Effect of Ce on Inclusions and Impact Property of 2Cr13 Stainless Steel

The effect of Ce on inclusions and impact toughness of 2Cr13 stainless steel were studied by SEM and electron spectroscopy. Thermodynamic calculation was used to analyze the formation of RE inclusions in 2Cr13 stainless steel. The result shows that Al2 O3 and MnS can be entirely replaced by Ce2 O2 S and CeS. Fracture is changed from cleavage to ductile fracture by adding Ce to the 2Cr13 stainless steel, and the spherical rare earth oxysulfide inclusions （Ce2 O2 S） in the dimple are the main factors. The transverse impact value of 2Cr13 stainless steel has been improved obviously by Ce. The transverse impact value of RE-2Cr13 is increased by 54.55% at the temperature of --40℃, comparing with 0RE-2Cr13.

层间温度对CMT电弧增材制造2Cr13不锈钢薄壁件成形及组织和性能影响

该文利用冷金属过渡(Cold metal transfer,CMT)技术,使用电弧丝材增材制造系统制造2Cr13马氏体不锈钢单道多层薄壁试样,并研究了不同层间温度(100℃,150℃和200℃)对薄壁试样表面成形,微观组织和力学性能的影响。研究结果表明,较高的层间温度会使得薄壁成形件整体温度升高,散热状况变差,熔池高温存在时间增长,熔融金属流动性增强,最终导致成形件表面变差甚至塌陷。成形件中部组织在经历反复加热和冷却过程后,主要由极为细长的板条马氏体组成,并伴有少量铁素体以及沿铁素体晶界析出的碳化物。靠近重熔区位置由于熔池的热作用会导致马氏体组织过热而发生相变,形成密集的铁素体。随着层间温度减小,成形件晶粒尺寸和分布更为细小均匀;另外,弥散分布在铁素体晶界上的碳化物阻碍位错运动,两者的共同作用使得显微硬度和抗拉强度随层间温度降低而升高,同时拉伸试样的断后伸长率也随之增大。拉伸断裂形式均为韧性断裂,随着层间温度的减小,同取样方向上拉伸试样断口尺寸越来越大,韧窝也越来越深。

PVD、CVD涂层硬质合金刀片铣削2Cr13不锈钢磨损实验研究

2Cr13不锈钢是一种典型的难加工材料。在其铣削加工过程中,存在铣削力大、铣削温度高、加工硬化趋势强、切屑黏附性强、刀具磨损严重等问题。选用AlCrN(PVD)和TiCN-Al_(2)O_(3)-TiN(CVD)两款不同涂层的RCKT 1606圆形铣刀片,对2Cr13不锈钢进行铣削实验,并分析这两款涂层加工不锈钢的磨损性能及失效机理。结果表明:TiCN-Al_(2)O_(3)-TiN涂层刀片铣削加工10m以后,两个刀片的后刀面磨损量均超过了0.3mm,且切削刃发生崩刃失效;AlCrN涂层刀片铣削10m后,两个刀片的后刀面磨损量均超过0.12mm;在2Cr13不锈钢的铣削加工中,使用AlCrN(PVD)涂层可以有效提高刀具的切削寿命。

2Cr13不锈钢高温特性及对连铸保护渣的要求

采用DIL402C热膨胀分析仪、STA449C同步热分析仪和Gleeble—1500D热模拟试验机,分别测试2Cr13不锈钢的线性膨胀系数、主要相变温度以及高温力学性能等高温特性,分析2Cr13不锈钢高温性能对铸坯表面质量的影响和铸坯表面凹陷以及微裂纹产生的机理,确定2Cr13不锈钢用保护渣应重点考虑传热性能。

不同热处理工艺下的2Cr13组织和性能

对2Cr13不锈钢进行淬火及不同温度下的回火处理;分析了淬火组织,研究了不同的回火温度对其组织和性能的影响。结果表明：采用960~990℃保温1 h＋720℃保温3 h的热处理工艺,性能满足API 5CT中L80级的要求。

淬火温度对2Cr13不锈钢组织和性能的影响

对2Cr13不锈钢进行水淬火实验,研究了淬火温度对2Cr13不锈钢组织和性能之间的关系,发现在1050℃淬火时,试样的硬度值基本达到了最高,其原因是因为碳化物大多被溶解,铁素体的含量已经非常低。在1050℃淬火时,奥氏体晶粒开始长大,不过晶粒长大的幅度并不是很大,所以2Cr13不锈钢在1050￣1070℃淬火对于要求高硬度用钢是比较理想的。

