氮含量对无镍奥氏体不锈钢力学性能的影响

设计并冶炼了氮质量分数为0.02%～1.20%的无镍奥氏体不锈钢,通过力学性能测试和显微组织观察,研究了氮含量对强度、塑性、韧性的影响。结果表明,氮可显著提高屈服强度和抗拉强度。氮质量分数为0.02%～1.20%时,其与屈服强度和抗拉强度的关系基本为线性关系,并获得了其关系式。韧性对氮含量十分敏感,在氮质量分数为0.39%～0.78%时,冲击吸收功较高,均保持在380 J;氮含量过高或过低时,韧性都会下降。氮含量对断面收缩率的影响较小,氮质量分数在0.78%以下时均超过了70%;而氮质量分数超过0.78%后,塑性则有所下降。当氮质量分数超过0.60%时,拉伸断口上韧窝尺寸随着氮含量的升高而逐渐减小;GN 12N钢断口上出现了大面积的无韧窝区。     

氮含量对无镍奥氏体不锈钢平衡相转变的影响

高氮铬锰奥氏体不锈钢有着极为广泛的应用前景,然而氮含量对其相转变的影响尚不十分清晰。设计并冶炼了氮质量分数为0.02%～1.20%的试验钢,对各钢的平衡相转变进行了热力学计算,对δ铁素体和Cr₂N的形貌进行了观察。结果表明,钢中δ铁素体的最大析出量随着氮含量的升高而降低,当氮质量分数超过1.05%后,无δ铁素体析出。获得了试验钢加热时δ铁素体的析出温度与氮含量的关系式。随着氮含量的升高,试验钢在冷却时Cr₂N的析出温度逐渐升高,并获得了其定量关系式。在GN04钢中,1 200 ℃等温2 h后的δ铁素体主要沿三叉晶界分布。Cr₂N析出优先在晶界形成,然后朝着晶内发展。在相同等温条件下,试验钢中Cr₂N的析出量随着氮含量的升高而增大,且层片间距随之减小。     

热拔工艺对高氮无镍奥氏体不锈钢线材开裂的影响

在开发一种高氮无镍奥氏体不锈钢线材时,热拔线材表面出现了大量的裂纹。通过金相、扫描电子显微分析和能谱检测,对其开裂原因进行研究。发现线材的表面裂纹基本垂直于拉拔方向,裂纹在表面产生,之后向线材内部发展。线材表层存在着大量的富Cr和N的氮化物析出,沿晶析出的析出相,会导致孔洞形成,这些孔洞相连,形成微裂纹,最终导致沿晶开裂。通过加长加热区、提高拉拔速率保证了线材表面温度,避免了表面裂纹的产生,获得了质量满足要求的高氮无镍奥氏体不锈钢线材,并最终给出了建议的热拔工艺。     

氮对新型无镍高氮奥氏体不锈钢塑性流变行为的影响

利用Ludwigson模型研究了两种氮含量不同的无镍奥氏体不锈钢18Cr-12Mn-0.55N(质量分数/%)和18Cr-18Mn-0.63N在室温快速拉伸时的塑性流变行为.结果表明,由于N含量的增大,实验钢18Cr-18Mn-0.63N的加工硬化能力明显强于实验钢18Cr-12Mn-0.55N.N促进CrMnN奥氏体...     

高氮奥氏体钢工艺及性能

本文着重介绍了高压增氮电渣熔炼法(DESU)原理及所开发的高氮奥氏体钢的主要性能。     

氮对末冶金高氮无镍不锈钢组织与性能的影响

采用常压氮气熔炼与高压氮气雾化工艺制备出不同氮含量的无镍不锈钢(17Cr12Mn2MoN粉末,并利用热等静压(HIP口)工艺成形.采用扫描电镜、电子探针显微镜、XRD、金相显微镜和万能力学试验机等测试手段及设备,研究不同氮含量对无镍不锈钢(17Cr12Mn2MoN)组织和性能的影响.研究结果表明,随着氮含量增加,无镍不...     

