15Mn26Al4低温钢的研究

在早期比较系统地研究铁-锰-铝系合金钢的基础上,发展了一种完全不含镍、铬的低温用新钢种——15Mn26Al4.它具有十分稳定的奥氏体组织,满意的力学性能,可在液氢温度下使用而不变脆。对照以前研究的Fe-Mn-Al系相图,考虑到铝有抑制高锰奥氏钢发生低温马氏体型相变和稳定低温组织的作用,以及锰和碳是稳定奥氏体的合金元素,通过实验确定钢的成分范围为(%):C 0.13—0.19,Mn 24.5—27.0,Al 3.8—4.7.与一般常用的1Crl8Ni9Ti不锈钢相比,15Mn26Al4钢的强度、塑性和冲击韧性等,均有显著的优越性。在工业生产实践中,研究出“钢温高、渣温高、模温高”和“浇注快”的“三高一快”的炼钢经验;研究出压力加工工艺必须掌握750一850℃和1150—1250℃间有两个塑性区的规津,已成批生产出各种规格的板、管、棒、丝材和锻件;还研究出不同规格的焊条和焊剂,从而形成了一整套比较完整的加工工艺。15Mn26Al4钢经制成容器在液氮温度下进行爆破试验,情况良好,表现为明显的塑性断口,是典型的韧性断裂。     

超低温15Mn26Al4钢的焊接

15Mn26A14钢是无镍铬的超低温用钢,最低使用温度为-253℃,工作介质为液态氢、微量硫化氢、石油气,工作压力40～60公斤/厘米~2。金属研究所与上海东风电焊条厂、上海粉剂厂等单位对该钢种进行了焊接试验,并拟制了相应的Fe-Mn-Al焊条、埋弧焊丝和焊剂。试验证明,该钢种的可焊性较好,可以用多种方法进行焊接,如手工电弧焊、埋弧自动焊、钨极氩弧焊等。     

15Mn26Al4低温钢的高温塑性

低温材料品种繁多,有些属于高铬镍奥氏体钢。我所研制出一种可在液氮(-196℃)到液氢(-253℃)温度下使用的无镍的15Mn26A14低温钢,有较好的低温力学性能和组织稳定性,已小批生产并制成容器试用。为了确定这种钢的最合理的锻造、轧制和穿管工艺制度,进行其高温塑性区和在此温度间的一次加工最大变形量的测定。试验用料用电弧炉氧化法冶炼,浇注时熔渣保护,下注法浇成约290毫米厚的扁锭,在三辊板轧机上热轧成厚22毫米中板。试样沿中板轧制方向切     

15Mn26Al4低温钢焊接工艺试验

15Mn26A14钢含有C 0.13～0.19％,Mn24～27％,A13.3～4.7％,Si≤0.6％,P≤0.03％,S≤0.035,是一种稳定的奥氏体组织的钢,在深冷温度下(-196℃,-253℃)不发生ε或α马氏体相变,有很高的韧性,其冲击值达到25～30kg-m/cm~2。由于我国铬镍资源比较稀缺,在深冷设备上很多单位已经采用15Mn26Al4钢代替1Cr18Ni9Ti钢既减少了成本又达到了设计的要求。例如七二年大连光明化工研究所用15Mn26Al4钢的冷轧薄板     

30Mn23Al4Cr5超低温无磁钢的研究

研究了尚未受人注意的Fe-Mn-Al-Cr系奥氏体钢,并从中发展出一种新超低温无磁钢30Mn23Al4Cr5。实验结果说明30Mn23Al4Cr5具有较好的综合性能:自室温至-269℃有适宜的强度与很高的韧性,-253℃时V形缺口冲击值为2048 kJ/m~2;低温奥氏体稳定,在-269℃拉伸,形变10%未发现α′马氏体,形变50%未发现ε马氏体;磁导率较低(μ=1.005),电阻率较高(ρ=1.08);冷收缩率很小,甚至低于铁素体的9%Ni钢;高温时效变脆倾向小于一般铬镍奥氏体钢;抗大气腐蚀性能优于9%Ni钢及15Mn26Al4,与ICr13不锈钢相仿。由上述结果分析30Mn23Al4Cr5可能成为一种适用温度范围较广的低温无磁钢,作为低温钢可用于-150--269℃,作为无磁钢可用于600--269℃。     

