淬火温度对12Cr12Mo钢的组织、力学性能及低周疲劳性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、布氏硬度计和电子万能试验机等研究了汽轮机叶片用12Cr12Mo钢经不同温度淬火及680℃回火处理后的显微组织及力学性能;并研究了其经不同工艺处理后的低周疲劳性能,建立了寿命预测模型。结果表明:随着淬火温度(940~1000℃)的升高,12Cr12Mo钢的奥氏体晶粒持续长大,马氏体板条宽度逐渐增大,更多的碳化物颗粒固溶于基体中,力学性能呈现先上升后下降的趋势;980℃淬火及680℃回火后12Cr12Mo钢的显微组织最好,进而其力学性能最佳、循环断裂次数最大、棘轮应变最小和低周疲劳性能最好;1000℃淬火及680℃回火后12Cr12Mo钢中含较多的δ-铁素体,导致其力学性能较差;当应力比R=0.1时,12Cr12Mo钢的低周疲劳寿命预测模型为:S_(eq)N_(f)^(0.0134)=495.5072。

钠冷快堆蒸汽发生器用2.25Cr-1Mo钢热老化行为研究进展

中国实验快堆蒸汽发生器主要使用核级2.25Cr-1Mo钢制造。由于钠冷快堆中严苛的工作环境,蒸汽发生器传热管需要同时面对高温、高压差以及钠和水腐蚀等问题,其中部分问题引起蒸汽发生器的热老化行为,从而影响其寿命。本文调研了钠冷快堆蒸汽发生器用2.25Cr-1Mo钢热老化行为的主要影响因素,总结了开展2.25Cr-1Mo钢热老化行为研究的多种方法,提出了解决2.25Cr-1Mo钢热老化问题的措施,并对未来发展方向进行展望,以期为我国钠冷快堆蒸汽发生器部件的寿命评估和安全运行提供参考。

2.25Cr1Mo钢激光熔覆工艺优化及氢致裂纹控制

基于ABAQUS及其子程序,对2.25Cr1Mo钢基体表面激光熔覆进行了数值模拟。分析了不同功率、扫描速率和光斑直径对激光熔覆温度、残余应力、氢浓度的影响,采用综合评价法确定了合理的参数为:激光功率1800 W、扫描速率5 mm∕s、光斑直径3 mm。模拟了经预热和焊后热处理后对残余应力及氢扩散的影响,并对比了常态及经热处理状态下的裂纹扩展情况。结果表明:在残余应力的作用下氢向高应力区富集,并且在热影响区附近有一个氢浓度低谷;经预热及焊后热处理后应力松弛效果明显,残余应力大幅减小,氢向外大量逸散,氢致裂纹得到有效控制。

调质态25Cr2Ni3Mo钢的高温拉伸性能和蠕变性能

对25Cr2Ni3Mo钢锻坯进行了850℃油淬和640℃回火。随后检测了钢的的线膨胀量、平均线膨胀系数、高温拉伸性能和低周次高温蠕变性能。结果表明:在20~700℃,随着温度的升高,钢的线膨胀量先增大后降低再增大,平均线膨胀系数先增大后降低,在20~700℃的平均线膨胀系数最大;在250~550℃,随着温度的升高,钢的抗拉强度和屈服强度下降、塑性提高;在250℃以510 MPa的应力蠕变试验的蠕变曲线包含瞬时蠕变阶段、稳态蠕变阶段和加速蠕变阶段,而在550℃以270 MPa的应力蠕变试验的蠕变曲线仅有瞬时蠕变阶段和稳态阶段。

3Cr2Mo钢CCT曲线的测定与分析

在Gleeble-1500热模拟机上测定3Cr2Mo钢以不同冷却速度连续冷却时的膨胀曲线,结合金相-硬度法、示差热分析法（DSC）获得该钢的连续冷却转变曲线（CCT曲线）。根据测得的CCT曲线,分析以不同冷却速度连续冷却时的组织转变;阐明冷却速度与组织的演变以及硬度变化的关系。比较分析所测CCT曲线与同类转变曲线的异同。研究结果表明：马氏体转变的临界冷却速度为1.0~1.5℃/S;为生产实践和新工艺的制定提供了参考依据。

