新型22Cr-15Ni奥氏体耐热钢高温低周疲劳行为

22Cr15Ni3.5CuNbN新型奥氏体耐热钢是为620 ~ 650 ℃的超(超)临界电站锅炉管道制造而研发的新型奥氏体耐热钢,其高温性能的优劣对机组的安全可靠运行具有重要意义. 文中通过22Cr15Ni3.5CuNbN钢在650 ℃下的低周疲劳试验,研究了其在不同应变幅条件下的应力?应变关系及疲劳寿命. 通过对断口形貌的分析研究了其断裂机理. 结果表明,22Cr15Ni3.5CuNbN钢在高温下表现出明显的循环硬化行为,且没有明显的应力饱和现象出现. 其硬化行为与材料内部位错密度的增加有关. 采用基于塑性应变能密度对其疲劳寿命进行了预测,取得了良好的预测效果. 疲劳断口可以分为3个区域:裂纹源区、裂纹扩展区以及瞬断区. 在较高的应变幅条件下,在断口处可观察到多个裂纹源. 多个裂纹源的形成和二次裂纹的产生是导致其疲劳寿命下降的重要原因.     

时效温度对GX40CrNiSi25-12奥氏体耐热钢析出相的影响

为了研究高温时效对GX40CrNiSi25-12奥氏体耐热铸钢析出相的影响,采用JMatPro软件模拟其在不同温度下的平衡相图和析出相随温度的变化,通过光学显微镜、扫描电镜和能谱分析等研究了不同温度时效处理对试验钢的析出相的形态、大小、析出位置及硬度的影响.结果 表明:850℃时效24 h后,大量细小颗粒状的M23C6...     

一种新型镍基高温合金长期时效后的组织和性能

研究了一种新型镍基高温合金在不同温度下长期时效后的组织及冲击韧性、硬度等性能．结果表明，合金在593℃和704℃时效l000h后，主要析出相是γ′和MC，在704℃以上又析出了M23C6．合金在750℃时效l000h后晶界处开始析出η相，而在849℃时效l000h后晶内出现了大量的片状η相，呈魏氏体分布．γ′相随时效温度的增加生长迅速，且在849℃时效l000h后出现回溶．没有发现σ等脆性相的出现．随着时效温度的提高，合金的冲击韧性下降，由韧性断裂变为脆性断裂．室温显微硬度随时效温度的提高而降低，主要由γ′的长大所致；合金在标准热处理条件下的高温显微硬度高于室温显微硬度．     

时效处理对20%冷变形15Cr-15Ni含Ti奥氏体不锈钢组织和高温力学性能的影响

针对钠冷快堆包壳管用15Cr-15Ni含Ti的奥氏体不锈钢,研究了550-750℃时效处理336h对20%冷变形合金组织和650℃拉伸性能的影响。结果表明：在550℃时效336h后,合金发生回复,组织中位错移动产生大量退火孪晶。当在650℃和750℃时效时,合金进一步回复,孪晶数量明显减少,且在组织中发现有Sigma相析出。随时效温度的升高,sigma相数量和尺寸增加。与20%冷变形合金650℃拉伸性能相比,550℃时效态样品拉伸时,合金屈服和抗拉强度略有增加;随着时效温度的升高,合金屈服和抗拉强度显著降低。与拉伸强度相比,时效态合金的延伸率变化趋势与之相反,时效温度升高,合金的延伸率提高。     

Ni-Cr-Co基高温合金704℃和760℃时效组织稳定性

利用热力学计算、SEM、TEM和相分析研究了一种新型Ni-Cr-Co基高温合金在704℃和760℃长期时效至2000h后的组织变化。结果表明：该合金标准热处理态和在704℃长期时效后的析出相有MC，M23C6，M6C和γ，在760℃长期时效后还析出了η相。随时效时间增加，γ( η)及碳化物MC，M23C6和M6C的含量变化很小，化学组成稳定，但γ相粗化明显。该合金在760℃时效时，η相的析出随时效时间的增加而加剧，并且呈魏氏体分布。新合金在704℃长期时效时具有良好的组织稳定性，但在760℃时效时组织稳定性较差。     

