奥氏体锰钢的综合加工硬化机理

本文分析讨论了奥氏体锰钢加工硬化机理的几个主要假说：即高位错密度，动态应变时效，形变孪晶及形变马氏体四种强化机理。根据形变奥氏体锰钢的显微照相及ＴＥＭ，与改变合金成分及形变量对此合金结构的效应，认为几个机理都起作用，而起主要作用的机理则决定于应变量，奥氏体的堆垛层错能及稳定度。设计能充分加工硬化并且抗磨的奥氏体锰钢的成分时就应综考虑各组成合金的元素含量对各个机理的效应及最终产生的对加工硬化能量及硬     

氮、碳、锰对介稳奥氏体锰钢力学性能及耐磨性的影响

 研究了氮、碳、锰等合金元素对介稳奥氏体锰钢力学性能及耐磨性的影响。结果表明,在中、小冲击磨损工况条件下,由于应力波效应,决定锰钢耐磨性的因素有2个：加工硬化性和机械强度,而且2个因素相互制约,只有当这2个因素的提高幅度都较大时,其耐磨性才能大幅度提高。将15C 127Mn奥氏体锰钢的碳的质量分数大约降至1%,锰的质量分数降至≤8%,同时加入质量分数约01%的氮时,可得到一种新型耐磨材料——氮微合金化介稳奥氏体锰钢。     

奥氏体中锰钢加工硬化的微观机制

应用固体与分子经验电子理论对中锰钢奥氏体的价电子结构进行的计算表明，有Ｃ－Ｍｎ原子的偏聚；用ＴＥＭ组织观察和能谱分析发现奥氏体中有锰元素的偏聚；在ＴＥＭ薄膜原位动态拉伸变形试验中观察到应变诱发马氏体中有锰元素的偏聚；在ＴＥＭ薄膜原位动态拉伸变形试验中观察到应变诱发马氏体的形核与长大及高密度位错产生的过程；能谱分析发现马氏体相变区锰含量较低，从而提出应变诱发马氏体相变强化与高位错强化的双重作用是中锰     

铌、氮在中锰奥氏体钢中的作用

阐述了铌、氮在中锰奥氏体钢中的作用及其对中锰钢组织和性能的影响。结果表明，铌、氮能形成Nb2C和NbN，它们可作为非自发结晶的核心，从而使中锰钢的晶粒度从原来的2－3级细化到6－7级，冲击韧性提高36％，裂纹形成功提高105％，此外，铌、氮能降低层错能，阻止位错运动，使钢的加工硬化性能明显提高。     

奥氏体锰钢不同含锰量性能研究

以Mn13钢为基础，在其他基本成份不变的情况下，对不同锰含量的奥氏体锰钢性能进行了研究，表明锰含量在7％－20％均可得到单一奥氏体组织的锰钢。     

锰钢奥氏体组织与性能的价电子结构分析

锰钢奥氏体的价电子结构和原子组态计算表明,在含Ｃ、Ｍｎ晶胞中,Ｃ－Ｍｎ键的共用电子对数最多,异类原子间的结合力大于同类原子间的结合力：一个晶胞含一个锰原子的几率最大。通过价电子结构的主要数据,从微观结构方面揭示了锰钢奥氏体的成分偏聚、组织稳定性、塑韧性和加工硬化及其变化的本质。     

奥氏体耐磨锰钢的研究现状与进展

在综述奥氏体耐磨锰钢的特点、微观结构、加工硬化机理、磨损与耐磨机理的基础上，提出应深入开展其微观结构与组织及性能的关系以及变形与磨损行为的系统研究，为该类钢的生产和应用提供了更充分的理论和实验依据。     

氮对冷变形亚稳奥氏体不锈钢1~2Crl3Mn9Ni4组织和性能的影响

在25 kg真空感应炉充氩气或大气下加氮化铬铁熔炼成不同氮含量的试验用1~2Cr13Mn9Ni4钢（/%:0.08~0.18C,0.17~0.34Si,8.11~9.27Mn,0.008~0.028P,0.007~0.032S,12.57~13.34Cr,4.05~4.65Ni,0~0.34N）。该钢经锻造、热轧成0.8 mm钢带,再进行0~45%的冷轧变形。试验研究了冷轧变形量和氮含量对该钢组织,力学性能和耐蚀性的影响。结果表明,通过降碳和加适量氮可改善Cr13Mn9Ni4钢的强度和塑性;冷变形钢在敏化状态下均有不同程度的晶间腐蚀倾向;氮有利于提高亚稳奥氏体不锈钢相组成的稳定性;氮使不含稳定化元素的亚稳奥氏体不锈钢在SO₄²-介质中易于钝化,提高了在非敏化状态下的耐腐蚀性,同时明显提高了在Cl^-介质中耐点蚀性能。     

高氮Fe-Cr-Mn-Ni系奥氏体不锈钢的加压感应熔炼

采用MgO坩埚高频真空感应炉在氮气压力0.45~1.0MPa、温度1640~1700℃下,对加压感应熔炼高氮Fe-Cr-Mn-Ni系奥氏体不锈钢进行了实验研究。结果表明,1913K、1.0MPa氮气氛中Cr12、Cr17Mn5Ni5、Cr19Mn15和Cr20Mn8不锈钢中氮的溶解度分别为0.391%、0.692%、1.120%和0.899%,氮在液态不锈钢中的溶解与Sievert定律有所偏离;氧浓度在350×10^-6内,1913K、1.0MPa氮气氛中Cr20Mn8钢液的吸氮反应仍为一级反应,其传质系数为0.023cm·s^-1;随钢中氧浓度的增加,液态钢的吸氮速率和钢液中的平衡氮含量显著降低。     

