CE3MN双相不锈钢铸件裂纹成因与预防

针对30″-300 Lb上装式球阀阀体用CE3MN铸造超级双相不锈钢材质,利用FactSage8.2热力学计算软件以及FSstel钢铁数据库,并结合光学显微镜、扫描电镜和能谱仪以及X射线衍射仪等试验手段,研究分析了CE3MN材质铸件在固溶处理之前切割铸态冒口时所产生的裂纹原因。结果表明:CE3MN铸件在脆性相析出的敏感温度范围以内缓慢加热或缓慢冷却过程中,由于铸造成分偏析严重而产生大量富Cr、Mo的有害金属间化合物σ相,主要以短棒状、细针状弥散分布于铁素体基体内或以长链状、条带状、珊瑚状、(σ+γ_(2))胞状以及魏氏组织长针状等形式分布于α/γ相界处。生产实践表明:在气割CE3MN铸件冒口之前,毛坯预先进行固溶处理以消除铸态脆性σ相,抑制裂纹形成和扩展,或者利用锯床先冷锯切铸态冒口后再进行固溶处理,可从根本上规避产生裂纹的温度因素。

铸造超级双相不锈钢5A焊接性能研究

结合母材与焊接材料化学成分、焊接参数控制,通过对Cr25系列铸造超级双相不锈钢5A(UNS J93404)焊接接头的微观组织、相比例、力学性能及腐蚀性能等进行研究。结果表明:想控制母材相比例,获得优异的焊接接头,不仅需要控制母材的Si含量、选择匹配的焊接材料,而且还要严格控制焊接过程的热输入。

铸造双相不锈钢晶间腐蚀试验方法探讨

以ZG03Cr22Ni6Mo3N、ASTM A9955A两种铸造双相不锈钢为对象,通过不同敏化制度处理,采用不同晶间腐蚀试验方法,揭示铸造双相不锈钢晶间腐蚀试验的应用性目的,并提出改进建议。

时效温度对铸造超级双相不锈钢析出相的影响

对固溶处理后的铸造超级双相不锈钢材料进行时效处理,利用OM,SEM,XRD和TEM分析了时效温度对析出相的影响.结果表明,固溶后经时效处理,金属间相在铁素体内和铁素体/奥氏体晶界析出;650℃时效时,析出的金属间相主要是χ相;750℃时效时析出σ相和χ相,此时σ相由χ相演变而来;850℃时效下则直接析出σ相;950℃时效后,少量的σ相仅在铁素体/奥氏体晶界产生.

热老化对铸造双相不锈钢显微组织的影响

用光学金相(OM)和透射电镜(TEM)等分析方法,研究了法国产Z3CN20-09Mα+γ铸造双相不锈钢(CSS)在400℃加速老化试验后显微组织的变化,探讨热老化对显微组织的影响。结果表明,Z3CN20-09Mα+γ铸造双相不锈钢组织为奥氏体基体上分布着不连续的岛状铁素体,主要形态为条带状和花边状。随老化时间的延长,在局部区域铁素体的形态由不连续的岛状和花边状变为尖锐的长条。奥氏体内的位错、层错也有明显的减少,在晶界处有析出物、位错上有沉淀物的出现。

热老化对铸造双相不锈钢管道亚结构的影响

对核电站压水堆一回路用Z3CN20-09M铸造双相不锈钢进行400℃恒温加速热老化试验,持续加热时间分别为1000h和3000h,利用透射电镜(TEM)分析其在不同热老化时间下亚结构的变化,以及热老化过程对亚结构的影响。结果显示,热老化过程中显微组织形态无明显变化,为奥氏体基体上分布着不连续的岛状铁素体,但亚结构发生了明显改变。奥氏体基体在热老化初期有大量位错缠结及高密度的层错,随热老化时间的延长,基体中的位错缠结程度明显减轻,层错数量大大减少,在位错、相界及晶界上有析出物出现,铁素体相内出现调幅分解。

新型铸造双相不锈钢的断口形貌分析

通过对新型铸造双相不锈钢ZGOCr13Ni6Si4Nb断口形貌的宏观和微观分析，及该钢的机械性能试验结果，探讨了铁素体-奥氏体双相铸造不锈钢的断裂规律以及冲击韧性与断口形貌之间的关系。结果表明，添加一定量的镍和经过适当的热处理均可提高该钢的强韧性，随着含镍量从0至8％逐渐提高，钢的断口形貌从解理型变为准解理型。

我国船用铸造双相不锈钢的研究和应用进展

简要介绍了我国目前船用铸造双相不锈钢的牌号、性能、铸造特点和应用现状,并对船用铸造双相不锈钢未来的发展趋势和应用前景进行了展望。

Z3CN20.09M铸造双相钢热老化的调幅分解

基于核电站压水堆的一回路主冷却管道的服役条件,本文对Z3CN20.09M铸造双相不锈钢进行了长时热老化实验,采用透射电镜对其老化态的显微组织进行观察,从热力学和动力学方面分析其随热老化时间的转变规律.实验结果表明,铁素体相在热老化3 000h后开始发生调幅分解,形成了明暗相间富铁的α相和α′相斑点状组织,在α/γ相界有极少量Cr2N相析出.调幅分解首先在晶界发生,随着老化时间延长,逐渐向晶内扩展.老化12 000h后调幅分解进行较充分,而且铁素体基体和位错线上有与之共格的G相析出.整个老化分解过程符合经典调幅分解理论.

