15-5PH不锈钢的时效硬化行为及耐蚀性能

利用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、洛氏硬度、动电位极化曲线和交流阻抗等方法对15-5PH不锈钢时效后的组织转变、时效硬化行为及其在Cl-溶液中的耐蚀性能进行研究。结果表明:时效温度较低(低于450℃)时,析出的富Cu相与基体保持共格关系,其硬度和耐腐蚀性能都较高。当时效温度达到550℃时,富Cu相长大,出现了逆变奥氏体,且随时效时间的延长而增多,导致硬度下降,但耐蚀性能有所提高;当时效温度升高至620℃时,富Cu相呈短棒状,且失去与基体的共格关系,逆变奥氏体继续增多,强化效应完全消失,但耐蚀性能得到改善。     

时效对0Cr15Ni5Cu2Ti钢组织与性能的影响

研究了960℃℃和1000℃固溶处理后,时效对马氏体沉淀硬化不锈钢0Cr15Ni5Cu2Ti微观组织与力学性能影响。结果表明,采用960℃和1000℃固溶处理,在455～460℃时效冲击值出现最低值,断121表现为准解理;强度和硬度在460℃时效出现峰值。主要与组织中细小富铜相共格析出有关。随着时效温度增加,钢中富铜相长大,强度和硬度也随之降低。     

含Cu马氏体时效不锈钢的组织与强韧性

通过XRD、SEM、EBSD、TEM和APT等手段系统研究了一种含Cu的Fe-Cr-Co-Ni-Mo系马氏体时效不锈钢在时效过程中析出相和逆转变奥氏体的演变规律及其对力学性能的影响。结果表明,时效过程中在基体中依次析出富Cu相和富Mo相,部分富Mo相依附于富Cu相形核长大。此外,随着时效时间的延长,逆转变奥氏体的含量增加,且逆转变奥氏体中的Cu和Ni含量逐渐升高,奥氏体机械稳定性增强,韧化作用提高。试样时效90 h后,材料的屈服强度和抗拉强度分别达到1270和1495 MPa,冲击功为81 J,断裂韧性为102 MPa·m^1/2,与商用马氏体时效不锈钢相比,表现出更为优异的强韧性匹配。     

沉淀强化钢中两相区NiAl相和富Cu相的析出特点

沉淀强化钢在900℃固溶2 h后水淬,500℃时效1 h,利用原子探针层析技术(APT)研究了残余奥氏体和马氏体两相区强化相的析出特点.结果表明,残余奥氏体中没有析出相,马氏体和马氏体/残余奥氏体界面处均有强化相析出,马氏体中靠近界面处有一层析出贫化区.界面处强化相的等效半径和间距均大于马氏体中的强化相,界面处富Cu相和Ni Al相中Cu,Ni和Al的含量均大于马氏体中的富Cu相和Ni Al相,而且界面处富Cu相和Ni Al相的分离趋势要大于马氏体,这是因为界面处存在大量缺陷,促进了强化相的长大,使得界面处和马氏体中的强化相处于长大的不同阶段.     

金属离子型抗菌不锈钢组织及其抗菌性能的研究

分析了高铜马氏体不锈钢和加银奥氏体不锈钢的组织及抗菌性能。通过HREM分析显示,高铜马氏体不锈钢经抗菌热处理后(600℃时效0.5 h),基体弥散分布着大量小于40 nm的球状-εCu相,与基体存在共格关系。随时效时间增长,-εCu相逐渐脱溶成为独立的富铜相。SEM分析显示加Ag奥氏体不锈钢固溶后富Ag质点分布在晶界。等离子质谱法显示表面涂覆液膜24 h后Cu2 、Ag 抗菌离子析出浓度分别达到75×10-4%和0.15×10-4%,这是高铜和加银不锈钢具有100%抗菌率的原因。     

