再热器TP347H钢受热面管开裂原因

某电厂后屏再热器TP347H奥氏体不锈钢受热面管发生开裂，采用宏观观察、扫描电镜和能谱分析、室温拉伸试验等方法分析其开裂原因。结果表明：TP347H奥氏体不锈钢受热面管发生脆性开裂，其显微组织老化级别为4.5级；受热面管长期过热运行后，晶界析出粗大的碳化物，组织发生劣化，材料的脆性增加，导致管子开裂。     

800MPa级别钢熔敷金属热处理脆化机理研究

用于制造船体结构的10Ni5CrMoV钢,为了消除焊接残余应力,在焊后需对其焊接接头进行热处理。试验采用纯氩气体保护焊接10Ni5CrMoV钢,焊后热处理后发现其熔敷金属-50℃冲击韧性大幅下降。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和俄歇电子能谱分析方法(AES)对熔敷金属热处理前后的组织和冲击断口进行分析,找出其冲击韧性下降的原因。试验结果表明:10Ni5CrMoV钢熔敷金属热处理后由于回复作用板条状组织变粗或消失,在晶界磷元素的偏聚和大量的碳化物在晶界析出导致其冲击韧性下降。     

塑性变形及消应力热处理对10CrNi5MoV钢性能与组织的影响

分析了塑性变形量分别为2.4%、3.2%、4.8%、6.6%和9.1%的10CrNi5MoV钢在消应力热处理前后力学性能和微观组织的变化。结果表明,10CrNi5MoV钢具有包申格效应,热处理后该效应消除、屈服强度恢复正常,但低温韧性较热处理前有不同程度的降低,且下降幅度随着试样塑性变形增大而增加;当塑性变形量为9.1%时,出现了明显脆化,断口呈韧窝+准解理+沿晶断裂的混合断裂形貌;包申格效应的产生、消除与塑性变形引起的位错密度变化有关;热处理后马氏体板条间条状碳化物的析出以及P、Ni元素和部分碳化物在晶界处的偏聚,致使晶内和晶界部分脆化是该钢在较大塑性变形下韧性下降的主要原因。     

固溶温度对TP347HFG耐热钢组织和性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、布氏硬度测试、拉伸测试等手段研究了不同固溶温度下TP347H FG钢的组织和性能.结果表明,随着固溶温度升高,TP347HFG耐热钢晶粒度降低,固溶温度为1 180℃时晶粒尺寸、形状均匀;固溶温度为1 210℃时晶粒明显长大,且尺寸不均匀;TP347HFG耐热钢第二相由大颗粒相和小颗粒相组成,其主要成分均为NbC;固溶温度为1 120℃和1 180℃时小颗粒第二相在晶界析出,对晶界强化作用显著,1 210℃时第二相大部分在晶粒内部析出,并有Ostwald熟化现象发生,细小第二相消溶而较大颗粒第二相变大,从而影响基体性能;固溶温度为1 120℃和1 180℃时其抗拉强度和Rp0.2最高,随着固溶温度的升高,伸长率增加而硬度降低.     

热处理工艺对激光选区熔化AM247LC合金组织与性能的影响规律

目的 研究不同热处理制度对激光选区熔化（SLM）AM247LC合金微观组织和力学性能的影响规律。方法 对激光选区熔化制备的AM247LC合金分别进行900℃/16h的直接时效热处理和1 210℃/30 min+1 050℃/30min+950℃/16h的固溶时效热处理,通过OM、SEM、EBSD、XRD等表征手段研究合金热处理前后的晶粒组织、碳化物及析出相等微观组织的变化,并对打印态及不同热处理态样品的室温拉伸性能进行测试,以表征热处理对其力学性能的影响行为。结果 打印态AM247LC合金中存在大量粗大柱状晶和细小晶粒组织;直接时效热处理（900℃/16 h）后的AM247LC合金晶粒组织与打印态类似,但析出了大量γ’强化相;固溶时效热处理（1 210℃/30 min+1 050℃/30 min+950℃/16 h）后,AM247LC合金发生了再结晶,形成大量退火孪晶,并且析出沿晶界分布非连续的微米级碳化物及大量γ’强化相。合金打印态的屈服强度为846.5 MPa,断裂伸长率可达19.6%;直接时效热处理后,合金屈服强度为1 042.8 MPa,断裂伸长率明显降低,仅为11.2%;固溶...     