2.25Cr-1Mo钢回火过程中碳化物析出顺序的研究

采用化学相分析的方法研究了2.25Cr-1Mo钢粒状贝氏体组织在回火过程中碳化物的变化和析出顺序.结果表明,当回火参数为18140～22000时,试验钢中析出合金碳化物的类型为M2(CN),M6C,M4C3,Cr9C3以及M23C6;合金碳化物的析出顺序为M2(CN)→M6C→M7C3,Cr7C3→M23C6,而且这些合金碳化物的变化过程是一系列重迭的阶段.

调质工艺对3Cr2Mo钢组织和性能的影响

通过洛氏硬度和冲击试验以及OM、SEM和TEM组织观察,研究了不同热处理工艺参数对塑料模具用3Cr2Mo钢显微组织和力学性能的影响,分析不同热处理工艺条件下3Cr2Mo钢塑性、硬度以及冲击韧性的变化规律。结果表明:3Cr2Mo钢经850～920℃×1 h油淬,获得细小板条状马氏体组织,合金元素充分溶解;经570～630℃空冷回火,碳化物细小弥散分布得到均匀稳定的回火索氏体组织,其硬度达到较佳的使用范围(28～36 HRC),且具有较好的强韧性配合,能够满足塑料模具钢使用要求。

热处理工艺对PH13-8Mo钢的组织和性能的影响

利用光学显微镜、透射电子显微镜和力学性能测试，研究了不同淬火温度（850～1050℃）和回火温度（100～750℃）对PH13—8No钢微观组织和力学性能的影响。结果表明，经过淬火后形成的含有高密度位错的细小板条马氏体是该钢具有较高强韧性的组织基础，在500℃左右回火时，与基体共格的细小弥散分布的NiA1沉淀相是该钢出现强度峰值的主要原因。NiA1沉淀相在450℃左右回火时开始析出，高于510℃回火时因NiA1相长大而逐渐与基体失去共格关系，高于700℃回火时NiA1溶解。PH13．8Mo钢经925℃淬火和510cc回火可获得良好的综合性能。

真空感应熔炼气雾化法制备高强度PH13-8Mo钢粉末的特性表征

采用真空感应熔炼气雾化(VIGA)法制备出球形高强度PH13-8Mo钢粉末,通过不同目数的筛网对粉末进行筛分,得到120~212μm,53~120μm,15~53μm和<15μm不同粒度区间的高强度PH13-8Mo钢粉末。利用氧氮分析仪、扫描电镜(SEM)、激光粒度分布仪和智能粉体特性测试仪等分析手段研究了不同粒径区间的PH13-8Mo钢粉末的氧含量、表面形貌、表面及内部微观组织、流动性和松装密度。结果表明:随着粉末粒度区间减小,PH13-8Mo钢粉末的比表面积从0.017 m^2/g显著增大到0.243 m^2/g,粉末中的O含量从0.017%增大到0.033%;当PH13-8Mo钢粉末粒径的范围为15~53μm区间时,粉末中的O含量相对较低,冷却速率较大,卫星球颗粒少,表面和内部组织主要由胞状晶和微晶组成,且该粒度范围的PH13-8Mo钢粉末的松装密度和流动性指数高。

残余奥氏体对2.25Cr-1Mo钢焊缝冲击性能的影响

比较2.25Cr-1Mo钢埋弧焊焊缝经过720℃保温2 h(工艺1)以及680℃保温12 h(工艺2)的冲击性能,结果表明热处理工艺1具有更好的冲击韧度;进一步测试工艺1接头液氮处理后的冲击性能,发现冲击韧度降低,推测残余奥氏体质量分数是造成这不同热处理工艺冲击性能差异的因素。采用振动样品磁强计和电子背散射衍射技术分别研究两种热处理试样的磁极化强度和相分布,获得了两种热处理工艺处理后焊缝金属的残余奥氏体质量分数,磁法测量表明焊后经工艺1处理后存在约3%左右的残余奥氏体,而经工艺2处理后残余奥氏体为0.2%;EBSD分析结果:工艺1的残余奥氏体质量分数为3.49%,工艺2的质量分数为0.18%,证实了焊缝中残余奥氏体质量分数的变化对冲击性能具有一定的影响。

