0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢早期损伤非线性驻波法检测

针对非线性超声纵波检测中信号幅值较低、二次谐波不易被有效激发且易受干扰的问题,提出非线性驻波检测方法。分别对0Cr17Ni4Cu4Nb马氏体不锈钢拉伸试件进行非线性超声纵波法和非线性驻波法检测,检测结果表明,相比于非线性超声纵波法,非线性驻波法能够提升信号幅值,有效激发材料内部由于非线性相互作用产生的二次谐波,提高超声信号的信噪比和频谱的频率分辨率,且试验结果与有限元仿真结果基本一致。对0Cr17Ni4Cu4Nb马氏体不锈钢三点弯曲疲劳试件进行非线性驻波检测,在疲劳寿命50%以前,不同疲劳应力下归一化超声非线性系数均随疲劳寿命增加而增大。因此,非线性驻波法能够更好的检测0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢早期损伤。

Ni含量对0Cr17Ni4Cu4Nb钢中逆转变奥氏体的影响

采用透射电镜、X-射线衍射等技术研究了Ni含量对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢中逆转变奥氏体的影响。结果表明,随着Ni含量的提高,时效过程中发生逆转变奥氏体的温度降低,且在相同的时效温度下得到的逆转变奥氏体含量增多。在淬火缓冷的情况下,随Ni含量的降低,时效后钢中的残余奥氏体含量增加。

微观组织对0Cr17Ni4Cu4Nb马氏体不锈钢的耐点腐蚀性能的影响

采用化学浸泡法和模拟闭塞电池方法研究了固溶+时效和固溶+调整+时效处理的0Cr17Ni4Cu4Nb马氏体不锈钢的耐点腐蚀性能,并与18-8型奥氏体不锈钢(316L)耐点蚀性能进行了对比。结果表明,0Cr17Ni4Cu4Nb马氏体不锈钢组织内富Cu析出相促进了点蚀坑萌生,而点蚀坑发展则与组织形貌有关。固溶+调整+时效处理的0Cr17Ni4Cu4Nb马氏体不锈钢因组织内析出富Cu相多而大,其萌生的点蚀坑密度较高,但由于马氏体板条较细,其点蚀坑尺寸和深度较小;固溶+时效处理的0Cr17Ni4Cu4Nb马氏体不锈钢因组织内析出富Cu相少而小,萌生的点蚀坑密度较低,但粗大的板条马氏体组织导致点蚀坑尺寸和深度较大。与18-8型奥氏体不锈钢耐点蚀性能对比表明,通过对0Cr17Ni4Cu4Nb马氏体不锈钢进行合理的热处理,其耐点蚀性能可与18-8型奥氏体不锈钢相当。

合金元素对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢组织与力学性能的影响—镍(4)

实验室研究了Ni含量对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢组织与力学性能的影响,通过力学性能测试和金相显微组织和TEM结构分析,研究结果表明:随Ni含量的增加,δ-铁素体含量减少,As点降低;在相同回火温度下,随Ni含量的提高,强度增加。随淬火冷却速度的降低,强度下降,且Ni含量越高,强度下降的幅度越小;随时效后冷却速度的降低,强度增加,且Ni含量越高,强度增加的幅度越大。Ni含量控制在中上限容易满足技术条件的要求。

ECAP变形对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢组织与力学性能的影响

采用等径转角挤压（Equal Channel Angle Pressing,ECAP）工艺在室温下对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢进行单道次冷变形。通过力学性能测试、光学显微镜和透射电镜观察、X-射线衍射和差热分析等方法,研究了ECAP变形对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢组织与力学性能的影响。结果表明：通过ECAP变形,组织内的板条马氏体受到了大剪切力的作用,扭曲变形并被拉长,且变形有利于过时效时马氏体组织的分解;ECAP变形使大部分区域的马氏体板条碎化,但碎化不均匀,未完全碎化的板条发生了细化;ECAP变形促进了组织内奥氏体的形成,且变形有利于组织回复和促进相析出。ECAP变形使合金强度大幅提高,但塑性下降,均匀塑性变形能力变差。

Φ160 mm 0Cr17Ni4Cu4Nb沉淀硬化不锈钢半连续轧制工艺实践

本钢特钢厂采用3 t电渣锭-800初轧机开190 mm×190 mm方坯4架650连轧工艺,生产Φ160 mm 0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢棒材以替代原先3 t电渣锭锻造生产工艺。实践表明,轧制工艺生产效率、成材率和钢材表面质量均优于锻制工艺;轧制工艺所生产的中Φ160 mm 0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢σ_(0.2)(R_(p0.2))890～955 MPa.σ_b(R_(?)) 960～1020 MPa,δ_5(A)16％～18％,Ψ(Z)61％～65％,δ-Fe≤5％均满足GB8732Ⅱ的要求。