合金元素对2Cr13马氏体不锈钢组织及性能的影响

Ni,Mo,V均是影响13Cr型马氏体不锈钢性能的主要元素。研究了在普通2Cr13基础上添加不同含量的Ni,Mo以及微量V对其力学性能、耐腐蚀性能的影响。研究表明:单独添加Ni或Mo元素均未能明显改善2Cr13型马氏体不锈钢的综合力学性能,但同时添加适量的Ni,Mo等合金元素能明显提高材料的力学及耐CO2腐蚀性能。

激光处理对2Cr13不锈钢微动磨损性能的影响

利用Ｘ射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电于显微镜分析了激光相变硬化、激光熔凝渗碳和未经激光处理的２Ｃｒ１３不锈钢的相组成和显微组织，用显微硬度计和ＳＲＶ型微动磨损试验机分别测量了两种激光处理硬化层的显微硬度沿层深的分布及其与基体２Ｃｒ１３不锈钢的相对耐磨性，并且结合对微动磨痕表面形貌的扫描电子显微镜观察，发现激光相变硬化和激光熔凝渗碳处理可以分别使２Ｃｒ１３不锈钢的微动耐磨性提高４．４８倍和１．８１倍。这两种激光处理之所以都能够大幅度地提高２Ｃｒ１３不锈钢的微动磨损性能，是因其使这种不锈钢的主要微动磨损机制由粘着擦伤和严重的塑性变形转变成了氧化磨损和脱层损伤。

氮元素对2Cr13不锈钢CO_2腐蚀产物膜结构和电化学性能的影响

利用高温高压釜进行2Cr13不锈钢的高温高压CO2腐蚀实验,用扫描电镜(SEM)和X射线光电子谱(XPS)分析腐蚀产物膜的形貌和成分,电化学交流阻抗谱测试腐蚀产物膜对2Cr13不锈钢电极过程影响,失重法评价两种2Cr13不锈钢CO2均匀腐蚀速率．结果表明:含氮钢的腐蚀产物膜结构比较疏松,腐蚀膜中的Cr2O3被CrN和Na3CrO4部分替代,并且含有较多的Fe3O4和α-FeOOH,其膜的电阻值比不含氮的2Cr13钢的小,腐蚀速率较大．

稀土元素Y对2Cr13不锈钢热变形组织及性能的影响

以含0.012%Y(质量分数)和0%Y的2Cr13不锈钢为研究对象,利用Gleeble-1500D热模拟试验机进行热模拟试验。通过观察分析原始组织与四道次压缩变形后组织以及热模拟试验应力-应变曲线,得出稀土元素Y加入2Cr13不锈钢中能够细化晶粒,细化碳化物,减少碳化物偏聚;与不含Y的2Cr13不锈钢相比,含Y的2Cr13不锈钢压缩变形的高温应力峰值都较高。

2Cr13钢氮碳氧硫变温离子共渗工艺及性能研究

从温度、时间、氨气流量和混合气(乙醇和二硫化碳混合液)流量方面研究2Cr13不锈钢氮碳氧硫变温离子共渗工艺,寻找最优的共渗参数,并与常规离子渗氮和变温离子渗氮相比较。利用显微硬度计、金相显微镜、X射线衍射仪和电化学工作站对试样进行分析。结果表明:2Cr13钢经535℃变温共渗8 h,氨气流量1.5 L/min,混合气流量0.25 L/min变温离子共渗处理,表面硬度达到硬化要求,共渗层厚度0.28 mm,梯度平缓;共渗层中微量的Fe3O4可降低摩擦系数,FeS具有储油减磨的特性,使工件耐磨性更好;另外,其耐腐蚀性略低于常规离子渗氮。

稀土元素Ce对2Cr13不锈钢中夹杂物变性的影响

2Cr13(0.19％C、12.88％Cr)马氏体不锈钢由非自耗真空电弧炉冶炼,在铸模加入0～0.18％的Ce。用光学和扫描电镜(SEM)、X-射线能谱仪观察和分析钢中夹杂物形貌和成分。结果表明,未加稀土元素Ce时,钢中夹杂物尺寸为19.33μm的不规则MnS、Cr_2S_3和FeS复合夹杂物;加入0.14％Ce,钢中夹杂物为近似椭球状稀土夹杂物,尺寸18.64μm;复合夹杂物内部为稀土硫化物,外部为稀土硅酸盐;加入0.16％～0.18％Ce时,钢中夹杂物为椭球或球形稀土硅酸盐,尺寸为7.69～8.15μm。

用钢-镍磷合金替代2Cr13不锈钢的研究

用钢－镍磷合金替代闸阀材料２Ｃｒ１３不锈钢，研究了该合金和有关闸阀材料的性能。结果表明，３５ＣｒＭｏ钢－Ｎｉ（Ｐ）合金结合牢固，拉伸、冲击性能均能保持正常值，具有良好的耐磨性和抗腐蚀性能，符合静压寿命试验要求。