一种超高强度马氏体时效不锈钢的组织转变对力学性能的影响

研究了强度级别为1900MPa的新型马氏体不锈钢在经过不同制度的热处理后的微观组织及其对铜力学性能的影响。试验钢经1000℃固溶处理后在基体上有一种富Mo的析出物生成,这种析出物降低了钢时效后的韧性。经1000℃,1050℃固溶处理＋负温处理后,试验铜在535℃时效处理时强度均达到最大值,原因是在高密度位错的板条马氏体和残余奥氏体基体上析出均匀弥散、细小的强化相。随着时效温度继续升高强度开始下降,其原因有二,其一析出相聚集长大,破坏了与基体间原有的共格关系;其二逆转变奥氏体转变量的增加。     

热处理工艺对17-4PH钢耐海水腐蚀性能的影响

运用极化曲线、循环极化曲线等电化学方法研究了17-4PH钢经不同工艺热处理后的耐海水腐蚀性能,并对腐蚀形貌和显微组织进行了观察和分析。结果表明:该不锈钢经固溶+调整处理后,在520℃时效4 h时可获最佳的耐海水腐蚀性能,且综合力学性能优良。在一定的温度和时间区间内,随着时效温度的升高及时效时间的延长,马氏体板条呈逐步细化的趋势且晶间析出物逐渐增多。在不同温度及时间的时效处理过程中,富Cu沉淀相的析出、长大及逆转变奥氏体的产生是导致其耐蚀性产生差异的主要原因。     

时效对超高强马氏体时效不锈钢组织与性能的影响

研究了1050℃固溶＋低温处理后的时效工艺制度对一种超低碳超高强度马氏体时效不锈钢微观组织与力学性能的影响。采用440～600℃不同温度的时效处理工艺,在535℃时效处理后钢的强度和硬度达到最高值,这主要是与钢中析出相共格析出有关。随着时效温度升高,析出相聚集长大破坏原有的共格关系,强度和硬度将降低。     

固溶温度对15-5PH不锈钢耐点蚀性能的影响

用化学浸泡、极化曲线、循环极化曲线和电化学阻抗谱等方法研究了不同温度固溶后直接时效状态的15-5PH马氏体沉淀硬化不锈钢的耐点蚀性能,并用金相显微镜、X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析其显微组织和析出相。结果表明,15-5PH不锈钢随着固溶温度的升高,自腐蚀电位减小,自腐蚀电流和腐蚀速率增大,耐点蚀性能下降。不同温度固溶后时效的基体组织均为板条马氏体和少量奥氏体,且均有NbC相析出。在1000℃下固溶后时效组织较均匀,析出相少,耐点蚀性能优异。在1070℃下固溶后时效组织中有Cu析出,进而导致其耐点蚀性能下降。     

富铜纳米析出相在18Cr9Ni3CuNbN奥氏体耐热钢中的时效强化

采用SEM、TEM和3DAP(原子层析技术)的综合分析方法并结合显微硬度测试对18Cr9Ni3CuNbN(超级304)奥氏体耐热钢的商用钢管650℃长期时效后的样品进行分析.结果表明.超级304钢时效1 h后Cu原子即发生偏聚形成富Cu偏聚区为随后的富Cu相析出做好成分上的准备(浓度起伏),随时效时间的延续富Cu原子偏聚区中Fe,Cr,Ni等原子浓度不断稀释并扩散到基体中,Cu的浓度不断增长而逐渐成为富Cu相中的最主要的组成元素.富铜相在时效初期以几个纳米的小颗粒弥散析出,在长大过程中满足扩散控制的抛物线规律,且长时间与基体保持共格关系.即使到650℃,10000 h长期时效后富Cu相仍保持在30 nm左右的小尺寸而发挥其优异的弥散强化效果.     

