22MnCrNiMo钢表面等离子喷涂CoCrW涂层组织性能的研究

针对海洋工程用22MnCrNiMo系泊链钢特殊的服役环境,通过等离子喷涂技术在其表面制备了CoCrW保护性涂层。喷涂后的试样分别在850和950℃进行扩散化退火处理,保温时间分别选定为30和120 min。最后利用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)及ZEISS金相显微镜对试样涂层表面进行形貌观察和成分分析。结果表明:等离子喷涂后的试样经扩散退火处理之后,在电镜下观察发现,850℃退火后,涂层与基体之间能形成一层致密的氧化物薄膜;950℃时基体与涂层之间的互扩散明显,在界面附近形成了一层明显的白色析出相Cr_(2)O_(3)。

22MnCrNiMo系泊链钢的盐雾加速腐蚀实验研究

以纯度99.5%的NaCl配制的5%中性溶液为腐蚀加速溶液,对经热处理工艺和3种不同防护涂料保护的22MnCrNiMo系泊链钢进行连续盐雾加速实验,研究了热处理工艺对腐蚀试样表面腐蚀产物、表面形貌及腐蚀率等的影响.结果表明:盐雾加速腐蚀实验结果与电化学测试结果一致,该实验具有较好的加速性和模拟性.系泊链钢经930℃二次高温快速淬火30 m in、630℃回火45 m in时的耐蚀性较好;3种防护涂料中煤焦沥青清漆的防腐蚀性能较好.

22MnCrNiMo高强钢连续冷却过程中的马氏体相变行为

利用热膨胀相变仪、光学显微镜、扫描电镜及高分辨透射电镜研究了22MnCrNiMo钢过冷奥氏体在不同冷速下的相变产物及其相变机制。结果表明:冷却速度在2~20℃/s范围内时,相变产物是板条马氏体和针状马氏体,整个马氏体相变分为板条马氏体形成阶段(315~400℃)和针状马氏体形成阶段(230~315℃)。在连续冷却过程中,由于控制马氏体切变方式的临界分切应力受温度和合金元素的影响,冷却至Ms以下的过冷奥氏体优先形成以位错亚结构为主的板条马氏体,随着温度的降低,富碳奥氏体逐渐转变为以孪生亚结构为主的针状马氏体。针状马氏体体积分数随冷速的增加逐渐降低。

稀土Ce对22MnCrNiMo钢组织和力学性能的影响

实验用22MnCrNiMo稀土钢由10 kg真空感应炉冶炼,热轧成17 mm板坯,经930℃2次淬火加620℃回火处理.利用蔡司显微镜、扫描电镜和万能拉伸试验机等研究了Ce对22MnCrNiMo钢组织和力学性能的影响.结果表明,Ce的质量分数最佳含量为0.143%,此时,基体组织晶粒细化明显,碳化物颗粒减小明显,分布均匀,钢中夹杂物由条带状的Mn S,Si O2夹杂转变为尺寸较小的球状稀土类复合夹杂物等,钢的抗拉强度由不含稀土的1 040 MPa升高到1 160 MPa.高于或低于此含量的钢,组织细化不均匀,稀土夹杂物增多并聚集或夹杂物变性不明显,钢的抗拉强度增幅较小.

调质处理22MnCrNiMo钢的显微组织及力学性能

对22MnCrNiMo钢进行调质热处理,采用扫描电镜和透射电镜观察了不同淬火温度下原奥氏体晶粒和板条马氏体组织形貌.研究了不同回火温度下基体组织特征和碳化物析出行为.对比分析了实验钢经不同调质热处理后的室温拉伸性能和低温冲击韧性.研究结果表明:当淬火温度超过920℃时,实验钢基体组织发生明显的粗化;淬火后的回火过程中,随着回火温度的升高,α-Fe板条变宽,位错密度下降,析出的碳化物发生粗化,使得亚晶界强化、位错强化和析出强化作用逐渐减弱.同时,实验钢的韧性增加趋势也随着碳化物的粗化而减缓.实验钢在920℃×1h+600℃×1.5h热处理工艺下可获得最佳综合力学性能,抗拉强度和低温冲击功分别达到1162MPa和138J.

