过温淬火+低温回火20Cr13锻造剥皮齿的热处理工艺研究

以20Cr13不锈钢锻造的剥皮齿为研究对象,对比传统热处理工艺,提出了一种过温淬火和低温回火的热处理工艺方法。结果表明,在盐浴炉里进行热处理试验,得到的剥皮齿硬度值范围为48.0~49.5 HRC,比淬火加热到1000℃的同等条件,剥皮齿硬度值提高了5.3%。金相组织为低温回火马氏体和残余奥氏体,满足剥皮齿47~51 HRC的安全硬度值要求。后经不同设备网带炉验证,得到的剥皮齿硬度值范围为47.5~51.0 HRC,金相组织同为低温回火马氏体和残余奥氏体。经实际工作环境验证,所提出的工艺加工的剥皮齿满足安全工作的硬度要求。

20Cr13不锈钢高温微动摩擦磨损特性研究

高温是汽轮机不锈钢叶片服役面临的最基本挑战之一.本文中开展了环境温度对典型微动位移下20Cr13不锈钢微动摩擦磨损特性的影响研究,分析了不同温度影响下的摩擦系数时变特性,探讨了不同温度影响下的微动运行工况、磨损形貌特征、磨屑运动行为和主要损伤机制.结果表明:温度上升并未改变小位移工况下的界面微动运行状态,但磨斑边缘出现明显的磨粒磨损和材料剥落特征.温度大于100℃促使中等位移工况的微动磨损由混合态转变为完全滑移态,且摩擦系数与材料磨损先上升后下降.高温诱使微动滑移区界面松散磨屑形成特殊的“釉质层”,虽有效缓解不锈钢材料磨损,但其对摩擦副上试样的磨粒磨损与黏着磨损问题不容忽视.

20Cr13不锈钢表面激光熔覆M2涂层性能分析

采用激光熔覆技术在20Cr13基体表面制备M2涂层,利用超景深显微镜、光学显微镜、XRD以及维氏硬度仪对M2涂层的宏观形貌、微观组织、物相组成和显微硬度进行分析,利用电化学工作站测量M2涂层和20Cr13基体的Tafel曲线以及腐蚀形式。研究结果表明:涂层的主相是α-Fe和碳化物硬质相(M_(23)C_(6)和M_(7)C_(3)),与基体形成良好冶金结合。涂层的硬度均值在729.5 HV,是基体硬度均值的3.8倍。基体的自腐蚀电位最大,自腐蚀电流密度最小,涂层的耐腐蚀性比基体的差;涂层的腐蚀形式以点蚀和晶间腐蚀为主,基体以孔蚀和晶间腐蚀为主。

铝掺杂对转子钢20Cr13表面PVD涂层防腐耐冲性能影响

为强化双螺杆压缩机转子表面防腐耐冲性能,本文通过多弧离子镀/磁控溅射复合工艺,在转子基材20Cr13表面分别制备CrN、TiN、TiAlCrN三类PVD涂层,研究三类涂层的力学性能及Al元素掺杂对硬质氮化物涂层防腐耐冲性能的影响。试验结果表明:CrN、TiN、TiAlCrN三类PVD涂层能够显著提升转子基材20Cr13表面硬度。通过Al元素的掺杂,涂层发生固溶强化,从而显著提升氮化物涂层的硬度,但TiAlCrN涂层孔隙率较高,耐腐蚀性能较差。TiAlCrN涂层由于硬度较高、薄膜结合力高,其耐冲蚀性能较好。

20Cr13钢中Ds类球状夹杂物检测方法研究

对比了使用光学显微镜和扫描电镜观察20Cr13钢中Ds类单颗粒球状杂夹物的过程,结合标准GB/T10561—2005《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法》中Ds类夹杂物的检测方法及判定依据,讨论了两种检测方法和结果判定的优缺点。结果表明:使用扫描电镜在非剖切面观察Ds类夹杂物具有制样难度低、检测周期短和结果准确度高等明显优势;通过分析球状夹杂物的分布、表面特征和能谱化学成分,得出新的结果判定图像。