时效温度对节镍双相不锈钢S32101晶间腐蚀行为影响的研究

采用金相显微镜 (OM)、显微硬度仪、电化学动电位再活化法 (EPR) 和电化学阻抗谱 (EIS) 对不同温度时效态S32101节镍双相不锈钢的显微组织、显微硬度和耐蚀性进行研究。结果表明：随时效温度从300 ℃升高,显微硬度增加,钝化膜致密性和耐蚀性下降;700 ℃时,相界处出现明显析出相,为碳氮化物和二次奥氏体组成的混合相,显微硬度达最大,钝化膜致密性和耐蚀性最差,几乎整个铁素体相被腐蚀,腐蚀机理是铁素体相的选择性溶解;继续升高到900 ℃,析出相减少,硬度下降,钝化膜致密性变好,耐蚀性提高。     

时效温度对直接淬火Ni-Cr-Mo-V-Cu钢组织及性能的影响

利用OM、SEM、TEM及物理化学相等方法研究了时效温度变化对直接淬火Ni-Cr-Mo-V-Cu低合金钢组织及力学性能的影响,同时在具有最佳强韧性匹配的时效态试样中建立了屈服强度模型。Ni-Cr-Mo-V-Cu钢的直接淬火组织为马氏体和少量贝氏体组成的混合组织。直接淬火Ni-Cr-Mo-V-Cu钢在400~600 ℃范围内的不同温度时效处理后,其强度及维氏硬度表现出典型的欠时效阶段、峰时效阶段及过时效阶段。试验钢位错回复程度、MC及富铜粒子的析出、bcc铁基体中固溶元素的脱溶等因素随时效温度的变化是时效态试验钢表现出上述3个阶段的重要原因。时效态试验钢的断后伸长率大体随时效温度的提高而改善。过时效态试验钢的-20 ℃冲击性能则随着时效温度的升高而提高。直接淬火试验钢在600 ℃时效处理时获得优越的强韧性匹配,MC及富铜粒子所提供的总析出强化增量约为240 MPa。     

热处理对含钼2Cr13马氏体不锈钢组织与性能的影响

对在2Cr13马氏体不锈钢中添加Mo的钢进行不同温度热处理工艺试验,研究了热处理温度对含钼2Cr13不锈钢组织、硬度与耐蚀性能的影响。结果表明,含钼2Cr13马氏体不锈钢在1080℃淬火后的硬度最高,当在400~550℃回火时,硬度值存在一个明显的上升区域,这是由于析出的合金碳化物弥散强化作用,使合金出现二次硬化现象。回火后含钼2Cr13不锈钢的耐蚀性能比2Cr13不锈钢明显提高,主要是由于含钼2Cr13不锈钢淬、回火后析出相M2X抑制了M23C6相的产生。     

固溶处理对2205双相不锈钢组织及钝化膜特性的影响

用不同温度对2205双相不锈钢进行固溶处理,利用定量金相法及硬度法、电化学极化试验、电化学阻抗谱试验的方法研究固溶温度与2205双相不锈钢微观组织和钝化膜特性之间的关系。结果表明,当固溶温度为950 ℃时,有σ相存在,分布于铁素体/奥氏体晶界,当固溶温度为1000 ℃时,σ相消失,铁素体相比例随固溶温度的升高而升高,奥氏体相比例则呈相反规律;电化学试验和阻抗谱试验结果显示,材料在950 ℃时钝化膜稳定性和耐蚀性能最差,在1050 ℃时钝化膜稳定性和耐蚀性能最好。     

Influence of Aging Time on Microstructure and Corrosion Behavior of a Cu-Bearing 17Cr-1Si-0.5Nb Ferritic Heat-Resistant Stainless Steel

17Cr-1Si-0.5Nb-1.2Cu ferritic heat-resistant stainless steel was aged at 750 °C from 10 min to 30 h to simulate time aging and study the microstructural evolution and its effect on corrosion behavior by using optical microscopy, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, potentiodynamic polarization, electrochemical impedance spectroscopy, and the Mott-Schottky approach. Four types of precipitates were discovered, including ε-Cu, NbC, Fe₃Nb₃C, and Fe₂Nb-type Laves phase. The nano-sized ε-Cu phase forms first, and its fraction follows the parabolic law change and is the largest. Compared to NbC and Fe₃Nb₃C particles, the coarsening of the Laves phase is the most pronounced. The aging process is divided into three parts: early-aged (0-5 h), peak-aged (5 h), and over-aged (5-30 h). However, the corrosion resistance is reduced in the early-aged stage of 0-2 h. Further extending the aging time to 30 h, the corrosion resistance is gradually improved. This change may be related to the competitive relationship between the beneficial effects of the Cu-rich phase and the harmful effects of Nb-containing particles. The dissolved Cu on the surface becomes more effective for the suppression of the anodic dissolution by the formation of ionic compounds of chlorine, thereby reducing the deterioration of corrosion resistance caused by Nb-rich precipitation.     