70Cr3Mo钢大型支承辊淬火加热计算机模拟

70Cr3Mo钢大型支承辊最终热处理淬火后辊颈和辊身需得到不同的硬度 ,因此采用辊颈包覆耐火纤维的加热方法。本文以非线性有限元法为基础 ,对加热过程进行了计算机模拟 ,实现了温度场和相变的耦合计算。比较几种不同情况的计算结果 ,认为利用原有的台车炉进行差温加热能满足要求 ,但辊身两端包裹耐火纤维对辊身的加热温度场影响很大 ,导致奥氏体层分布不理想 ,根据模拟结果提出了改进辊颈包覆耐火纤维的方案。

Cr-Mo钢管子局部焊后热处理加热宽度准则的确定

采用粘弹塑性有限元方法从应力释放角度讨论了Cr-Mo钢局部热处理下各种优化加热条件。研究表明,局部热处理过程产生的瞬态和残余应力受蠕变性能和温度关系弹性模量等因素的影响。当加热宽度足够大时,局部热处理后的应力与炉中热处理的应力接近。通过与现有标准的比较,从应力释放角度位于焊缝中心5R t的加热宽度较为合理。提出了考虑焊接冷却过程Cr-Mo低温膨胀现象的相变模型。给出了焊接残余应力与局部焊后热处理应力的试验结果与模拟结果的对比。

1.25Cr0.5Mo钢高温疲劳蠕变交互作用的寿命预测

通过1.25Cr0.5Mo钢光滑试样540℃环境下应力控制的梯形波加载试验,对1.25Cr0.5Mo钢高温环境下疲劳蠕变交互作用的寿命预测进行了研究。研究表明:在本次试验的情况下,频率分离法、频率分离法的应变能修正法可以变形成一个统一的模型表达式。用此模型对1.25Cr0.5Mo钢540℃环境疲劳蠕变的交互作用进行了寿命预测,预测结果与实测结果符合较好。

铬、铌和钒对9Cr-1Mo钢焊缝回火组织性能的影响

对于 9Cr- 1Mo耐热钢 ,碳化物的类型和分布是维持材料高温力学性能的关键。对于瑞典ESAB公司的三类 9Cr- 1Mo焊条制成的焊缝金属 ,通过研究发现 ,经过 710℃或 74 0℃× 5h的高温回火处理以后 ,三类材料的力学性能变化发生了较大的差异 ,为此用电子显微镜和光学显微镜对材料的微观组织进行了观察。根据微观观察和成分分析的结果发现 ,高温回火热处理后 ,Cr2 3C6 和Cr7C3型碳化物沿晶界和马氏体板条界面以链状或粒状析出长大 ,材料的力学性能因此发生变化 ,同时还发现 ,铌和钒所产生的耐高温碳化物对保持焊缝组织的高温稳定性有重要影响 。

不同强度的40CrNi2Mo钢抗弹性能研究

为了研究抗拉强度对钢板抗弹性能的影响,利用12.7mm穿甲燃烧弹对18mm厚不同抗拉强度的40CrNi2Mo钢板进行抗弹性能测试。观察不同弹速下钢板出现的损伤形貌,弹坑周围裂纹和绝热剪切带的形成位置和数量,评定背面强度极限。分析不同抗拉强度钢板的穿甲机理。结果表明:抗弹性能随着抗拉强度的提高,呈现非单调变化的趋势;抗拉强度在1270MPa以下,钢板出现塑性扩孔破坏,弹坑周围基本不形成绝热剪切带与裂纹;抗拉强度在1270MPa至1700MPa之间,由于绝热剪切带的形成与扩展,钢板损伤形式由塑性扩孔向冲塞破坏转变;抗拉强度超过1700MPa,由于板内裂纹的形成与扩展,钢板出现崩落。

