奥氏体不锈钢低温气体渗碳工艺研究现状

介绍了一种提高奥氏体不锈钢表面强度的表面强化技术——低温气体渗碳,综述了该工艺在国内外的研究方法及研究成果,并对该技术在国内的研究趋势进行了展望。     

奥氏体不锈钢低温气体渗碳后的表面组织、硬度与耐蚀性能

为解决常规盐浴渗碳、等离子渗碳等低温渗碳工艺在提高奥氏体不锈钢硬度的同时会降低其耐蚀性能的问题,在LTCSS工艺的基础上,提出了兼顾硬度和耐腐蚀性能的低温气体渗碳工艺,并对304、316奥氏体不锈钢分别在470,500℃进行渗碳处理,研究了渗碳层的组织及耐蚀性能。结果表明:在470℃渗碳后,304、316不锈钢获得15~20μm的耐蚀强化层,硬度提高4~5倍,耐蚀性能未降低;但304不锈钢渗碳层的厚度、硬度及耐蚀性均不如316不锈钢渗碳层的。     

奥氏体不锈钢316L焊接性能探讨

分析了钢的可焊性,制定了合理的焊接工艺,并进行了工艺性试验,验证了工艺规范可行,解决了316L钢的焊接性问题。     

316L不锈钢表面氧化铝梯度涂层的制备

用热浸镀铝+高温热扩散工艺在316L不锈钢表面制备了铁铝梯度涂层,再用工业纯氮气中残留的氧气对其进行氧化处理制备了氧化铝梯度涂层;用OM、SEM、EDS、XRD、XPS和显微硬度仪等方法对涂层进行了分析。结果表明:750℃浸镀10 min的热浸镀铝涂层经950℃×4 h热扩散后,涂层表面质量较好,平均厚度120μm,与基体结合紧密;铝、铁呈良好梯度分布,表面最高硬度为800~850 HV;经900℃×4 h氧化处理后,氧与铝涂层进行了择优氧化,在距表面100nm以内原位反应生成了氧化铝,且除涂层表面是一层致密的氧化铝膜外,在膜以内氧化铝含量呈梯度分布。     

碳元素含量对SLM成形316L不锈钢机械性能的影响

通过添加石墨碳粉改变SLM成形过程中316L不锈钢的碳元素含量,研究3D打印过程中不同碳含量对316L不锈钢微观结构和力学性能的影响。结果表明:随着碳含量的增加,不同碳含量的316L不锈钢的硬度也随之增加,而拉伸强度性能却随之先增大后减小。通过对断口形貌的观察发现,在低、中碳含量下的断裂状态为韧性断裂,而在高碳含量下的断裂为脆性断裂。这是由于碳元素所形成的碳化物在低含量阶段增强了不锈钢的拉伸性能,但随着碳含量增多,微裂纹所形成的缺陷逐渐起到主导地位,严重影响拉伸性能。     

316L奥氏体不锈钢稳定辊轴头断裂的原因

某热镀锌生产线上316L奥氏体不锈钢稳定辊轴头在运行时发生断裂,采用化学成分分析、硬度及拉伸性能测试、金相检验等方法对断裂原因进行了分析。结果表明:该轴头组织中存在大量的长条状硫化夹杂物,导致组织不均,材料性能下降,同时轴头的圆周表面加工粗糙,液态锌通过表面缺陷渗入基体内部并腐蚀基体,从而导致轴头在外载荷作用下发生脆性断裂。     

奥氏体不锈钢卡套表面低温离子硬化处理的研究

采用低温离子渗碳硬化处理技术,在316奥氏体不锈钢卡套表面形成一层无碳化铬析出的碳的过饱和固溶体(S相),可以实现在不降低表面耐蚀性能的前提下,大幅度提高不锈钢卡套的表面硬度。对低温渗碳硬化处理后的不锈钢卡套再进行一次亮化处理,不仅可以恢复不锈钢原有的颜色,而且还可以进一步提高硬化不锈钢卡套表面的耐蚀性能。     

316L分层实体扩散焊接头微观组织与力学性能分析

对316L薄板材及316L分层实体扩散焊接头,开展-196,20,600℃力学性能试验及微观组织分析.结果表明,扩散焊界面微观金相组织与母材相同.同一试验温度下,垂直于扩散界面方向抗拉强度均小于平行于扩散焊界面方向抗拉强度;3种试验温度下,扩散焊接头抗拉强度均高于0.9倍的母材抗拉强度;随着温度升高,扩散焊接头抗拉强度...     

