核电用316H不锈钢的蠕变性能评估

通过对核电用316H不锈钢的蠕变数据分析,利用速率温度参数模型拟合得出材料蠕变本构方程.根据相关统计检验方法,确定了材料的蠕变可靠度函数.结合Z'参数的数据分布,分别得出316H不锈钢蠕变应力-RTP参数-可靠度曲线和温度-容许应力-可靠度曲线.结合ASME的评价规范,确定了316H不锈钢在550?700℃下的容许应力...     

新型含Al奥氏体耐热钢高温蠕变性能的研究现状

新型含Al奥氏体耐热钢(Alumina-forming austenitic steel-AFA钢)是近年来开发的新型耐热钢,具有比传统耐热钢更优异的高温抗氧化性与蠕变性能,可望应用于超超临界火力发电机组关键部件。从不同AFA钢的合金元素调控入手,阐述了AFA钢成分设计原则,分析了合金元素差异对析出相的影响,以期揭示析出相的析出与粗化动力学及其与蠕变性能间的关系,总结了高温蠕变断裂机制,讨论了影响材料蠕变性能的因素,并对AFA钢的强化思路与未来应用进行了展望。     

核级316NG奥氏体不锈钢在热老化条件下的析出相

通过热老化模拟试验、电解萃取试验和热力学计算方法(CALPHAD)研究了核级316NG奥氏体不锈钢在核环境下的析出相情况。结果表明,316NG奥氏体不锈钢在450℃老化100 h无析出相;老化500 h的主要析出相为Cr₂₃C₆;老化1000 h的主要析出相为Z-CrNbN、Cr₂₃C₆和Laves＿C14。然后,采用CALPHAD方法建立了316NG奥氏体不锈钢的热力学数据库,并以此数据库为基础,利用Thermo-Calc软件计算了316NG奥氏体不锈钢在450℃平衡状态下的析出相组成为Cr₂₃C₆、Z-CrNbN、Laves＿C14、Ni₃Si和MX,析出相总原子分数为3.5%,其中Ni₃Si和MX的含量很低(0.46%)。通过CALPHAD方法计算得到的析出相组成与450℃等温退火1000 h后的热老化试验结果符合得较好,从而获得关于316NG奥氏体不锈钢在长时间热老化条件下的析出相规律及组织成分的较为完善...     

镍基合金焊丝GTAW熔敷金属凝固偏析行为

以NiCrMo-3合金熔敷金属为研究对象,通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪等研究了原始焊态与690 ℃保温8 h热处理态熔敷金属的耐腐蚀性能差异.结果表明,与焊态试样相比,热处理试样具有良好的耐晶间腐蚀性能,在HNO₃溶液中浸泡不同的时间发生了点蚀和晶间腐蚀;热处理态金属除了点蚀与晶间腐蚀还发生了部分枝晶间腐蚀行为.热处理后的试样由于NbC,Laves相数量及尺寸的增加导致腐蚀敏感性升高.析出相NbC,Laves相与基体的电位差导致在腐蚀介质作用下发生点蚀.晶界析出物导致Ni,Cr元素含量的降低,从而增加了熔敷金属晶间腐蚀敏感性.热处理后由于元素再分配导致枝晶间Nb,Mo等元素的富集和Ni,Cr等元素的贫化,引起枝晶间腐蚀.     