时效处理和氮含量对316L超低碳奥氏体不锈钢冲击韧性的影响

316L超低碳不锈钢(/%:0.010～0.013C、17.50～17.67Cr、10.10～10.60Ni、1.89～2.02Mo、0.020～0.201N)由200 kg真空感应炉冶炼,并经550 mm轧机热轧成15 mm钢板。研究了1 050℃40 min水冷,750℃25～100 h空冷后316L钢的组织和冲击韧性。结果表明,随时效时间增加,316L钢的冲击功下降;同样时效时间,0.201%N的高氮316L钢的冲击功低于0.020%N较低氮316L钢,750℃100 h时效后两者的冲击功分别为40 J和150 J。低氮316L钢主要析出物为碳化物,在晶界和晶内呈细小弥散分布,尺寸为3～5μm;高氮316L钢析出物为100～200μm氮碳化物和σ-相,沿晶界分布。     

二次硬化超高强度钢AF1410奥氏体晶粒长大行为

研究了二次硬化超高强度AF1410钢(%:0.165C、14.10Co、9.83Ni、1.92Cr、1.05Mo)在800～1200℃ 5～180 min加热的奥氏体晶粒长大行为。结果表明,AF1410钢奥氏体平均晶粒尺寸随加热温度的升高和保温时间延长而增大,加热温度超过1100℃后,奥氏体晶粒发生严重粗化;不同加热温度下,该钢的奥氏体平均晶粒尺寸与保温时间符合Beck关系;建立了AF1410钢的奥氏体晶粒长大数学模型,800～1200℃加热时,该钢奥氏体晶粒长大平均激活能为220.2 kJ/mol,其奥氏体平均晶粒尺寸与加热温度之间符合Arrhenius关系。     

奥氏体不锈钢中氮溶解度的热力学计算和实验研究

采用热力学分析方法,对固态不锈钢304、304L、301S和301L(γ-相)以及奥氏体不锈钢熔体中氮溶解度进行了计算,得出了氮溶解度的计算模型;同时通过1 kg MoSi电阻炉对4种奥氏体不锈钢在1520～1580℃和33～100 kPa压力下的渗氮行为进行了实验研究。结果表明,氮在固态奥氏体不锈钢的γ-相中的溶解度最高;在常压冷却、凝固过程中存在的液相、δ-相至γ-相的转变;当不锈钢熔体中相对于δ-相过饱和的氮在钢中以气泡形式析出,则降低了奥氏体钢的氮含量,所以采用常压快速冷却或加压浇注有利于冶炼高氮奥氏体不锈钢。     

316LN高氮超低碳奥氏体不锈钢的热变形行为和组织演变

试验的316LN钢（/%:0.011C,0.49Si,1.52Mn,0.016P,0.001S,16.65Cr,13.43Ni,2.18Mo,0.153N）为7.2 t铸锭初轧开坯并锻造成的Φ180 mm圆钢。利用Gleeble-3800热模拟试验机研究了316LN钢在应变速率0.1~50 s^-1、1050~1200℃时的热变形行为和组织演变规律,并通过线性回归分析建立了316LN钢的本构方程。结果表明,变形温度升高有利于动态再结晶的形核,并在热变形过程中促进动态再结晶扩展;热变形过程材料常数α为0.0061,应力指数n为5.5436,表观激活能550.512 kJ/mol,动态再结晶晶粒数量随着变形温度的增加而增多,到1 200℃变形时发生了完全的动态再结晶。     

AOD精炼高氮奥氏体不锈钢1Cr22Mn15N的工艺实践

用 20 t AOD精炼成分(%)为1.84C ,2.18Mn ,24.88Cr的粗炼钢水 ,经吹O2 、N2 ,加电解锰、硅铁、铝块以及NCr合金成分微调 ,冶炼出(%) 0.12C ,0.42Si,14.96Mn ,0.026P ,0.001S ,22.57Cr,0.56N的高氮奥氏体不锈钢 1Cr22Mn15N。精炼钢水浇铸成590kg锭 ,初轧轧成 135mm × 157mm坯 ,再经连轧成Φ8～12mm的棒材。成品材固溶处理后的屈服强度为565～585MPa ,抗拉强度920～955 MPa ,延伸率为54.5 %～56.5% ,具有优良的耐腐蚀性能     

非真空吹氮工艺对316L奥氏体不锈钢吸氮行为的影响

在实验室通过刚玉坩埚-硅钼棒电阻炉研究了吹氮时间(0～50 min),氮气分压(35～100kPa),吹氮流量(总流量0.3 L/min;N₂:Ar=1:3～3:1),钢液温度(1 773～1 833 K)对0.8 kg 316 L不锈钢液(%:0.031C、16.13Cr、10.12Ni、2.12Mo)中氮含量的影响。结果表明,钢中氮含量随着吹氮时间、氮分压的增加而增大,随吹氮流量增加钢液氮含量达到饱和的时间缩短,氮的溶解度随着钢液温度的降低而升高。应用热力学模型和动力学模型对实验结果进行分析。     

Cu对304奥氏体不锈钢应变诱发马氏体相变的影响

借助 X-射线衍射分析法研究了 0.45% ~1.44%Cu 对(%)：0.068 ~ 0.072C 18.72~19.06Cr 、9.40~ 9.46Ni的304不锈钢-196 ℃低温拉伸应变诱发马氏体相变的影响。结果表明,Cu对304不锈钢-196 ℃应变诱 发e马氏体相变有明显的抑制作用;当Cu含量增至1.44%时,在经低温变形的钢中未检测到ε马氏体相变。随钢中Cu含量增加,-196℃ 应变诱发α'马氏体相变倾向降低,致使应变累积到一定程度后,流变应力低于低Cu钢。