X20Cr13钢材成分对力学性能影响的回归分析

对钢厂6 t电弧炉+LF+VOD+3 t ESR生产的40 mm×40 mm^80 mm×80 mm X20Cr13不锈钢方钢棒材(/%:0.17~0.22C,0.30~0.80Mn,0.10~0.50Si,0.30~0.80Ni,12.5~14.0Cr)随机抽取89炉次,进行化学成分与力学性能的统计回归分析,得到了该类钢材成分与其力学性能的定量回归关系式:σ_s=704.9+121.9[Ni]-84.9[Mn];σ_b=638.7+51.1[Ni]-40.5[Mn]+16.9[Cr];A=81.8-24.8[C]+2.7[Mn]-4.4[Cr];Z=49.4+47.5[C]+4.8[Si]+4.3[Ni];A_(KV)=-90.8-55.8[Mn]+10.2[Cr]+154.1[Si]。如工艺参数和棒材规格等因素改变时,应重新回归分析,修正方程系数。

回火温度对20Cr13不锈钢液固两相流冲刷腐蚀性能的影响

对20Cr13不锈钢经过1 030℃淬火后在不同温度下进行回火处理,分析了回火温度对20Cr13不锈钢组织硬度的影响,采用自制的旋转冲刷腐蚀试验机研究了在0.5M H2SO4液固两相流条件下,回火温度对20Cr13不锈钢冲刷腐蚀性能的影响,利用扫描电镜观察了试样冲刷腐蚀表面的微观形貌,探讨了其冲刷腐蚀机理.结果表明:20Cr13不锈钢经淬火后250℃左右回火时硬度最高;经回火处理后20Cr13不锈钢冲刷腐蚀特征表现为腐蚀作用强于冲刷作用,而冲刷强烈促进腐蚀,冲刷与腐蚀的交互作用占冲刷腐蚀总失重率的80%左右.随着回火温度的升高,20Cr13不锈钢组织由马氏体转变为屈氏体、索氏体,碳化物颗粒逐渐长大,腐蚀量增大,冲刷腐蚀总量也增大,250℃左右回火时,20Cr13不锈钢抗冲刷腐蚀性能最佳.

20Cr13螺栓断裂原因分析

开槽圆柱头螺栓在机加工过程中发生开裂,通过对螺栓进行宏观检查、金相组织检查、能谱分析及硬度测试等方法进行分析。结果表明:原材料异金属夹杂导致开槽圆柱头螺栓在机加工过程中开裂,最后提出了相应措施。

退火工艺对20Cr13不锈钢组织与性能的影响

研究了退火温度、保温时间对20Cr13不锈钢组织与性能的影响规律,结果表明:强度、硬度随保温时间的延长、退火温度的升高而降低;延伸率在840~860℃,保温时间≥2min/mm的退火状态下较佳;晶粒尺寸随保温时间的延长而增大,碳化物偏析随保温时间的延长而减弱,退火温度对其影响不大。

20Cr13马氏体不锈钢表面粗糙分析及改进

工业生成的20Cr13马氏体不锈钢钢卷在制造餐具刀叉时出现了表面粗糙缺陷,为了分析该缺陷的产生原因,通过对两个批次生产的20Cr13实验钢卷进行化学成分分析、对比加热炉残氧含量以及观察表面氧化皮的形貌与厚度,结果表明:当钢卷中的Cr和Si元素含量的较大时,会导致难以去除的FeCr_(2)O_(4)的尖晶石复合氧化物和铁橄榄石Fe_(2)SiO_(4)的出现;当加热炉炉内气氛中残氧含量在2.5%以上时,钢卷表面氧化皮较厚且分布不均匀性。通过工艺改进,将Si控制在0.40%~0.45%,Cr控制在13.20%~13.35%,残氧量在1.5%~2.5%,可有效地避免20Cr13钢卷出现表面粗糙缺陷。

X20Cr13钢的晶粒度测定及其抗氧化性能研究

耐热钢的晶粒度及其抗氧化性能在一定程度上决定了其在实际服役过程中的安全性。对汽轮机组用X20Cr13钢的晶粒度进行测定并对其抗氧化性能进行了研究。结果表明:X20Cr13钢的晶粒度为5.2级,符合汽轮机组用材料的技术要求。热重及同步热分析结果表明:在566~650℃保温3 h后,试样质量未发生明显变化,且未发生明显的相变。氧化试验结果表明:在620℃保温不同时间(25~125 h)时,随着保温时间的延长,试样表面的氧化物逐渐增多并聚集长大成层片状,但总体数量仍相对较少,说明X20Cr13钢的抗氧化性能优异。