ER316L奥氏体不锈钢的σ相析出行为及其盘条高线轧制

通过固溶处理及高温压缩试验研究了固溶温度和应变速率对ER316L奥氏体不锈钢中σ相析出行为的影响,在此基础上制定了盘条高线轧制工艺的粗中轧参数并进行了盘条高线轧制,研究了盘条的组织及拉伸性能。结果表明:试验钢的显微组织由奥氏体相和σ相组成,σ相含量随固溶温度的降低或应变速率的增大而增加;为防止σ相的大量析出,在试验钢轧制过程中应保持较低的应变速率,且轧制温度应设置在1 000℃及以上。在此参数下轧制所得盘条中的σ相体积分数小于3%,抗拉强度均值为640.2MPa,伸长率均值为48.7%,表现出较好的拉拔性能。     

塑性预变形对316L奥氏体不锈钢氢脆的影响

对316L奥氏体不锈钢板试样进行不同程度的塑性预变形,通过电化学充氢及拉伸试验,研究了塑性预变形对316L奥氏体不锈钢氢脆的影响。结果表明:随着塑性预变形量的增大,316L不锈钢的屈服强度和抗拉强度均有提高,但塑性降低;充氢后316L不锈钢的强度变化不大,但塑性进一步降低,充氢导致了316L不锈钢发生塑性损减,且随着塑性预变形程度的增大,氢致塑性损减的程度也增大,塑性预变形导致材料的氢脆敏感性增大。     

316L不锈钢non-Masing特性分析和疲劳寿命预测

对316L不锈钢在不同应变范围下分别进行了293 K和873 K试验温度下的低周疲劳试验,讨论了材料循环特性的幅值相关性和温度相关性,比较了不同条件下non-Masing特性,并利用能量方法进行了低周疲劳寿命预测。实验结果表明,在不同条件下,循环初期会出现不同程度的循环硬化现象,随后会出现循环软化、饱和直至材料失效;与873 K试验条件相比,材料在293 K温度下的non-Masing特性更为显著;在大应变范围下,两温度下材料的non-Masing特性更加明显。采用能量方法进行疲劳寿命预测时,预测结果均位于两倍分散带内,且基于non-Masing特性得到了比基于Masing特性更为精确的预测结果。在873 K温度和大应变范围下,显著的动态应变时效效应导致考虑non-Masing与Masing特性的预测结果相差不大。     

干式与湿式高进给铣削316L不锈钢

首先使用有限元软件对铣刀片XDLT 09008ER-MM3干式及湿式高进给铣削316L不锈钢进行模拟,对比分析了两种不同切削环境对刀片寿命的影响。然后通过铣削试验验证了模拟结果的高度可靠性。模拟及试验结果表明,干式切削更适合快进给加工316L不锈钢。     

超声表面冲击强化对316L不锈钢疲劳性能的影响

用超声冲击方法对试件表面进行改性,可以提高316L不锈钢性能。结合拉伸试验、高周疲劳试验、扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope, SEM)、X射线衍射(X-Ray Diffraction, XRD)及能量色散谱仪(Energy Dispersive Spectrometer, EDS),测试了316及316L不锈钢的疲劳性能和断裂特性。结果表明,含碳量稍低的316L不锈钢拉伸强度及疲劳强度也略低;表面超声冲击强化可提高该奥氏体不锈钢抗拉强度约19.7%,但韧性会有所降低。316、316L、冲击处理后316L三组材料的疲劳极限分别为209 MPa、204 MPa、254 MPa,均为本身抗拉极限的35%左右,拟合公式S=-64+0.45σ_b;含碳量高的316,其S-N曲线数据归一性更好,试样无侧边裂缝。疲劳断面显示,裂纹源萌生于异质相或非金属夹杂,裂纹沿晶扩展,裂纹扩展区的速度波动也归因异质相。超声冲击后316L的裂纹扩展速度明显降低,断面的起伏更大,瞬断速度更快。     