30Mn20Al3无磁钢及低温钢的研究

本文设计并研制出一种Fe-Mn-Al系无磁钢——30Mn20Al3,其合金成分(wt-%)为C0.28-0.32,Mn19-22,Al2.6-3.1,Si≤0.6。同时还研究了Al,C等元素对Fe-20Mn奥氏体稳定性、合金的力学性能等的影响。实验结果表明,Fe-Mn合金中加入Al可抑制γ→ε及γ→ε→α′相的转变,使马氏体转变温度降低。碳稳定奥氏体的作用更为显著。30Mn20Al3与1Cr18Ni9Ti相比较,强度与塑性均高,奥氏体稳定性亦大,磁导率低而电阻率高。其成本则只为1Cr18Ni9Ti的1/3左右,且资源丰富,具有发展为实用钢种的价值。可代替1Cr18Ni9Ti、铝合金等作为无磁钢及低温钢用于电气工业和低温工程中。     

高锰无磁钢50Mn18Cr4V的研究

研究了各元素在50Mn18Cr4V钢中的作用,同时研究了不同热处理制度对该钢组织与力学性能的影响.结果表明,可以通过同溶 时效处理的方法提高钢的性能,固溶温度选择(1100±10)℃,时效温度600～700℃,时效时间不低于6h.     

15Mn26A14新型低温钢的试用

近几年来,随着我国石油化工、低温工程、国防工业的飞跃发展,对-100℃至-253℃低温材料的需要越来越多。根据实际需要,由某些单位试制成功-253℃用的15Mn26Al4新型钢材。为尽早推广使用,我们将这钢种在不同设备上的试用介绍如下:15Mn26Al4在负压液氮槽壳体中的应用,15Mn26Al4板厚2毫米,最低工作温度-206℃(接触介质是液体氮),冷卷成型,该设备用1Cr18Ni9Ti 拔成Φ1毫米的焊丝,     

30Mn27Al4V无磁钢的热变形规律

采用MMS-300热/力模拟实验机,研究30Mn27Al4V无磁钢在变形温度900℃～1150℃、应变速率0.1s-1～10s-1条件下的热变形规律。结果表明,在热变形过程中,当变形温度为1000℃～1150℃、应变速率为0.1s-1～10s-1条件下,实验用钢均发生明显的动态再结晶。确定变形激活能为503.7kJ/mol以及Z参数,得到了30Mn27Al4V无磁钢的高温流变应力本构方程。根据实验数据回归,建立了该钢的高温塑性变形抗力数学模型。     

20Mn23Al无磁钢焊接专用焊条

20Mn23Al钢以其稳定的抗磁性和低廉的价格在磁选设备和大型变压器中得到广泛应用。长期以来,由于没有与之相配套的专用焊条,磁选设备厂和变压器厂都采用A302不锈钢焊条进行焊接。     

ZG25Mn18Cr4高锰低磁钢的生产

ZG25Mn18Cr4是以锰为基的低磁性钢。对此钢进行吹氮处理,不仅提高了合金收得率,且又均匀了化学成分,稳定了奥氏体组织。与其它非磁性钢相比,具有较低而且稳定的导磁系数,较高的强度以及良好的加工性能,是一种较理想的低磁性用钢。     

含钒的高锰无磁钢

近年来随着电子机器和超导技术的日益发达，利用磁场和磁致伸缩的场合日益增多。在这样的场合中作为结构材料要求采用不受磁场影响的钢种，通常使用奥氏体不锈钢是有效的，但是为了强化这种钢而采取冷加工时会发生马氏体相变以致损害其无磁特性、因此，研究了添加V的高锰无磁钢，试图通过时效析出强化的效果来保持其无磁特性获得高强度化材料。作为研究用的钢种是出真空感应炉熔炼的含C0583％、Mns．13％、Crg．W％、Ni4．98％、VI．M％、P0033％、SO01％、N00330／o的无磁钢，铸银经1423K延伸锻造制成样材。固溶热处理是在1453KX36k…     

