冷变形对高氮奥氏体不锈钢组织与力学行为的影响

通过对氮含量为1.2%的高氮奥氏体不锈钢施加不同变形量的压缩变形,研究了冷变形对高氮钢的组织和力学行为的影响.结果表明,高氮钢在最高变形量达到56%时的冷变形过程中未发现有α'马氏体形成.高氮钢在变形初期孪晶和滑移共同参与变形,孪晶对滑移有强烈的阻碍作用.随变形量的增加,孪晶受到滑移线的切割,孪晶界不再清晰.高氮钢的加工硬化指数随变形量增加而降低.当冷变形至56%时,高氮钢的屈服强度提高了约2倍,抗拉强度提高了约1倍,分别达到1645 MPa和1870 MPa.对比分析氮在几种奥氏体不锈钢中的作用表明,氮通过短程有序排列的方式阻止位错的滑移,提高了高氮钢的加工硬化能力.     

CRONIDUR30高氮不锈钢的热处理工艺及组织和性能

CRONIDUR30钢是一种新型高氮、高韧性和高强度马氏体不锈轴承用钢。研究用高氮CRONIDUR30不锈钢的主要成分为0.316%C、14.89%Cr、0.986%Mo、0.425%Mn、0.697%Si、0.207%Ni和0.435%N(质量分数)。对14mm×5mm的CRONIDUR30钢试样进行了1010℃、1020℃、1030℃、1040℃和1050℃油淬、-150℃深冷处理和-85℃冷处理以及160℃、180℃、200℃、250℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、600℃回火,检测了经不同工艺热处理的钢的硬度和显微组织。结果表明:经1025℃油淬、-85℃冷处理和470℃回火的CRONIDUR30钢的硬度高于60HRC,组织为回火马氏体、细小均匀的氮化物和碳化物及小于5%的残留奥氏体,能满足高端轴承的性能要求。     

高氮奥氏体不锈钢MIG焊接头的组织和性能

高氮钢焊接技术的研究是高氮钢研制和应用的关键技术之一.采用熔化极惰性气体保护焊方法对7 mm和14 mm厚的高氮钢进行了焊接,研究了焊接接头的组织和力学性能.研究结果表明,高氮钢MIG焊焊缝和热影响区的组织为奥氏体和少量的δ-铁素体,焊接接头强度与母材相当.7 mm厚板MIG焊焊接接头具有较好的韧性,而14 mm厚板热影响区韧性较低,其原因为经历多次焊接热循环导致敏化区的碳化物Cr23C6析出增多,致使韧性下降.     

铁素体不锈钢/奥氏体不锈钢焊接接头的组织和性能

对443铁素体不锈钢与304奥氏体不锈钢焊接接头的显微组织以及其对显微硬度和冲击韧性的影响进行了研究。结果表明:焊缝显微组织由δ铁素体+奥氏体两相组成,焊缝不同区域δ铁素体形貌和含量存在明显差异;焊缝显微硬度随δ铁素体形貌和含量变化而变化,针状δ铁素体使焊缝显微硬度提高;443铁素体不锈钢母材及热影响区的冲击韧性较差,且随温度的降低,其冲击吸收功显著降低,室温时为韧性断裂,-20℃时发生脆性断裂。     

氮含量对无镍含钼奥氏体不锈钢相变的影响

以Cr18 Mn14 Mo3无镍含钼不锈钢为基本成分,设计并冶炼了电渣重熔锭实测氮含量为0.008％～0.770％的4炉高氮CrMnMo奥氏体不锈钢(氮含量设计范围为0.004％～0.850％),对各试验钢的平衡相转变进行了热力学计算,对试验钢的显微组织形貌进行了观察.结果表明:试验钢的氮含量在0.40％到0.85％区...     

氮含量对P92耐热钢组织与性能的影响

通过对5组不同含氮量P92耐热钢的室温、高温拉伸试验及显微组织检验,研究了氮含量对P92耐热钢的显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着氮含量增加,钢的室温强度和高温强度提高,延伸率和屈强比显著降低;铁素体含量明显减少,氮化物析出量增多,钢的晶粒度明显细化。但钢中氮含量过高,钢锭在锻造过程中表面易开裂,从而显著影响其表面质量。根据生产实际,P92耐热钢中氮含量应控制在成分中上限0.045%～0.060%之间比较适宜。     

高氮奥氏体不锈钢研究进展

目前高氮钢研究的主要热点是高氮不锈钢,而高氮奥氏体不锈钢的应用前景最被看好.综述近年来国内外高氮奥氏体不锈钢的研究现状,包括氮在奥氏体不锈钢中的作用机理;高氮奥氏体不锈钢的试制;高含量氮对奥氏体不锈钢力学性能、耐蚀性能和组织稳定性的影响以及对高氮不锈钢应用前景的展望.     