可持续发展的高氮奥氏体不锈钢

氮能够替代奥氏体不锈钢中的镍，这样得到的产品：通过节省资源，环境友好；由于氮的成本低更加经济；强度非常高，极大值达3600MPa；比相同强度的其他钢韧性高；在耐局部腐蚀方面，1％氮等于20％铬含量；更加耐应力腐蚀破裂；生物适应性方面不会产生镍过敏。综合这些优点将使高氮奥氏体不锈钢成为未来可持续发展的首选材料，产品使用寿命更长，用较少的材料做更多的产品。这种钢的缺点是可焊接性受限制；需要特殊的生产工艺。高氮奥氏体不锈钢已经作为专用产品在使用，可工业规模生产不同形式的产品。广泛应用要求掌握大规模生产的工艺技术。从可持续发展的观点出发概括有潜力产品应该要求钢具有资源节约、低成本、高强度、高韧性和高耐腐蚀性的特点。为了实现可持续发展的目的，可以利用现有生产设备生产高氮钢。     

氮含量对高氮不锈钢硬化和软化特性的影响

 为了研究高氮奥氏体不锈钢的加工硬化和退火软化的现象,设计并冶炼了氮质量分数为0.02%～1.20%的无镍奥氏体不锈钢,通过力学性能测试、SEM、EBSD等显微组织观察,分析氮含量对加工硬化和退火软化影响机理。结果表明,氮元素的添加大幅提升了加工硬化速率,氮质量分数从0增加到1.2%,加工硬化率提高了7.06 MPa/%。氮能够促进再结晶形核,有效细化晶粒尺寸,氮质量分数为0.4%～1.2%时晶粒细化达60%,但会阻碍晶粒动态回复。     

高氮奥氏体不锈钢的研究进展

高氮奥氏体不锈钢由于具有强度高、韧性好、无磁、耐腐蚀性能佳及晶间腐蚀敏感性低等诸多独特优点而得到越来越广泛的应用,但基础理论和制造技术方面的研究仍相对落后。文中分析了高氮奥氏体不锈钢的研发历程和冶金理论现状,综述了高氮奥氏体不锈钢的钢种、成分、制造工艺和力学性能,以及该钢的发展与展望。     

利用氮化铬铁合金生产高氮无镍奥氏体不锈钢的研究

为在常压下能够生产出高氮无镍奥氏体不锈钢,选用了氮化铬铁合金作氮源,通过破碎、熔化微碳纯铁、加入锰合金及氮化铬铁合金颗粒,控制浇注时间和温度,以保证钢中有足够高的氮含量,测试结果表明,熔炼钢经固溶处理,可获得稳定的高氮无镍奥氏体不锈钢。     

电梯用含氮节镍奥氏体不锈钢QN1701的组织和性能

借助Thermo-Calc热力学相图计算软件,开发了用于电梯的含氮节镍奥氏体不锈钢QN1701(12Cr17Mn7Ni2Cu2N),以代替443(019Cr21CuTi)超纯铁素体不锈钢。通过OM、SEM和电化学工作站等方法研究了QN1701和443不锈钢的组织及性能。N原子起着间隙固溶和细晶强化的作用,使QN1701不锈钢的屈服强度提高至400 MPa以上,达到443不锈钢的1.32倍。QN1701不锈钢的点蚀电位为241 mV,低于443不锈钢的289 mV,但其点蚀速率为9.10 g/(m2·h),低于443不锈钢的14.58 g/(m2·h)。在电梯用研磨拉丝表面状态下,QN1701不锈钢在质量分数为10%NaCl中性盐雾和干湿循环盐雾等加速腐蚀试验中的耐蚀性能均优于443不锈钢。分析发现,443不锈钢添加一定量的Nb、Ti稳定化元素所生成的(Nb,Ti)(C,N)析出相经研磨拉丝处理后,暴露于表面或被拖拽后留下微坑,导致其耐蚀能力急剧下降。综上所述,相较443不锈钢,QN1701不锈钢具有强度更高、伸长率更大和在研磨拉丝表面状态下耐蚀性更好等特点,这对于电梯轻量化设计和长寿命具有重要价值。     

高氮奥氏体不锈钢强韧化及抗弹性能研究进展

高氮奥氏体不锈钢(high nitrogen austenitic stainless steel,HNASS)是一种目前正在蓬勃发展的新型不锈钢,被广泛运用到交通运输、海洋工程、建筑材料、医疗器材和军事工业等领域.节镍高氮的奥氏体不锈钢相比于传统奥氏体不锈钢,其具有优良的综合力学性能,如高强度、高韧性、大的蠕变抗力、...     