Al含量对Fe-22Cr-25Ni含铝奥氏体耐热钢高温抗氧化性能的影响

以HR3C合金成分为基础,通过调控Cr、Ni含量和添加1.5%,2.5%和3.5% (质量分数) 的Al制备了Fe-22Cr-25Ni型含铝奥氏体耐热钢,并研究了合金的高温抗氧化性能。利用SEM、EDS和XRD对含铝奥氏体钢700、800和900 ℃氧化后的氧化膜组成、结构进行了表征。结果表明：22Cr-25Ni-2.5Al和22Cr-25Ni-3.5Al含铝奥氏体耐热钢在700和800 ℃下具有优异的抗高温氧化性能。氧化后表层形成了连续致密的Al₂O₃保护膜,提高了其高温抗氧化性能。3种耐热钢经900 ℃氧化时形成外层为Cr₂O₃和MnCr₂O₄的复合氧化层,且氧化层下存在Al₂O₃内氧化物和AlN析出相,不能对基体起到有效保护作用。     

新型高温合金700℃时效组织及力学性能

利用微观组织分析和高温力学性能测试方法，研究了1种新型Ni—Cr—Co基高温合金在700℃长期时效过程中的组织稳定性及其一些力学性能。结果表明：试验合金在700℃时效过程中，析出物有MC，M23C6和γ’；晶内和晶界碳化物MC和M23C6的稳定性好，γ'的粗化为扩散控制的生长过程；在700℃时效初期，室温硬度变化小，随时效时间的增加而减小，这与γ'的粒度、形貌和分布有关；合金的高温拉伸强度和持久强度比Nimonic 263显著提高，且韧塑性好；试验合金在700℃具有稳定的显微组织和较高的高温力学性能。     

时效温度对含Cu高强钢组织和性能的影响

通过组织观察、力学性能测定等手段,分析了时效温度对含Cu高强钢组织和性能的影响.结果表明:随着时效温度的升高,试验钢组织逐渐向多边形铁素体转变,并发生了一定程度的软化;钢的强度先升高后略微下降,550℃时效钢的强度和低温冲击韧性均达到峰值.600℃时效时,析出强化效果与组织软化效果的综合作用导致钢的强度有所下降.     

时效工艺对25Cr-20Ni-2.5Al高强耐热钢拉伸和高温压缩性能的影响

通过在25Cr-20Ni耐热钢基体成分中加入质量分数为2.5%Al的方式制备25Cr-20Ni-2.5Al耐热钢,分别采用拉伸和高温压缩试验对其力学性能进行表征分析,研究结果表明:经过36 h时效处理的试样抗拉强度得到明显提升,此时抗拉强度和伸长率分别为803 MPa和27.1%。经过36 h时效处理会减小拉伸断口的韧性,生成部分脆性断裂的痕迹。随时效温度的增加,耐热钢的抗拉强度先增大后减小,伸长率先减小后增大,转折点均出现在时效温度650 ℃,此时抗拉强度和伸长率分别为451 MPa和10.26%。当变形程度增大后,晶粒将达到更大的变形程度,而耐热钢经过热压缩处理后并不会引起晶粒尺寸的明显改变;晶界部位存在析出相,而且当变形量增大后析出相的数量也会略微增加。     

时效温度对785MPa级高强度含铜钢组织与性能的影响

运用光学(OM)、扫描(SEM)和透射(TEM)电镜等方法,研究了不同时效温度下高强度含Cu钢的力学性能,并对微观组织结构进行了系统分析。结果表明,时效温度为640℃时,钢的强度超过785 MPa,该钢可以获得良好的低温韧性和塑性匹配。分析得出ε-Cu的析出强化、板条结构的回火马氏体组织及"有效晶粒尺寸"的细化,是试验钢获得优良综合性能的主要原因。     

GX40CrNiSi25-12奥氏体耐热铸钢的高温氧化性能

采用恒温氧化试验研究了GX40CrNiSi25-12奥氏体耐热铸钢在不同氧化温度和氧化时间下的抗高温氧化性能,通过氧化质量增加法、光学显微镜、扫描电镜和能谱分析等方法表征分析了试验钢的氧化动力学、氧化膜形貌及成分变化。结果表明,试验钢在850、950和1050 ℃下的氧化动力学曲线均遵循抛物线规律;氧化100 h时,根据GB/T 13303—1991,平均氧化速率均属于1级完全抗氧化性级别。850 ℃和950 ℃下的氧化膜平整致密,由细小均匀密集排布的不规则多边形状氧化物组成;1050 ℃时,氧化膜中氧化物晶粒尺寸不均匀现象加剧。GX40CrNiSi25-12奥氏体耐热铸钢良好的高温抗氧化性与氧化膜中高Cr含量有关。     