试验研究Q345钢和20Cr13合金应变硬化关系曲线

对Q345钢和20Cr13合金进行单轴拉伸试验,获得应变硬化曲线,用于研究两种金属的应变硬化指数n变化规律和应变硬化关系曲线。应变硬化关系曲线的研究从常用金属幂乘关系经验模型和基于应变硬化指数的物理意义建立模型两个方面进行。结果表明：两种金属的n值均不为常数,Q345钢的n值与真应变ε呈幂指函数关系,20Cr13合金的n值与对数真应变lnε呈三次多项式关系;修正后的Swift与Ludwik模型拟合效果要优于原模,且修正的Swift模型要优于Ludwik和Hollomon模型;基于n值的物理意义分别建立的描述Q345钢和20Cr13合金应变硬化关系曲线的两个新模型的拟合效果都优于常用经验模型。

06Cr19Ni10与20Cr13钢的焊接性分析及焊接工艺措施

文章详细分析了06Cr19Ni10与20Cr13钢的焊接性,主要涉及到不同基体组织的不锈钢焊接问题以及在实际焊接中要采取的工艺措施。

20Cr13不锈钢25 t VOD-LF硅脱氧精炼工艺的生产试验

试验20Cr13不锈钢(/%:0. 20C,0. 37Si,0. 54Mn,0. 030P,0. 002S,12. 22Cr,0. 007Al)的生产流程为25tEAF-VOD-LF-模铸。分析了[Si]和炉渣碱度对渣中(Cr_2O_3)含量的影响和用硅脱氧工艺炉渣的脱硫效率。结果表明,20Cr13不锈钢VOD-LF硅脱氧精炼工艺铬的回收率为99. 27%;LF精炼开始的[S]为0. 014%,精炼结束[S]为0.007%,能满足实际生产需求;并可节约铝锭和高碳铬铁,降低20Cr13不锈钢生产成本。

汽轮机低压叶片用20Cr13马氏体钢异种钢接头的组织性能分析

对Ni基焊材的20Cr13马氏体耐热钢焊态异种钢接头的组织与力学性能进行了试验研究,分析了此类焊接接头的薄弱部位,提出了工艺改进措施。试验结果表明,焊态异种钢接头的抗拉强度可以达到母材的90%以上,热影响区粗晶区是此类接头的薄弱部位;采用多层多道的小规范焊接工艺并补加焊接回火焊道,可以使20Cr13钢热影响区粗晶区的性能得到改善。

影响20Cr13棒材硬度值因素的分析

通过对退火热处理工艺分析,对比各炉型退火处理参数与硬度的关系,确定降低钢材硬度的控制措施。

汽轮机叶片用X20Cr13钢的热处理工艺研究

采用正交试验对汽轮机叶片用X20Cr13钢进行了热处理工艺研究,以获得该钢的最佳热处理工艺,并在回火后以不同的速度冷却,以揭示冷却速度对钢的回火脆性的影响。结果,X20Cr13钢的最佳热处理工艺为900℃油淬或风冷,670℃回火,风冷。

20Cr13台阶轴调质工艺探析

20Cr13马氏体不锈钢热处理后具有良好的综合性能,广泛应用于容积式压缩机转子。本文主要研究了不同淬火冷却方式对20Cr13淬火态组织和硬度以及调质态组织的影响。通过空-介质液相结合的淬火冷却方式,有效解决20Cr13转子在淬火过程中的淬火裂纹,达到用户要求的力学性能指标。

20Cr13马氏体不锈钢焊接工艺

对20Cr13材料的焊接性进行分析研究,通过选择合适的焊接方法及材料,合理的焊接参数、预热温度和焊后热处理,确定了2种焊接方案的工艺试验。结果表明:其中一种方案所采用的焊接工艺完全达到了产品需求。

内部缺陷对ZG20Cr13材料性能的影响

本文通过对内部含有缺陷的ZG20Cr13材料元素检测、金相显微组织、硬度、能谱、拉伸力学性能等分析,借助扫描电镜的结果判断出由于材料内部的疏散缺陷导致材料在使用过程中强度不足而导致断裂,并且材料的拉伸力学性能实验证明了其最大抗拉强度和屈服强度比标准的要低。