增强体与粉末冶金316L不锈钢的反应性

在316L不锈钢粉中分别添加10％的TiC、WC、NbC、Al2O3、Si3N4五种增强体,研究了各种增强体与不锈钢基体的反应性及对烧结过程的影响。结果表明：TiC、WC、NbC与不锈钢基体有良好的相容性,能均匀分布到不锈钢基体中,可以有效提高其强度,添加TiC的不锈钢还表现出优越的耐腐蚀性;由于Al2O3与基体不锈钢相容性过差,不能发挥增强体的作用,使材料的强度和耐蚀性不良;添加Si3N4的不锈钢在烧结过程中Si3N4发生分解,弥散强化了基体,硅有促进烧结的作用,而氮均匀渗透到不锈钢中,有利于形成高强度的高氮钢,从而使其相对密度、硬度及耐蚀性都高于其他材料。     

应变强化奥氏体不锈钢的低温冲击韧性

对S30408和S31603奥氏体不锈钢在室温下进行不同应变量10%~20%的应变强化处理,然后分别在常温至-269℃进行低温冲击试验,研究了应变量对试验钢低温冲击韧性的影响。结果表明:两种钢的冲击韧性随着应变量的增大逐渐降低,应变强化后两种试验钢冲击吸收能随着试验温度的降低而逐渐降低,当温度低于-196℃(77 K)后冲击吸收能趋于平缓,呈现出"平台";两种钢经过20%应变量强化后低温韧性仍较好,能够满足奥氏体不锈钢应变强化技术标准中低温冲击韧性指标要求。     

铣削参数对316L不锈钢切削性能的影响

为了提高316L不锈钢的铣削加工效率,对316L不锈钢铣削过程中的铣削力进行分析,利用AdvantEdge软件对影响316L不锈钢铣削性能的铣削参数以单变量因素进行二维铣削仿真研究,通过试验验证铣削力变化规律。结果表明：在主轴转速2500～4000r/min范围内,随着主轴转速的增大,铣削力先增大后减小;在铣削深度0.5～2.0mm范围内,铣削深度与铣削力的变化呈正相关;在铣削宽度1.5～3.0mm范围内,切削宽度与切削力的变化呈正相关;为了提高316L不锈钢的切削性能,在实际铣削加工中应采用较高的转速、较小的铣削深度和铣削宽度。     

激光能量密度对SLM成形316L不锈钢表面完整性的影响

采用激光选区熔化(Selective Laser Melting, SLM)技术成形制备316L不锈钢试样,探索了不同激光能量密度对金属增材制造成形质量的影响规律。选取激光功率、扫描间距、扫描速度和铺粉厚度等工艺参数,设计了正交试验,分析了激光能量密度对试件侧表面的表面粗糙度、维氏硬度、致密度、残余应力及表面形貌的影响规律。结果表明,随着激光能量密度的增大,试件侧表面的表面粗糙度与维氏硬度呈现先减小后增大的趋势,致密度和残余应力呈现先增大后减小的趋势,在激光能量密度为70.37 J/mm³时试件表面质量最佳,即最优工艺参数为激光功率P=190 W,扫描速度v=750 mm/s,铺粉厚度h=0.03 mm,扫描间距d=0.12 mm。     

316L型不锈钢的耐蚀性分析

探讨316L型不锈钢发生腐蚀的原因,在实际生产中加以注意尽量减少腐蚀给设备带来的损坏,保证生产的正常进行。     

低温用奥氏体不锈钢阀门零件的深冷处理

研究了奥氏体不锈钢在低温条件下的金属相组织变化及尺寸变化的机理，提高了低温阀门的密封性能。     

永磁场磁力研磨316L不锈钢实验研究

基于磁力研磨,采用永磁极吸附雾化法制备的新型球形磨料,对316L不锈钢进行光整加工.研究了当加工时间和磁感应强度为定值时,主轴转速、加工间隙、磨料粒径、磨粒相粒径对表面粗糙度和材料去除量的影响及其变化规律.并利用正交设计得出优化的加工参数:转速S=1 000 r/min,加工间隙δ=1.5 mm,磨料粒径为150～124μm时(磨粒相粒径为6μm),工件经研磨后平均原始表面粗糙度可由研磨前的0.275μm下降到0.038μm(工件最初表面粗糙度值为2.76μm).