XS-1型缓蚀剂对2Cr13钢和N80钢缓蚀性能的影响

利用失重法,借助高温高压H2S/CO2腐蚀反应釜,研究了XS-1型耐高温新型抗氧缓蚀剂在NaCl介质中的缓蚀性能。通过正交实验法,分析了介质温度、Cl^-浓度、缓蚀剂浓度对2Cr13不锈钢和N80套管钢腐蚀行为的影响。结果表明:Cl^-浓度是影响两种钢腐蚀的主要因素,缓蚀剂浓度的影响力度略小于Cl^-浓度的影响力度。XS-1型缓蚀剂适用于Cl^-浓度高、酸化程度高和温度高的地层液中。

热处理工艺对2Cr13不锈钢组织与性能的影响

通过对2Cr13不锈钢进行不同的热处理试验,并对其组织及力学性能进行了分析。结果表明:经淬火+回火的2Cr13不锈钢组织为回火索氏体,其拉伸强度、硬度随回火温度的升高而降低,伸长率及冲击韧性随回火温度的升高而提高。结合航空新零件的设计需求,推荐2Cr13不锈钢新零件的热处理制度为1 040℃/40 min淬火+580~600℃/60 min回火。

2Cr13不锈钢止血钳断裂原因分析

某2Cr13钢有齿止血钳在使用11个月后于刃部发生断裂。采用宏观检验、化学成分分析、硬度测试、金相检验的方法,对止血钳发生断裂的原因进行了分析。结果表明:由于淬火温度过高,导致止血钳出现淬火裂纹和粗大组织,且淬火后磨削又出现了磨削裂纹,裂纹扩展最终导致失效,最后针对此原因提出了改进措施。

含稀土元素Y的2Cr13不锈钢热变形组织与性能研究

利用Cleeble-1500D热模拟试验机,研究含稀土元素Y的2Cr13不锈钢热变形性能及冷却后组织.通过观察分析原始组织与四道次变形后组织,以及热模拟试验曲线,得出了四道次变形后的组织和应力应变的变化规律.

激光对2Cr13冲击韧性影响研究

为了研究激光冲击强化对马氏体不锈钢2Cr13冲击韧性的影响,选用不同激光工艺参数对2Cr13马氏体不锈钢进行激光冲击强化,测定了激光冲击前后的冲击韧性,残余应力,观察了冲击试样的显微组织以及冲击断口。研究结果表明:选择合适的激光功率密度能有效改善材料的冲击韧性,过大的激光功率密度反而降低材料的冲击韧性性能;激光冲击后在表层产生了较高的残余压应力;激光冲击区的材料组织发生碎裂;从冲击断口观察发生了沿晶断裂,激光冲击增加了韧窝的产生,冲击韧性得到了提高。

TiN膜层提高2Cr13不锈钢叶片的抗冲刷腐蚀性能

采用多弧离子镀技术在2Cr13不锈钢基体上沉积TiN硬质膜层。通过对多弧离子镀TiN试样的磨损、腐蚀及冲刷腐蚀试验,探讨了TiN膜层对2Cr13不锈钢基体冲刷腐蚀性能的影响,以及腐蚀、磨损和冲刷腐蚀三者之间的作用关系和机理。结果表明,TiN膜层的表面硬度是基体表面硬度的6.7倍,提高了表面的耐磨损性能;TiN膜层的点蚀电位远高于基体,抗点蚀能力强,耐腐蚀性能明显提高。因此,TiN膜层能显著减弱腐蚀与磨损之间的相互作用,从而提高基体的抗冲刷腐蚀性能。

等离子体源渗氮2Cr13马氏体不锈钢的耐磨与耐腐蚀性能

对2Cr13马氏体不锈钢进行450℃×6h的等离子体源渗氮处理,对比研究了渗氮前后该钢表层的显微组织、物相组成以及耐磨和耐腐蚀性能。结果表明:渗氮后不锈钢表层形成了厚约18μm,由αN、ε-Fe3N和γ′-Fe4N组成的化合物层,以及组织明显细化的氮扩散层,氮原子渗透深度达20μm;渗氮后不锈钢的表面硬度高达1 350HV,摩擦因数低于未渗氮处理的,磨损机制由未渗氮处理的黏着磨损转变为氧化磨损,耐磨性能明显高于未渗氮处理的;在质量分数3.5%NaCl溶液中,未渗氮不锈钢的阳极极化曲线仅呈现活化溶解特征,渗氮后则呈现活化溶解、自钝化和点蚀击穿特征,且自腐蚀电位提高至-104mV,耐腐蚀性能显著提高。