航空齿轮钢16Cr3NiWMoVNbE的真空低压渗碳

对航空齿轮钢16Cr3NiWMoVNbE进行真空低压渗碳热处理,研究了真空渗碳、淬火、冰冷处理以及回火工艺对材料的组织和性能的影响。结果表明：实验钢经渗碳淬火处理后,从表面到心部的组织可分为碳化物区、碳化物与针状马氏体混合区、针状马氏体区和心部板条马氏体区。在碳化物区的晶界有大量的块状Cr碳化物析出,在析出位置Ni元素较少。在针状马氏体和板条马氏体基体中细小的析出物为Nb、V、Mo微合金元素的碳化物。从渗碳钢表面到心部,随着碳浓度的降低硬度曲线呈现先升高后降低的趋势,渗层深度为0.95 mm。冰冷处理使残余奥氏体进一步转化为马氏体,使实验钢的硬度大幅度提高。     

13MnNiMoR钢热冲压封头冲击韧度显著降低原因分析

13MnNiMoR钢板热冲压成型封头的冲击性能存在不合格现象。采用化学成分分析、力学性能测试、金相检验及模拟热处理等方法,对13MnNiMoR钢封头冲击韧度显著降低的原因进行了分析。结果表明:对于较厚的封头,正火处理后的冷却速率严重不足,致使碳化物沿铁素体晶界析出,且在高温回火过程中碳化物再次长大;在冲击过程中,封头在外力作用下容易在碳化物析出位置发生断裂,导致封头的冲击韧度显著降低至不合格。     

热轧态Inconel690合金中碳化物的溶解和析出

研究了热轧态690合金中碳化物的溶解和析出行为及其结构,结果表明:在热轧态合金中存在的碳化物多数沿晶界长条状分布,少量呈颗粒状分布于晶内,类型为M_(23)C_6.热轧态合金的晶界和晶内碳化物的完全固溶温度分别为1050℃、1080℃,在低固溶温度下未完全溶解的残余晶界碳化物直接导致后续TT处理晶界不再析出碳化物;将合金完全固溶处理后,在后续TT处理的晶界上会重新析出细小、半连续的碳化物.     

中温热处理对铁素体不锈钢显微组织和抗拉强度的影响

研究了中温热处理对2种高碳铁素体不锈钢430和Cr21显微组织和抗拉强度的影响,热处理温度分别为700℃、800℃、900℃.对于430来说,通过中温热处理可以使马氏体脆性降低,其中700℃处理后其抗拉强度最高.而Cr21可以通过中温热处理控制其碳化物的析出来改变其力学性能.在800℃处理后其抗拉强度达到最大值.通过对冲击断口的扫描电镜分析发现,中温热处理不仅提高了430不锈钢的抗拉强度,而且其韧性也有一定提高.对于Cr21来说,虽然热处理提高了其抗拉强度,但是断口仍具有一定的脆性特征.     

P92钢表层纳米组织的热稳定性

本文通过表面纳米化处理(SMAT)在P92钢表层中形成纳米组织结构,研究了回火温度对表层纳米组织演化行为和析出行为的影响.结果表明:淬火态和回火态P92钢组织经过SMAT处理后沿深度方向依次是纳米层、剧烈变形层、最终过渡到正常组织.随后分别研究了淬火和回火态SMAT试样经不同温度回火后微观组织的再结晶及长大行为.经SMAT处理的铁素体纳米晶粒在550℃时仍能保持较好的纳米结构,甚至高达650℃时表层晶粒仍为纳米晶,当温度超过760℃时表层组织发生显著的再结晶和晶粒长大现象.纳米晶界能抑制淬火态P92钢在较低温度回火时M23C6碳化物的析出.纳米组织提高了高温回火过程中合金元素在铁素体中的扩散速率,加速了M23C6碳化物的长大过程.不同温度回火过程中SMAT纳米层中析出行为的变化将在本文中详细描述.     

Methods and mechanisms for uniformly refining deformed mixed and coarse grains inside a solution-treated Ni-based superalloy by two-stage heat treatment