考虑应变、应变率和温度耦合作用下航空不锈钢0Cr17Ni4Cu4Nb本构模型的建立

航空不锈钢0Cr17Ni4Cu4Nb具有优良的特性,广泛应用在各个机械的重要零部件上,零件的加工过程伴随着大应变、高温和高应变率,基于此考虑耦合关系建立能够真实反映切削力学性能的本构模型,为切削仿真提供可靠的数据。以航空不锈钢0Cr17Ni4Cu4Nb为研究对象,利用万能试验机(UTM5305)和高温分离式霍普金森试验装置(Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB,ALT1000)分别进行准静态压缩试验(温度为25℃,应变率为0.1、0.01、0.001s^(-1))和动态冲击试验(温度为25、350、500、650℃,应变率为750、1500、2000、2600、3500、4500 s^(-1)),获得该材料的应力应变关系,并分析其力学性能,结果表明该材料具有应变硬化效应、温度软化效应、应变率强化效应和增塑效应。综合应变、应变率和温度三者相互作用,建立耦合作用下的Johnson-Cook(JC)本构方程,统计分析了试验数据与预测数据(原JC本构方程和修正JC本构方程数据),原JC本构方程的相关系数(R)和平均相对误差(AARE)分别为0.96833和4.77%;修正JC本构方程的相关系数(R)和平均相对误差(AARE)分别为0.987513和0.51%,表明修正JC本构方程更加准确、可靠预测高应变率下应力应变的关系。

不锈钢超细长深孔钻削试验研究

针对0Cr17Ni4Cu4Nb沉淀硬化型不锈钢在内排屑深孔钻削中存在的断屑困难、刀具磨损严重以及表面质量差等问题,开展了0Cr17Ni4Cu4Nb沉淀硬化型不锈钢的内排屑深孔钻削试验研究。采用正交试验法研究了主轴转速、进给量和切削液流量对切屑形态的影响规律。试验结果表明,主轴转速为195r/min,进给量为0.25mm/r,切削液流量为110L/min时,可以获得75%的细长螺旋屑,有利于切屑顺利排出,有效提高加工效率。

低温环境下电作动器壳体破口失效机理研究

针对0Cr17Ni4Cu4Nb材料作为电作动器的壳体在低温环境下作用后出现破口失效问题,通过试验研究了经过不同热处理条件的0Cr17Ni4Cu4Nb材料低温环境下承受火药爆炸能力,得到了该材料在低温环境下承力能力出现减小时的临界温度;通过扫描电镜分析了壳体低温断裂形貌,分析和验证了低温环境下作动器壳体破口失效机理,研究表明材料热处理时效温度是主要影响因素。本研究可为小型高强度收口结构的电作动器设计提供参考。

17-4沉淀硬化不锈钢的热处理工艺改进

通过对 0Cr17Ni4Cu4Nb沉淀硬化原理的深入分析 ,针对其在沉淀时效时无强化变化的问题 ,提出了对 0Cr17Ni4Cu4Nb热处理工艺的改进 。

基于机器学习的0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢流变应力预测研究

以0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢为例,提出一种基于粒子群优化BP神经网络预测流变应力的新模型。以常温下的准静态(0.001 s^(−1))压缩试验数据、四种温度(25、350、500、300℃)和六种应变率(750、1500、2000、2600、3500、4500 s^(−1))的冲击试验数据为基础,构建了0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢流变应力的随机森林预测模型、粒子群优化随机森林预测模型、Back Propagation(BP)神经网络预测模型以及粒子群优化BP神经网络预测模型,采用统计学的决定系数(R2)、平均绝对误差(MAE)、均方差(MSE)和均方误差平方根(RMSE)四个指标分析评价上述四种模型,得出四种模型预测的综合性能依次是粒子群优化BP神经网络模型、BP神经网络模型、粒子群优化随机森林模型、随机森林模型。粒子群优化BP神经网络模型决定系数R2=0.9997、平均绝对误差MAE=1.5773、均方差MSE=5.5053和均方误差平方根RMSE=2.3463,该模型能够很好预测0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢流变应力。

热处理工艺对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢组织和力学性能的影响

通过透射电镜、扫描电镜、X射线衍射、光学显微镜等显微组织分析及力学性能测试,研究了不同固溶温度、时效温度及其冷却方式对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢组织和力学性能的影响,演绎了该不锈钢大型锻件的热处理工艺。结果表明,以1040℃固溶处理,0Cr17Ni4Cu4Nb钢可获得较好的综合力学性能,固溶后采用油冷,钢的强度最高,塑性较好;时效冷却速度对合金力学性能的影响较小,采用480℃时效空冷既能满足强度要求,也能保持理想韧性。该钢的最佳热处理工艺为1040℃固溶(油冷)+480℃时效(空冷)。

0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢的力学性能影响因素分析

为了更好地控制0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢轴的质量,避免加工过程出现弯曲变形,利用光谱仪、金相显微镜等分析了合金元素含量、热处理工艺参数对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢的力学性能、显微组织形貌及加工变形的影响。结果表明:0Cr17Ni4Cu4Nb钢用作长轴类零件,强度相当时,韧塑性越好,加工质量越稳定。