Effect of tempering temperature on the microstructure,corrosion resistance,and antibacterial properties of Cu-bearing martensitic stainless steel

In this study, the effects of tempering temperature on the microstructure, hardness, antibacterial performance and corrosion resistance of Cu-bearing 5Cr15MoV martensitic stainless steel (5Cr15MoV-Cu MSS) were investigated using an optical microscope, a scanning electron microscope, X-ray diffraction, a transmission electron microscope, an antibacterial test, electrochemical measurements, and the salt spray test. The results showed that the hardness curve had a saddle shape and its values reached the peak value after tempering at 500°C, due to the secondary hardening effect by the precipitation of tiny secondary carbides and Cu-rich precipitates. In addition, the antibacterial results also showed excellent antibacterial performance against Escherichia coli at 500°C because of the formation of Cu-rich precipitates. Results of corrosion tests indicated that the corrosion resistance decreased gradually with an increase of the tempering temperature. In particular, the passivation did not occur when the tempering temperature was above 500°C, which may be related to the Cu-rich precipitates and Cr depletion.     

氮对马氏体不锈钢00Cr13Ni4Mo组织和性能的影响

采用热膨胀仪、光学显微镜以及CM12型透射电子显微镜研究了添加0.04%N(质量分数)对00Cr13Ni4Mo马氏体不锈钢相变以及正火和回火后不锈钢组织变化的影响;通过拉伸、冲击实验和阳极极化曲线测定研究了N对正火和回火后马氏体不锈钢力学性能以及点蚀点位的影响。结果表明:1050℃正火后,N全部固溶于马氏体基体中,有效提高了实验钢的强度,同时降低了韧性;550℃以上回火后,在马氏体板条内部以及板条之间形成逆变奥氏体,有效提高了马氏体不锈钢的塑性和韧性;N抑制逆变奥氏体的形成,从而抑制了不锈钢在回火过程中的软化;同时,回火过程中,Cr2N在马氏体板条界面及内部大量析出,造成不锈钢韧性和点蚀点位下降。采用传统的正火+Ac1温度以上回火热处理工艺不利于含N马氏体不锈钢获得良好综合性能。     

低碳含Cu中厚钢板富Cu相的时效析出行为

将某低碳含Cu中厚钢板在680℃分别时效不同时间(15、30、45、75、90、120 min)后,利用场发射扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析了中厚钢板不同位置富Cu相的析出和长大机制。结果表明,经时效处理后,试验钢板表面及心部富Cu相呈球状或短棒状,尺寸均主要在5～60 nm之间,但心部富Cu相的平均尺寸要大于表面富Cu相。随着时效时间的延长,表面和心部的富Cu相均发生长大,呈现平均尺寸增加、粒子总数目减少的趋势。基于理论计算,富Cu相平均尺寸的变化满足Ostwald熟化机制,且心部富Cu相长大速率小于表面富Cu相。     

离子渗氮温度对X80管线钢渗氮层在 3.5%NaCl溶液中耐蚀性能的影响

研究了X80管线钢在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明：经离子渗氮的样品,表面硬度显著提高,且随渗氮温度的升高而增加;渗氮层的耐蚀性明显优于基体材料,腐蚀电流密度降低一个数量级;腐蚀电位明显正移。当渗氮温度为450 ℃时,样品渗氮层由ε相和少量的γ '相构成,表面硬度约为810 HV,耐蚀性最好,腐蚀电流最小,约为0.56 μA/cm²,腐蚀电位最高,约为-214 mV。当渗氮温度为570 ℃时,样品渗氮层全部为γ '相,表面硬度约为930 HV,耐蚀性明显降低。离子渗氮温度显著影响X80钢表面渗氮层的相组成,引起表面硬度和耐蚀性不同。