The uniform refinement mechanisms and methods of deformed mixed and coarse grains inside a solution-treatment Ni-based superalloy during two-stage annealing treatment have been investigated.The two-stage heat treatment experiments include an aging annealing treatment(AT)and a subsequent recrystallization annealing treatment(RT).The object of AT is to precipitate some δ phases and consume part of storage energy to inhibit the grain growth during RT,while the RT is to refine mixed and coarse grains by recrystallization.It can be found that the recrystallization grains will quickly grow up to a large size when the AT time is too low or the RT temperature is too high,while the deformed coarse grains cannot be eliminated when the AT time is too long or the RT temperature is too low.In addition,the mixed microstructure composed of some abnormal coarse recrystallization grains(ACRGs)and a large number of fine grains can be observed in the annealed specimen when the AT time is 3 h and RT tem-perature is 980℃.The phenomenon attributes to the uneven distribution of δ phase resulted from the heterogeneous deformation energy when the AT time is too short.In the regions with a large number of δ phases,the recrystallization nucleation rate is promoted and the growth of grains is limited,which results in fine grains.However,in the regions with few δ phases,the recrystallization grains around grain boundaries can easily grow up,and the new recrystallization nucleus is difficult to form inside grain,which leads to ACRGs.Thus,in order to obtain uniform and fine annealed microstructure,it is a prereq-uisite to precipitate even-distributed δ phase by choosing a suitable AT time,such as 12 h.Moreover,a relative high RT temperature is also needed to promote the recrystallization nucleation around δ phase.The optimal annealing parameters range for uniformly refining mixed crystal can be summarized as:900℃×12 h+990℃×(40-60 min)and 900℃×12 h+1000℃×(10-15 min).     

热处理对选区激光熔化17-4PH不锈钢力学性能的影响

对选区激光熔化成形的17-4PH不锈钢分别进行真空热处理、热等静压高压淬火处理和组合热处理(热等静压固溶后快淬和马弗炉时效后水冷),在1040℃固溶处理2 h和在480℃时效4 h,观察其显微组织并研究了热处理对其力学性能的影响。结果表明,17-4PH不锈钢由回火马氏体和淬火马氏体组成,热处理后沉淀相弥散分布于晶粒内部,其颗粒尺寸为100~150 nm。真空热处理使合金内部孔隙的尺寸减小到3~7 μm,而热等静压使内部孔隙几乎完全闭合,使钢的密度基本上达到理论值。真空热处理+水淬使沉积态17-4PH不锈钢的抗拉强度和硬度都显著提高(分别提高到1300 MPa和448.5HV);热等静压在提高沉积态17-4PH不锈钢抗拉强度的同时使其延伸率显著提高到22.4%。断口分析结果表明,沉积态和热等静压样品的断口形貌为典型的韧性断裂,热等静压样品的韧窝更深、尺寸更大。真空热处理和组合热处理样品的断口形貌具有部分脆性断裂的特征且出现裂纹,与沉积态相比塑性略有降低。     

一种新型铁素体不锈钢的深冲性能研究

为探究一种新型铁素体不锈钢的深冲性能,在840~920℃不同温度下对新型铁素体不锈钢的冷轧板做再结晶退火处理,通过XRD、SEM和EBSD等分析方法研究了退火2 min或4 min后,材料微观组织、宏观织构的变化规律对深冲性能的影响及其内在机理.研究表明:保持退火时间2 min,退火温度900℃时,试验钢拥有较多的有利γ纤维织构,主要为{111}112取向,并有少量α纤维织构,此时平均塑性应变比r-=1.77,高于其他退火温度下的值;延长退火时间,在900℃下保温4 min,不同取向晶粒获得了长大机会,晶粒尺寸均匀性显著改善,r-值提高至1.82,试验钢有望取得理想深冲性能.     

轧机机架衬板工作层材料热处理工艺研究

研究了热处理工艺对钢管连轧机架耐磨复合衬板工作层材料力学性能的影响。结果显示,硬度随淬火温度升高而升高,但高于900℃时,硬度反而下降;低于920℃时,冲击韧性变化不明显,高于920℃时,冲击韧性略有下降。随着回火温度升高,冲击韧性和断裂韧性提高,高于400℃时,伸长率和断面收缩率大幅度提高。但高于450℃时,硬度明显降低。耐磨性在350℃回火后达到最大值。耐磨复合衬板工作层材料的最优热处理工艺为900～920℃淬火+350～370℃回火。     

基于不同原始组织预设变形第四代单晶高温合金的再结晶行为

第四代单晶高温合金标准热处理试样和铸态试样压痕后分别在1100,1150,1200,1250,1300℃和1340℃退火处理,采用光学显微镜、扫描电镜、电子背散射仪研究不同条件的再结晶组织。结果表明:1100,1150,1200℃退火处理后,标准热处理试样和铸态试样都出现胞状再结晶。1250℃退火处理后,标准热处理试样和铸态试样都为混合再结晶。1300℃退火处理后,标准热处理试样再结晶组织全部为等轴再结晶,而铸态试样仍为混合再结晶。1340℃退火处理后,标准热处理试样和铸态试样都形成了等轴再结晶。随着退火温度升高,标准热处理试样和铸态试样的再结晶层深度明显增加,标准热处理试样再结晶深度明显大于铸态试样,相同条件下标准热处理试样的再结晶晶粒更容易长大。再结晶与基体的界面为小角度晶界、大角度晶界,而再结晶晶粒之间为小角度晶界、大角度晶界和孪晶界。孪晶在单晶高温合金再结晶的过程中发挥了重要作用。     