调质处理对22MnCrNiMo钢闪光焊焊缝组织与力学性能的影响

为研究调质处理对R4s(22MnCrNiMo)级系泊链钢闪光焊焊缝区力学性能的影响,通过改变循环淬火温度(880~960℃),确定最优淬火温度;然后通过改变回火温度(560~640℃)和回火后保温时间(20~40 min),研究回火温度和回火后保温时间对钢力学性能的影响。结果表明,经调质处理后,焊缝区断口虽仍呈现韧性断裂,但拥有较高的强度和较好的塑性,特别是在920℃30 min+920℃30 min淬火+600℃30 min处理后,焊缝区拥有较高的强度和最佳的塑性,强度达到1071 MPa,延伸率高达17%,综合性能最优。

回火温度对22MnCrNiMo系泊链钢焊缝组织与性能的影响

研究了不同回火温度对22MnCrNiMo系泊链钢(R4s)闪光焊缝区组织与性能变化的影响。淬火工艺优先采用循环淬火(水冷),结合工厂实际生产温度及理论相变点,淬火温度为920℃。回火温度300、400、500、600℃,时间为30 min。结果表明,随着回火温度升高,内应力逐渐降低,高温600℃回火时,焊缝区得到回火索氏体组织,焊缝区抗拉强度为1071 MPa,屈服强度为1021 MPa,延伸率达17%,断面收缩率为66.60%,此时焊缝区强度和韧性都得到最好配合。

热处理工艺对22MnCrNiMo钢闪光焊缝耐蚀性能的影响

研究了880~960℃二次循环淬火,560~640℃20-40 min回火对R4s (22MnCrNiMo)级系泊链钢闪光焊缝区人工海水耐蚀性能的影响。结果表明,920℃2次淬火+600℃回火时,钢的焊缝腐蚀速率和腐蚀深度达到最低。确定出最佳淬火温度、回火温度和回火保温时间为920℃,600℃和30 min,腐蚀速度在30天时为0.030 g/(m2·h),60天时为0.032 g/(m2·h),90天时为0.43 g/(m2·h)。

稀土铈对22MnCrNiMo钢耐腐蚀性能的影响

为了研究稀土对系泊链钢耐蚀性能的影响,冶炼铈含量不同的稀土系泊链钢,利用稀土在钢中的有利作用,力求进一步提高系泊链钢的耐蚀性能。试验用22MnCrNiMo稀土钢由10kg真空感应炉冶炼,热轧成17mm板坯,经930°C二次淬火加620°C回火处理,通过质量法、极化曲线法和交流阻抗法研究铈对22MnCrNiMo钢耐腐蚀性能的影响。结果表明,添加稀土铈后,不同铈含量试验钢的抗腐蚀性能均有所提高,钢中铈的最佳质量分数为0.143%。此含量下,试验钢组织的均一性最佳,钢中夹杂转变为稳定性高的稀土类球状夹杂,使得试验钢在任一浸泡周期内的腐蚀速率均为最小,除锈后的腐蚀痕迹最轻;容抗弧半径达到最大,即反应电阻到达最大;阳极极化曲线位于其他试验钢阳极极化曲线的左边,即阳极电流密度变小,反应阻力增大。所以铈可以提高22MnCrNiMo钢耐腐蚀性能,当钢中铈的质量分数为0.143%时,试验钢的抗腐蚀性能表现最佳。

系泊链用R4(22MnCrNiMo)钢CCT曲线测定及分析

利用DIL805A型热膨胀仪测定R4(22MnCrNiMo)钢膨胀曲线,并结合金相、硬度检验绘制出试验钢的CCT曲线,研究不同冷却速度对该钢的组织转变影响。结果表明,R4(22MnCrNiMo)钢的临界转变点为:Ar3=819. 5℃,Ar1=778. 5℃;当冷速为0. 1~0. 5℃/s时,冷却得到的组织主要为下贝氏体+残留奥氏体+极少量马氏体;当冷速达到3℃/s时,显微组织中只有极少量下贝氏体组织存在;继续增大冷速,显微组织均为板条状、针状马氏体+残留奥氏体。

22MnCrNiMo钢疲劳腐蚀性能研究

采用海水挂片试验和腐蚀疲劳试验对R4s(22MnCrNiMo)级钢的耐腐蚀机理和腐蚀疲劳性能进行了研究,腐蚀时间选择为30、60、90 d。结果表明:腐蚀初期,22MnCrNiMo钢的腐蚀机理为点蚀的局部腐蚀,随着时间的增加转变为点蚀的均匀腐蚀。当腐蚀时间到90 d时,试样表面已完全被花状腐蚀产物覆盖,整个腐蚀过程中,22MnCrNiMo钢的腐蚀速率在0.035~0.045 g/(m^(2)·h)。22MnCrNiMo钢腐蚀疲劳的幂函数表达式为:S=14000.12×N^(-0.2664),其疲劳极限约为190 MPa。在电化学效应和交变应力以及侵蚀性离子的作用下,试样的裂纹扩展速度增加,断裂时间提前。