GCr15与无磁钢异种金属激光焊接工艺研究

由于GCr15焊接性能差,使用普通的熔焊方法很难将GCr15与无磁钢这两个异种金属连接起来。利用激光器高加热效率、热输入量精确可控的特点,分别采用Nd:YAG激光器和SlabCO2激光器作为加工热源,通过调整光束入射角和光束偏置距离,实现了GCr15和30Mn23Al4Cr5超低温无磁钢异种材料之间的熔接,解决了轴承钢和无磁钢不能熔焊连接的难题。同时对接头的显微组织进行了研究,并运用电子探针对焊缝中C元素的扩散做了分析。结果表明,焊接接头连接状况良好,没有焊接裂纹等焊接缺陷。     

20Mn23AlV无磁钢组织及热物理性能预测与验证

利用JMatPro7.0软件模拟预测20Mn23AlV无磁钢的平衡相组成、析出相元素成分、奥氏体化元素含量对无磁钢组织的影响、淬透性、力学性能及热物理性能参数。将模拟参数与部分试验所得数据进行对比分析。计算结果表明,该无磁钢奥氏体占比高达99.89%,其余为第二相强化作用的弥散相,弥散相中占比最多的为金属钒的碳氮化物。该无磁钢在不同冷速下并不会引起组织转变,均为奥氏体相。Mn和Al含量要控制在一定的范围内才能使奥氏体占比最大化。预测和实测力学性能差异不大。随温度的降低,线膨胀系数、比热容、泊松比和导热系数均减小,密度、剪切模量、电导率和杨氏模量均随温度降低而增大。     

电参数对20Mn23AlV无磁钢毛化形貌影响的研究

为了研究电火花毛化加工中电参数对20Mn23AlV毛化表面形貌的影响,用石墨作为电极材料,对20Mn23AlV钢进行电火花毛化正交试验。研究了峰值电流、脉冲宽度和脉冲间隙对20Mn23AlV钢毛化表面形貌的影响。通过扫描电镜观察不同电参数下毛化表面的形貌,分析了峰值电流、脉冲宽度、脉冲间隙对毛化表面形貌的影响。最后总结了无磁钢板电火花毛化加工选择电参数的原则。结果表明:在满足电火花毛化工艺要求的条件下,选用较低的峰值电流和脉冲宽度,分别为2.5A和2μs,脉冲间隔为4μs。     

有发展前途的高锰无磁钢

大型的核聚变装置及磁悬浮式超特快线性电机列车的轨道所用结构材料,需用无磁钢。此外,如超导储能设备、磁流体发电设备、超导发电机、超导输电、电磁推进船等的结构材料,无磁钢也是必不可少的。强磁场中使用的结构件必须要无磁,这是因为:如果在强磁场周围存在带磁性的材料,就会干扰磁场分布,不能得到规定的磁场。并且,在磁性材料中产生涡流,将材料加热,不仅造成能量损失,而且使结构件本身发生危险性。高锰无磁钢按含锰量可分为:14% Mn系的有0.6% C-14% Mn-2% Ni-2% Cr、0.7% C-15% Mn-2% Cr 和0.7% C-15%Mn-1% Ni 钢等。25% Mn 系的含 C 量较低     

铸造无磁钢滚筒的研制

针对无磁钢滚筒生产中出现的品质问题，经过多次实践，将材质ZG40Mn18Cr3改进为材质ZG55Mn18Cr，导磁率μ＜1．10，热处理工艺为：在1050℃时，水冷淬火，取消650℃时效处理，不影响切削性能，使产品品质得到稳定和提高。     

高锰无磁钢的组织形态

本文利用光学金相、X射线衍射及透射电镜研究,发现高锰无磁钢具有两种不同形态的板条组织和ε马氏体的扭折形态。固溶淬火形成的断续状短板条及形变诱发形成的细长板条都是由ε马氏体和fcc孪晶所组成,讨论了形成机理。晶体学分析表明,fcc孪晶界两侧的ε马氏体成扭析形态,是因为孪晶界两侧的基体位向不同所致,扭折部分为hcp孪晶。     

20Mn23Al无磁钢与Q235低碳钢的埋弧焊焊接工艺

在分析20Mn23Al无磁钢与Q235低碳钢焊接性的基础上,提出用埋弧焊焊接两种材料的可行性,并制订了合理的埋弧焊焊接工艺.