热轧工艺对Cr12钢表面起皱的影响机制

研究了热轧工艺对Cr12钢表面起皱相关的组织和织构演变的影响,重点关注其对变形组织不均匀和晶粒簇形成的改变。结果表明：随着热轧终轧温度由960降低到850℃,在变形组织中带状晶粒减薄,剪切变形比重增大,含有剪切带的晶粒增多,由表层向中心层逼近,中心层附近光滑带状晶粒减少;在退火组织中由含有剪切带晶粒形成的高r值晶粒簇增...     

Grain-size and heat-treatment effects in hydrogen-assisted cracking of austenitic stainless steels

Hydrogen embrittlement of 304L and 316L types austenitic stainless steels has been studied by charging thin tensile specimens with hydrogen through cathodic polarization. Throughout this study we have compared solution-annealed samples, having various prior austenite grain size, with samples given the additional sensitization treatment. The results of the tensile tests while undergoing cathodic charging show that the additional sensitization treatment and coarse-grained samples together, lower the mechanical properties in both 304L and 316L types, and the sensitized steel is more susceptible to hydrogen-assisted cracking. However, the room-temperature yield and ultimate strengths, and the elongation of type 316L, were much less affected depending on the heat treatment and prior austenitic grain size. The fracture surfaces of the specimens tested while cathodically charged show considerable differences between the annealed and the sensitized specimens. The sensitized coarse-grained specimens were predominantly intergranular in both 304L and 316L types, while the annealed 316L type specimens fracture shows massive regions of microvoid coalescence producing ductile rupture and the annealed 304L type specimens fracture were primarily transgranular and cleavage-like. Sensitization seems both to facilitate the penetration of hydrogen along the grain boundaries into the steel and to introduce susceptibility to fracture along grain boundaries while refined grain size improves resistance regardless of the failure mode.     

热处理工艺对连铸10CrNi3MoV钢性能的影响

针对高温热成型及正常调质处理后连铸10CrNi3MoV钢性能恶化这一问题,研究了循环/亚温淬火热处理工艺,进行了力学性能测试、显微组织观察及晶粒度评定.结果表明,采用亚温淬火( 835℃×2h+ 820℃×2h)+高温回火(630℃×3h)热处理工艺,可有效细化连铸10CrNi3MoV钢的晶粒,显著改善其低温韧性,使其...     

热输入对Inconel 617镍基高温合金激光焊接接头显微组织与力学性能的影响EI北大核心

采用两种热输入不同的焊接工艺参数对3 mm壁厚的Inconel 617镍基高温合金进行激光焊接。通过光学显微镜和扫描电子显微镜对焊接接头显微组织进行观察分析,并测试了焊接接头在室温(25℃)及高温(900℃)下的拉伸性能。结果表明:激光焊接热输入对Inconel 617焊接接头显微组织及力学性能影响明显。在高热输入(200 J/mm)条件下,焊缝正面宽度3.88 mm,熔化区中部晶粒尺寸粗大,取向杂乱,树枝晶二次枝晶间距较大(6.71μm),枝晶间碳化物颗粒尺寸较为粗大,枝晶间Mo,Cr等合金元素的凝固偏析较为严重。焊接接头热影响区宽度约0.29 mm,在晶界和晶内形成了γ+碳化物共晶组织,这是由于焊接升温过程中,热影响区内球状碳化物颗粒与周边奥氏体发生组分液化,并在焊后凝固过程中形成共晶。低热输入(90 J/mm)工艺参数获得的焊缝正面宽度为2.28 mm,焊缝呈沿熔合线母材外延生长并沿热流方向定向凝固形成的柱状晶形态。焊缝中部树枝晶二次枝晶间距较小(2.26μm),枝晶间碳化物颗粒尺寸细小,热影响区宽度约0.15 mm。室温(25℃)拉伸测试表明:高热输入下获得的焊接接头由于焊缝中固溶元素偏析造成的局部组织弱化,从焊缝中部破坏,强度与伸长率有所降低,低热输入条件下获得的焊接接头从母材破坏。而高温实验条件下(900℃),母材晶界发生弱化导致所有试样均从母材破坏。