高氮奥氏体不锈钢1Cr22Mn15N热影响区组织特征

高氮奥氏体不锈钢(高氮钢)是利用氮代替镍进行合金化的一种合金结构钢,其焊接技术将关系着此种钢的研制开发.作者对高氮钢焊接热影响区(HAZ)的组织和硬度进行了研究.结果表明,高氮钢焊接热影响区组织为奥氏体和δ- 铁素体.随着焊接冷却速度的增大,HAZ中δ- 铁素体的总量越多;随着焊接峰值温度停留时间的增加,HAZ中δ-铁素体的总量越多.在合适的焊接条件下,HAZ硬度高于母材,HAZ不存在软化区.     

淬火温度和氮含量对马氏体不锈钢组织和性能的影响

研究了淬火温度和氮含量对20Cr13、20Cr13N、20Cr13HN钢显微组织、力学性能和腐蚀性能的影响.结果表明,在850℃退火条件下,随着氮含量升高,氮化物钉轧作用增强,组织细化明显,屈服强度、抗拉强度和维氏硬度增加,而伸长率降低.相同淬火温度和冷速下,在固溶、析出和相变强化的作用下维氏硬度增加.随着冷速增大,相...     

高氮奥氏体不锈钢仰焊焊接接头组织与性能研究

通过金相观察、力学性能和耐蚀性能试验,采用00Cr20Ni15Mo2N钢研究了高氮奥氏体不锈钢焊条电弧仰焊焊接接头的组织与性能,并对其焊接工艺进行了适当的实践与探讨。结果表明,接头的抗拉强度不低于母材,而且塑性良好。焊缝为100%奥氏体组织,呈较为粗大的柱状晶形态,且与母材熔合良好;过热区的晶粒长大不严重。焊态时,焊接接头的腐蚀速率与母材相当,经敏化处理的晶间腐蚀试样,弯曲90°后未发现因晶间腐蚀而产生的裂纹。均匀腐蚀全浸试验的年均腐蚀速度为1.32×10~(-3)mm/年,具有良好的耐腐蚀性能。     

高温渗氮工艺对高氮无镍不锈钢组织及力学性能的影响

采用高温渗氮在奥氏体/铁素体双相不锈钢表面形成了奥氏体高氮层。试验结果表明,渗氮层氮含量可达1.0%,与原材料相比氮含量增加了2倍。原始双相组织已经转变为奥氏体,渗氮层深度达到2 mm以上。采用合理优化的高温渗氮工艺,可在提高不锈钢强度、硬度的同时,其伸长率、断面收缩率仍然保持较高的水平。高温渗氮工艺制备高氮无镍不锈钢的最佳工艺参数为:加热温度1200℃、氮气压力0.3 MPa、保温时间24 h。     

Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的高温力学性能

采用Gleeble-2000热模拟试验机对Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢进行高温拉伸试验,利用扫描电镜-能谱仪对拉伸试样断口形貌及断口附近的显微组织进行观察,用Thermo-Calc软件计算试验钢的相变及析出相,研究了Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的高温力学性能。结果表明,试验钢的第Ⅰ脆性区＞1200 ℃,第Ⅲ脆性区为850~950 ℃,未出现第Ⅱ脆性区,第Ⅰ脆性区的出现主要是在加热过程中试验钢由γ奥氏体向δ铁素体转变引起的,第Ⅲ脆性区的出现是因为沿晶析出M₂₃C₆、M₂(C, N)等硬脆相引起的;试验钢的抗拉强度随着拉伸温度升高而降低,断面收缩率在1000~1200 ℃温度范围内逐渐增大并表现出极佳的热塑性,断面收缩率均在70%以上,温度超过1200 ℃后断面收缩率急剧下降;Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的热锻温度应选择在1000~1150 ℃之间,在此温度范围内试验钢的断面收缩率均在70%以上,并且可以避开第Ⅰ与第Ⅲ脆性区。     

回火温度对高氮不锈轴承钢组织与力学性能的影响

对退火态高氮不锈轴承钢进行真空高压气淬并深冷后在不同温度下回火空冷处理,采用光学显微镜、X射线衍射仪、场发射环境扫描电镜、场发射透射电镜、洛氏硬度计和万能材料试验机,研究并分析了不同回火温度对高氮不锈轴承钢显微组织与力学性能的影响。结果表明:当回火温度由180 ℃升高到550 ℃时,硬度、抗拉强度及屈服强度呈现先下降后上升再迅速下降的变化趋势;试验钢降碳增氮,组织中没有粗大的共晶碳化物存在。当回火温度为500 ℃时,基体组织为回火索氏体,碳化物M₂₃C₆和氮化物Cr₂N细小弥散均匀分布于基体上;在500 ℃回火时出现了二次硬化,强度和硬度达到峰值,这与碳氮化物弥散强化有关。采用1050 ℃真空气淬60 min+深冷处理(-100 ℃×2 h)+500 ℃空冷2 h回火工艺可以获得良好的综合力学性能。     