表面纳米化处理对Cr5Mo钢流动加速腐蚀性能的影响

采用超声喷丸(USSP)技术对Cr5Mo钢表面进行纳米化处理,研究了试验钢表面的组织及显微硬度,并对超声喷丸前后试样在含H2S流动去离子水溶液中的流动加速腐蚀性能进行了研究,并对腐蚀产物膜的微观形貌进行了观察。结果表明:经USSP处理后,试样表面形成了一定深度的纳米晶层,该晶层内的平均晶粒尺寸约为20nm;表面纳米化能够明显提高试样表层的显微硬度,并且处理时间越长,显微硬度越大,变形层厚度越大;与原始粗晶试样相比,表面纳米化试样的抗流动加速腐蚀性能增强,表面生成的腐蚀产物膜较致密;随着USSP处理时间的延长,腐蚀产物膜的致密度和完整性变差,耐蚀性能逐渐下降。

1Cr5Mo钢炉管腐蚀原因分析与预防对策

对常减压蒸馏装置减压炉失效炉管的材质、工况、腐蚀形貌、化学成分、力学性能、金相组织以及腐蚀产物进行了全面分析与研究,结果表明,炉管管壁发生大面积腐蚀的腐蚀原因为环烷酸腐蚀;油气中含有的高温硫、硫化氢及氯化氢促进了环烷酸腐蚀;油气在炉管内的流速和流态也起到了重要作用。提出了通过选用耐腐蚀材料、控制流速与流态和添加高温缓蚀剂来减少减压炉炉管腐蚀的措施。

0Cr16Ni5Mo钢中条状夹杂物对氢扩散过程的影响

通过实验和有限元计算研究了条状夹杂物对0Cr16Ni5Mo钢中氢扩散过程的影响。结果表明:氢扩散在含条状夹杂物的钢中呈各向异性,当条状夹杂物长度与氢渗透方向平行时,夹杂物中的氢呈梯度分布可以加速氢的扩散,氢在钢中的表观扩散系数会明显增大;当条状夹杂长度与氢渗透方向垂直时,夹杂物发挥对氢的陷落作用而使氢在钢中的表观扩散系数会降低。此外,条状夹杂物的变形延伸量也会影响氢的扩散,在与夹杂物长度平行的方向上,夹杂物的变形量越大,氢表观扩散系数和扩散通量越大。

微量元素和回火工艺对1.25Cr-0.5Mo钢抗氢蚀能力的影响

研究了不同温度回火及添加不同微量元素对 1 2 5Cr 0 5Mo钢抗氢蚀能力的影响。研究表明 ,材料的抗氢蚀性能与其回火温度有较大的关系。回火温度越高 ,钢中析出的碳化物越稳定 ,但并不意味着钢的抗氢蚀能力越好。对于含铬和钼较低的钢 ,铬元素在碳化物和基体中有适当的分配时 ,才能使钢有最佳的抗氢蚀能力。微量元素影响钢的力学性能 ,但对抗氢蚀能力的影响并不明显。

2.25Cr-1Mo钢氢致裂纹扩展行为研究

采用电解充氢方法对2.25Cr-1Mo钢氢致裂纹扩展进行试验,并采用甘油测氢法测定了2.25Cr-1Mo钢发生裂纹扩展时钢中扩散的平均氢浓度。为了进一步了解裂纹尖端的氢浓度大小对裂纹扩展的影响,利用有限元软件对氢在2.25Cr-1Mo钢中的扩散过程进行模拟分析,系统研究了在应力-氢环境交互作用下裂纹尖端周围的氢扩散规律,并给出了裂纹扩展时裂尖局部位置的氢浓度大小。