 MPa下不同蠕变阶段的组织形貌。结果表明,蠕变初期,晶内位错密度急剧增加,位错发生缠结,晶内有细小的NbN相弥散析出;稳态蠕变阶段,位错形成网状结构,晶内有TiN颗粒析出,链状(Cr, Fe)23C6沿晶界析出,位错网和析出的第二相共同降低了位错可动性,改善了合金抗蠕变性能;加速蠕变阶段,大量扩展位错出现,延长了蠕变寿命。Cr18Ni9NbTiN钢蠕变断裂属于沿晶脆性断裂,晶界处发现部分(Cr, Fe)23C6剥落,三叉晶界处发现楔形裂纹。     

0Cr14Mn21NiN奥氏体不锈钢的析出行为

采用Thermal-Calc热力学计算软件对0Cr14Mn21NiN奥氏体不锈钢C、Cr含量变化对试验钢碳化物析出热力学特征进行了计算。通过光学显微镜、扫描电镜、透射电镜等分析方法探讨了时效温度、保温时间、变形对试验钢析出行为的影响。结果表明:析出相主要是在晶界处产生的Cr₂₃C₆,试验钢析出敏感温度为750~850 ℃。在800 ℃下时效30 min的试验钢晶界处可以明显观察到析出相的产生,随保温时间的延长,析出相含量逐渐增多,尺寸变大,并逐渐向晶内生长。时效前的变形明显缩短了析出相的孕育时间,变形后保温1 min的试验钢晶界处可观察到较多析出相的产生,晶界明显变粗。