氮含量对HPD-1双相不锈钢组织及力学性能的影响

通过显微组织观察与力学性能测试研究了氮含量(0.08%～0.22%,质量分数)对HPD-1双相不锈钢硬度、拉伸性能、低温冲击性能及疲劳性能的影响。结果表明,氮含量变化可显著影响试验钢γ/α相比例,当氮含量由0.08%升高到0.22%,γ相含量由38.1%提高至56.5%。α相的硬度由273 HV10提高到343 HV10,γ相的硬度由238 HV10提高到299 HV10,试验钢强度明显提升。氮元素对两相比例和奥氏体相韧性的双重影响导致试验钢低温冲击性能呈先上升后下降的趋势;更高的氮含量抑制疲劳裂纹萌生与拓展,是影响HPD-1双相不锈钢室温疲劳性能的主要因素。撕裂棱是疲劳断口的显著特征。     

冷却速率对高氮钢焊缝组织和性能的影响

研究了水冷和空冷条件下高氮不锈钢焊缝金属微观组织和力学性能的变化规律,讨论了冷却速率对高氮不锈钢焊缝微观组织和力学性能的影响规律. 结果表明,冷却速率增加能够有效增加高氮钢焊缝金属中的氮含量,尤其对于含氮量0.85%的高氮含量焊丝,增氮效果更明显. 冷却速率增加对高氮钢焊缝金属抗拉强度提高程度取决于焊丝中的氮含量,对于低氮含量高氮钢焊丝,冷却速率增加能够显著提高焊缝金属抗拉强度,当焊丝中氮含量超过0.58%时,冷却速率增加对焊缝金属抗拉强度影响不大,最终接头强度达到850 MPa.     

氮含量对高氮钢PMIG焊接头组织和性能的影响

文中采用H307Mo焊丝,开展了高氮钢PMIG焊接工艺试验,重点分析了焊缝中氮含量对接头组织和性能的影响,并通过调整工艺参数,控制焊缝中氮的含量.结果表明,当焊缝中氮含量低于0.24%时,焊缝以FA模式凝固,焊缝组织为骨架状铁素体枝晶和奥氏体基体组成,并且随着氮含量的提高,铁素体含量降低,显微硬度逐渐下降;当焊缝中氮含量高于0.30%时,焊缝以A模式凝固,组织为单相奥氏体枝晶组织,随着焊缝氮含量的提高,奥氏体枝晶不断增大,显微硬度逐渐提高.随着氮含量的提高,焊缝中气孔逐渐增多,冲击韧性呈现先增大后减小的趋势.     

固溶时效对节镍型高氮奥氏体不锈钢组织的影响

对热轧态节镍型高氮奥氏体不锈钢进行固溶及时效处理,利用光学显微镜、电子背散射衍射,结合相图系统分析该材料固溶处理及时效后组织变化规律。结果表明,1050 ℃固溶处理后,试验钢基体为奥氏体,存在少量的铁素体,奥氏体晶粒形状偏等轴,晶粒内部存在大量孪晶。时效后,析出相主要为Cr₂N、CrN、Cr₂₃C₆。在时效时间为5 h不变的条件下,温度由650 ℃升高至800 ℃,碳化物及氮化物数量呈现先增长后降低的趋势,在750 ℃时数量最多。而在750 ℃时效5~10 h范围内,随着时效时间的增加,析出相数量变化不大。析出相的析出过程为:先在晶界交叉处析出胞状析出物,随时间的延长,在晶界逐渐析出条状析出物,在晶内开始出现并逐渐长大,最终形成类珠光体的片层状析出。     

高氮不锈钢与675高强钢焊接接头微观组织与力学性能

根据低强匹配原则,采用ER307Mo不锈钢焊丝对13.5 mm厚高氮不锈钢和675高强钢进行了脉冲MIG焊接试验.结果表明,当焊接速度为5 mm/s、送丝速度为5.5～6.0 m/min、焊接电流为155～166 A、电弧电压为19.6～20.3 V时,可以得到成形良好、性能较佳的焊接接头.焊缝组织主要由奥氏体与铁素体...