高Nb含量316LN不锈钢的时效析出行为北大核心CSCD

对高Nb含量的316LN奥氏体不锈钢,在650、750和800℃时效处理不同时间。通过定量金相,SEM、XRD及TEM等分析技术,分析了析出相随时效时间和温度的变化关系。结果表明:时效初期,析出相沿晶界呈颗粒状、短棒状析出,随时效时间延长析出相沿晶界呈链状析出,析出量不断增多,并逐渐向晶内生长,最终以不连续的片状布满整个晶面。750℃为时效敏感温度,该时效温度下,析出相的量最多,孕育时间最短。整个时效阶段,时效优先析出相为Z-Cr Nb N相,且作为氮化物的主要存在形式,而不是常见的ε-Cr2N相。316LN不锈钢中,Nb元素的添加,一定程度上抑制了ε-Cr2N相和Z-Cr23C6相的析出,加速了σ-FeCrMo相的析出。     

316H不锈钢动态再结晶动力学模型计算方法

采用热压缩实验对316H不锈钢在变形温度为800～1250℃、应变速率为0.001～0.1 s^-1条件下的动态再结晶行为及模型化进行了研究。结果表明,相同应变条件下,随着应变速率的升高和变形温度的降低,动态再结晶分数和再结晶晶粒尺寸均减小。应变达到最大值0.69时,lnZ<24的试样均发生了完全动态再结晶,其余试样均处于部分动态再结晶状态。通过分析动态再结晶演变规律,提出了取最大压缩应变处的再结晶分数值作为参考值来表征不同应力软化程度下的动态再结晶分数的计算方法,并取本实验真应变为0.69处的再结晶分数作为参考值,建立了316H不锈钢的再结晶分数模型。对比分析表明,该方法不仅可以获得更多用于建立动态再结晶分数模型的有效数据,而且所建立模型的精度也较高。     

挤压态Mg-8Gd-1Er-0.5Zr合金的蠕变性能研究

本文研究了挤压态Mg-8Gd-1Er-0.5Zr合金在不同温度(150-200 ℃)和应力(50-70 MPa)条件下100 h的蠕变行为,利用OM、TEM等手段观察了蠕变过程中的组织演变规律,并对蠕变机理进行了分析。研究结果表明,在本文试验条件下,合金表现出优异的蠕变性能,所有的蠕变曲线均呈现出减速蠕变和稳态蠕变两个阶段;在150 ℃/50 MPa时稳态蠕变速率仅为6.48×10-11s-1 ,蠕变量为0.007%;在200 ℃/50 MPa时稳态蠕变速率为4.26×10-9s-1,蠕变量为0.226%;温度较低时(150 ℃)主要为扩散蠕变控制机制,温度较高时(175 ℃、200 ℃)蠕变机制以位错蠕变为主。蠕变过程中晶内析出的β′相与镁基体具有一定的位相关系：(020)_β′∥_Mg,[001] _β′∥[0001]_Mg,阻碍位错运动,而晶界析出的β相可以钉扎晶界。二者协同作用,促进合金高温蠕变性能的提高。     

热处理对TiAl-Nb基合金组织与蠕变性能的影响

通过对铸态、固溶、固溶+实效处理后的TiAl-Nb合金进行蠕变性能测试及组织形貌观察,研究了不同工艺对合金组织与蠕变性能的影响。结果表明,铸态TiAl-Nb合金的组织由层片状γ/α2两相组成,具有锯齿状不规则形态的晶界位于不同取向的层片状团簇之间,其晶界区域为单一γ相非层片状组织。经1320℃/0.5 h(油冷)+1250℃/8 h(炉冷)后,合金获得了规则、平直且均匀分布的层片状γ/α2两相组织,并消除了近晶界区域的非层片状γ单相,可明显提高合金的蠕变抗力。在800℃/200 MPa蠕变条件下,铸态合金的蠕变寿命是147 h,经固溶+时效处理后,合金的蠕变寿命提高到297 h,在施加800~840℃温度和200~240 MPa应力范围内,测定出热处理态合金在稳态蠕变期间的表观蠕变激活能为432 kJ/mol。在高温蠕变期间,铸态合金的蠕变应变主要发生在近晶界区域的非层片状单一γ相内;蠕变期间,固溶+时效态合金中的裂纹在与应力轴成45!角、且平行于层片状结构的晶界处萌生,并沿晶界扩展,是合金在蠕变期间的主要断裂机制。     