1.25Cr-0.5Mo钢热处理后的组织与力学性能

利用光学显微镜、扫描电镜和力学试验机研究了3种正火组织的1.25Cr-0.5Mo钢在回火和模拟焊后热处理过程中的组织和力学性能演变.结果表明:1.25Cr-0.5Mo钢粗大的铁素体+珠光体组织经模拟焊后热处理,大量粗大的碳化物沿晶界析出,显著降低钢的冲击性能,铁素体晶内细小弥散碳化物的析出略微改善了钢的强度;贝氏体组织...     

热处理对25CrMoNiVNbTi钢的高温拉伸性能的影响

研究了淬火温度对25CrMoNiVNbTi钢的高温拉伸性能和组织的影响。结果表明：在900~1100 ℃温度范围内,随着淬火温度的升高,25CrMoNiVNbTi钢在600 ℃的高温拉伸性能先增加后降低,本试验条件下的最佳热处理工艺为1000 ℃淬火30 min+620 ℃回火2 h,经该工艺处理后该钢在600 ℃下拉伸时其屈服强度和抗拉强度分别达到974 MPa及1046 MPa,洛氏硬度为40.5 HRC,显微组织为回火索氏体、贝氏体、碳化物和少量的残留奥氏体,而且钢的晶粒细小,位错密度高,大大提高了该钢在高温下的力学性能。扫描观察结果表明该钢在高温下拉伸后的断口为韧性断裂。     

组织形态对2.25Cr-1Mo钢长期时效稳定性的影响

通过力学性能检测、微观组织分析、相分析等方法,研究了不同组织形态2.25Cr-1Mo钢在530 ℃×2000 h长期时效过程中的组织与力学性能稳定性。结果表明:随着正火冷速下降,组织中大尺寸等轴状铁素体含量增加,贝氏体含量下降。组织中贝氏体含量高时,钢的强韧性匹配良好,时效过程第二相碳化物粗化不明显,组织稳定性更高。大尺寸等轴状铁素体基体强度低,时效过程界面碳化物粗化与聚集速率快,且沿晶界呈链状分布,导致组织稳定性较差。铁素体含量＞40%,时效脆化现象显著。     

时效温度对18Ni(250)马氏体时效钢低周疲劳性能的影响

采用光学金相(OM)、扫描电镜(SEM)和疲劳寿命测试等方法研究了1700 MPa级18Ni(250)马氏体时效钢在不同时效温度下的疲劳性能。结果表明,18Ni(250)马氏体时效钢在480 ℃时效处理具有最佳力学性能和低周疲劳性能;循环应力响应行为呈现出软化特性,滞后回线几乎为直线,塑性应变量很小;不同时效温度下,疲劳条带与裂纹扩展方向相垂直,疲劳条带和瞬断区形貌均不同。     

高温时效对P91钢组织及硬度的影响

对P91钢进行了650 ℃×2935 h的时效试验,测试了时效过程中的硬度变化,并分析了显微组织变化对硬度的影响。结果表明,在时效前期,由于M₂₃C₆的析出,导致硬度略有上升。在后续的时效中,M₂₃C₆发生熟化,数量密度降低;同时,亚晶缓慢长大,位错密度略微降低,使P91钢的硬度缓慢下降。根据时效过程中的组织和硬度变化,可以预测P91钢在不超过600 ℃的条件下服役时,有较好的组织和性能稳定性。     

淬火温度对ZG25MnCrNiMo钢组织与性能的影响

通过光学显微镜(OM)、拉伸试验机、冲击试验机等研究了不同温度淬火对ZG25MnCrNiMo钢组织及性能的影响。结果表明:淬火态ZG25MnCrNiMo钢组织为板条马氏体。在840~930 ℃温度区间,随着淬火温度的升高,组织中板条马氏体逐渐变细,930 ℃淬火试验钢板条最为细小。ZG25MnCrNiMo钢经840~930 ℃淬火后,进行600 ℃回火,随着淬火温度的升高,试验钢抗拉强度先升高后降低,伸长率和低温冲击吸收能量先降低后升高。930 ℃淬火试验钢抗拉强度最大,为992 MPa。840 ℃淬火试验钢伸长率和－40 ℃低温冲击吸收能量最大,分别为17.1%和78 J。