终轧温度对高氮奥氏体钢组织和力学性能的影响

通过加压冶炼、控制轧制方式获得氮质量分数为0.59%的Mn18Cr18N钢板,研究了终轧温度对高氮奥氏体钢组织和力学性能的影响。结果表明,在再结晶区轧制并且终轧温度为970 ℃的钢板,组织为奥氏体等轴晶和部分孪晶,强度较低,塑性、冲击韧性较好;终轧温度为910 ℃的钢板,大部分组织为变形奥氏体晶粒,有少量再结晶晶粒,随着终轧温度降低钢板强度升高,塑性和冲击韧性降低;在未再结晶区轧制并且终轧温度为780 ℃的钢板,组织为变形严重的奥氏体晶粒,强度最高,塑性、韧性最低。所有试验钢有晶界析出的Cr₂N相,降低终轧温度和减缓轧后冷却速度,会增加Cr₂N相的析出。     

Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的冶炼工艺

为了研究Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的冶炼工艺,采用加压感应炉+保护气氛电渣重熔工艺进行Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的冶炼工艺试验,冶炼过程中采用氮化合金与加压氮气渗入相结合的方法增氮。结果表明,随着氮气分压的增加,钢中氮质量分数随之增大;当冶炼过程中氮气分压提高0.03 MPa时,能够成功抑制皮下气泡的生产;试验钢经保护气氛电渣重熔后,钢中夹杂物会普遍降低,主要为细小的方形TiN夹杂。     

固溶时效后高氮奥氏体不锈钢的物理化学相分析

采用物理化学相分析技术研究了高氮奥氏体不锈钢固溶时效后的碳、氮化物析出行为,确定了析出相的类型、粒度分布、含量及组成结构式.结果表明:氮含量低的1Cr22Mn15N0.6以M₂₃C₆型碳化物析出为主,氮含量高的1Cr22Mn15N0.9以(CrFe)₂N_1-x型氮化物析出为主,高氮奥氏体不锈钢中析出物的总量随时效时间的延长而增加.     

晶粒细化对奥氏体不锈钢高温力学性能的影响

摘要：对粗晶201LN奥氏体不锈钢采用60%冷变形结合700℃退火120s工艺制备超细晶奥氏体不锈钢,研究晶粒细化对奥氏体不锈钢高温力学性能的影响。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、电子背散射衍射技术对粗晶和超细晶奥氏体钢进行了组织表征,并使用万能试验机测试20和650℃环境下力学性能。结果显示粗晶奥氏体不锈钢经过冷变形结合退火工艺处理,平均晶粒尺寸由18μm细化为0.9μm,屈服强度由383MPa提高到704MPa,而伸长率由63.8%下降到46.3%,表明晶粒细化能有效提高奥氏体不锈钢屈服强度的同时较小损害塑性,TEM证实其形变机制均为形变诱导马氏体和孪生协同作用。当温度由20℃提高到650℃时,粗晶奥氏体不锈钢屈服强度和伸长率分别下降到180MPa和28.1%,超细晶奥氏体不锈钢屈服强度和伸长率分别为384MPa和24.2%。这表明在650℃高温环境下细晶强化作用仍然有效,粗晶和超细晶奥氏体不锈钢也有较好的塑性,其形变机制分别变为位错滑移和位错滑移+层错+孪生。     

核电用316奥氏体不锈钢钢丝扭转性能分析

针对核电用奥氏体不锈钢钢丝研制过程中存在的单向扭转性能不均匀及异常断裂问题,利用光学显微镜(OM)与扫描电镜(SEM)等手段,对该钢丝的金相组织、单向扭转断口及断口附近表面形貌进行了分析。研究发现,产生单向扭转性能不均匀与异常断裂的主要原因是钢丝表面质量较差及钢丝用钢棒焊接连接处局部过烧。通过将拉拔模具由钨钢模更换为聚晶模、润滑剂由润滑粉更换为水性油等措施,改善了钢丝表面质量;通过适当降低焊接接头处焊接时的热输入,消除了单向扭转时异常断裂的问题。改进后钢丝单向扭转圈数趋于均匀且最大扭转圈数可达169 圈,远高于技术要求值。