T6热处理对7075铝合金FSW接头蠕变性能的影响

采用光学显微镜(OM)、差示扫描量热仪(DSC)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及高温拉伸蠕变装置等研究了7075铝合金搅拌摩擦焊(FSW)接头经T6热处理后的显微组织、析出相以及蠕变性能。结果表明：经T6热处理后,7075铝合金搅拌摩擦焊接头焊核区细小的等轴晶发生长大,重新析出的η′相在数量、尺寸和分布状态均优于未热处理的接头;热处理后焊接头的稳态蠕变速率降低了至少1个数量级,蠕变寿命提高了2倍以上,蠕变机制由晶界扩散控制的位错滑移机制转变为自扩散控制的位错滑移机制。     

核电用316H奥氏体不锈钢锻件的晶粒度控制

针对316H奥氏体不锈钢锻件晶粒粗化和混晶的问题,研究了锻造温度、变形量、固溶保温温度对316H钢晶粒度的影响.结果表明:锻件晶粒度大小为芯部>1/4直径>表面位置;锻造温度和变形量的增加促进了动态再结晶的发生,对晶粒的细化作用十分显著,锻造温度采用1100℃,变形量控制在30％时,锻造后的晶粒度可达7级左右.热处理对...     

316L不锈钢管道免充氩打底焊

针对316L不锈钢小口径管道打底过程中的背面保护问题,分别采用熔化极气体保护焊配合相应的药芯焊丝打底并盖面,以及钨极氩弧焊配合药芯焊丝打底+焊条电弧焊盖面两种焊接方法,对规格为φ108 mm×10 mm的316L不锈钢管道进行对接焊.并分别对焊接接头进行射线检测、金相观察、力学性能检测及抗晶间腐蚀性能检测.结果表明,使用药芯焊丝对小口径316L不锈钢管道进行焊接时管内不充氩气可以达到实用要求.     

Nb对690镍基合金焊条熔敷金属组织与性能的影响

采用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）观察以及相图计算、拉伸试验、硬度试验,分析了Nb对三组690镍基合金焊条熔敷金属组织与性能的影响。结果表明：熔敷金属中的Nb以碳化物MC（M=Nb, Ti）相的形式析出。随着Nb含量的增加,熔敷金属中奥氏体晶粒的长大受到抑制,晶粒变细,晶界面积增大;随着Nb含量的增加,熔敷金属中的MC析出相增加,M23C6（M=Cr, Fe）析出相减少,晶界变得更加曲折,高温低塑性裂纹敏感性降低;随着Nb含量的增加,熔敷金属的硬度值和塑性提高。     

Effect of grain size on creep properties of type 316LN stainless steel

The effect of grain size on creep properties of type 316LN stainless steel has been investigated at 600°C under different stresses. The initial strain at the beginning of creep tests decreased with the decrease of grain size. This was confirmed by the Hall-Petch relationship. The steady state creep rate decreased to a minimum value at the intermediate grain size (dm=80–130 μm) and then increased with the further increase of grain size. This result agreed with Garofalo's model stating that grain boundaries act simultaneously as both dislocation sources and barriers to dislocation movement. The rupture elongation at the intermediate grain size was minimal due to the cavity formed easily by carbide precipitates in the grain boundaries.     

固溶处理对316H不锈钢中厚板晶粒度的影响

将300 mm厚316H不锈钢电渣锭锻造坯轧制成50 mm厚钢板,选取晶粒度为5、6、7和9级的原始晶粒,进行了1000 ℃固溶60 min和120 min、1050 ℃固溶30 min和60 min、1100 ℃固溶20、40和60 min。结果表明,获得晶粒均匀的完全再结晶热轧态组织是获得晶粒均匀固溶态组织的必要条件,热轧态混晶或者有部分再结晶的组织,通过固溶处理不能获得晶粒均匀的固溶态组织。热轧态晶粒均匀的钢板,通过合理匹配固溶温度与时间,晶粒能够均匀长大,厚度为20~50 mm的316H不锈钢中厚板合理的固溶制度为1050 ℃保温30~60 min,1100 ℃保温20~40 min,可根据热轧态组织及用户需求调整固溶时间获得理想的晶粒度级别。     

奥氏体不锈钢焊缝金属的电化学腐蚀性能

采用PASTAT30型恒电位仪测试了SUS 316奥氏体不锈钢钨极氩弧焊TIG,熔化极氩弧焊MIG和钨极氩弧焊加填丝TIG M焊缝金属的电化学腐蚀性能.结果表明,在质量分数9.8%H2SO4溶液中,母材及焊缝的抗电化学腐蚀能力由大到小的顺序为母材＞TIG M焊缝＞MIG焊缝＞TIG焊缝,在质量分数5.0%HCl溶液中为母材＞MIG焊缝＞TIG M焊缝＞TIG焊缝,由此可知TIG焊缝金属的抗腐蚀能力最弱.由Tafel曲线可知,SUS316奥氏体不锈钢在H2SO4溶液中的钝化区间较长,在HCl溶液中的钝化区间很短暂,所以不锈钢在盐酸溶液比硫酸溶液中抗腐蚀性能差.晶间腐蚀试验结果与9.8%H2SO4溶液中电化学腐蚀试验结果相同.     

焊缝金属中针状铁素体晶粒长大行为

以针状铁素体(AF)组织为基体组织的大热输入焊缝金属作为研究对象,采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜电子背散射衍射装置(EBSD)、全自动静态相变仪等手段表征了焊缝金属内细长状的针状铁素体(AF)组织晶粒的取向特征,分析不同焊接热输入对焊缝金属内AF晶粒形核以及长大行为的影响规律.?结果表明,在大热输入焊接条件下,...     

20G/316L双金属复合管弧焊接头组织与性能

对20G内衬316L复合管进行了TIG焊对接试验,并对接头进行了拉伸、弯曲、冲击、压力测试以及无损探伤,利用光学、扫描电子显微镜以及化学分析方法对接头组织和主要合金元素的扩散进行了分析.结果表明,焊缝分为碳钢层、碳钢与过渡层间的扩散层、过渡层和不锈钢层四个区域.扩散层焊缝组织为马氏体+残余奥氏体,过渡层为奥氏体组织,而不锈钢层则为胞状树枝晶.在试验参数下,接头各项力学性能优良,接头无缺陷.焊缝根部Ni,Cr合金元素与焊接材料相比无明显变化,采用过渡焊丝起到了保持根部焊缝合金元素含量的作用.     

双金属复合管焊接工艺研究与应用

为了提高20#碳钢基管+316L不锈钢内衬管双金属复合管的焊接一次合格率以及生产效率,研究了该材质的焊接工艺参数,并采用该参数进行焊接工艺试验,评定合格后进行了工程应用.结果表明,该工艺焊接工序步骤简单,焊接一次合格率由不到70%提高至90%以上,提高了工程焊接效率,确保了工程顺利投产.     

热处理对等离子喷涂316L不锈钢涂层组织和性能的影响

利用大气等离子喷涂和低压等离子喷涂在不同的基体温度下制备了316L不锈钢涂层,分别使用光学显微镜和显微硬度计研究涂层的组织和性能,并且对涂层进行了退火处理,研究了涂层的组织性能的变化。结果表明,对于低压等离子喷涂,通过改变基体温度,可以获得层片状组织和等轴晶组织的涂层,并且对层片状组织的涂层进行热处理,可以使其转变为等轴晶结构涂层;而对于大气等离子喷涂通过改变基体温度以及对涂层进行后续热处理,均不会形成完全的等轴晶结构涂层。在涂层硬度方面,对于原始涂层而言,等轴晶涂层的硬度低于层片状组织涂层,对于大气等离子喷涂经过热处理后的涂层硬度明显降低。