核电站用国产铸造双相不锈钢的热老化

对国产铸造双相不锈钢Z3CN20-09M进行了450℃长达1200 h的加速热老化试验。研究了它的热老化脆化行为。结果表明:随着老化时间的增加,冲击功显著下降,老化1200 h后冲击功为161 J,断裂方式由韧性转变为脆性;奥氏体相显微硬度基本不变,而铁素体相显微硬度显著增加,老化1200 h后铁素体相显微硬度为470 HV10。

Z3CN20-09M铸造不锈钢的热老化机理研究

为了研究Z3CN20-09M铸造不锈钢长期服役后的热老化机理,采用硬度法和透射电子显微分析法研究了国产Z3CN20-09M铸造不锈钢在400℃加速老化1×104h后的性能和组织变化.试验结果表明:与原始态相比,热老化1×104h后Z3CN20-09M钢的洛氏硬度上升了21.37%,同时由于铁素体内调幅分解形成的富Cr的α′相和富Fe的α″以及奥氏体相内的析出物导致铁素体相和奥氏体相的显微硬度分别上升了70.81%和25.15%.调幅分解所引起的铁素体脆化是材料脆性增大的主要原因.

铸态双相不锈钢彩色金相异常组织分析

采用金相分析、扫描电镜及能谱分析、X射线衍射分析、透射电镜分析以及显微硬度测试等方法研究了铸态2507双相不锈钢中各相的形貌和特征。结果表明:采用彩色金相侵蚀剂(1g偏重亚硫酸钠+10mL浓盐酸+50mL水)侵蚀后,彩色金相组织中的土黄色相为奥氏体相,黄绿色相为铁素体相,斑马纹状组织为(σ+γ2)共析组织。

氮含量对29Cr铸造超级双相不锈钢深冷组织和性能的影响

采用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、环境扫描电子显微镜(ESEM)、万能材料试验机、洛氏硬度计和电化学极化曲线研究了氮含量对经深冷处理的29Cr铸造超级双相不锈钢金相组织、力学性能和耐蚀性的影响。结果表明,深冷处理后,含氮量与奥氏体(γ)之间的关系为(γ)=99.4×w(N)+6.158 8;氮含量越高,试样的抗拉强度和延伸率越大;氮含量的提高可降低材料在人工海水中的腐蚀电流密度,提高耐蚀性。

2205双相不锈钢板坯高温热塑性研究

对2205双相不锈钢连铸板坯边部试样进行了高温拉伸,分析了不同温度断面收缩率的变化情况。分别观察了950、1000、1050、1100、1150℃的试样断口金相组织及形貌。结果表明,950～1150℃,随着温度的升高断面收缩率依此升高;断口金相组织由铁素体和奥氏体两相组成,奥氏体呈不规则的多边形分布;1050～1150℃,断口有很多大而深的韧窝存在,体现了在这个温度区间材料有很高的热塑性。

耐“NaClO+NaCl”复合介质新型双相不锈钢的研究

设计了新型双相不锈钢的组织与化学成分,采用金相显微镜、X射线衍射、电子探针(EMPA)、扫描电镜(SEM)和多种腐蚀试验方法研究了新型钢的组织与腐蚀行为。试验结果表明,该钢经1050℃×2h水冷固溶处理后,其组织明显细化与均匀化,具有良好的耐均匀腐蚀性能,较好的抗晶间腐蚀与抗点蚀能力。此外,新型钢还具有较好的综合力学性能与满意的冶炼、铸造和焊接等工艺性能。

2205双相不锈钢连铸坯的高温组织和高温力学性能

对2205双相不锈钢连铸坯进行高温短时拉伸试验,分析了抗拉强度、断面收缩率随温度的变化情况。观察了试验温度为1 300、1 050、950、850℃下试样的高温组织及断口形貌。结果表明,在1 150～1 350℃温度范围内,双相不锈钢试样具有很好的塑性;在1 000～1 100℃时,较高的应变速率抑制了软化作用的进行,使双相不锈钢出现第Ⅱ脆性温度区,同时试样中存在的疏松和细小析出物进一步加剧了裂纹的发展。第Ⅲ脆性区产生的原因是由于在奥氏体晶界上析出了氮化物、碳氮化物等细小析出物造成晶界脆化。

钼对铸造双相不锈钢组织及耐点蚀性能的影响

研究了钼含量对铸造双相不锈钢显微组织及耐点蚀性能的影响。探讨了耐点蚀性能、含钼量、组织彼此之间的关系。结果表明：随钼含量增加，钢中ｒ相含量逐渐减少。当钼含量超过一定量后，组织的均匀程度降低，并存在Ｘ相。随钼含量的增加，钢的耐点蚀性能逐渐提高；当钼量超过一定量后，耐点蚀性能明显降低，耐点蚀性能与组织的均匀程度及Ｘ相的存在有关。

大口径超级双相不锈钢阀体的研制

针对四代核电钠冷快堆循环水泵大口径超级双相不锈钢阀体铸件制造中出现的开裂、缩松、缩孔和冷隔等问题,开展了第二相析出、铸造工艺和固溶冷速模拟工艺探索,以研究其对铸件组织、性能和成形的影响。结果表明,铸件冷却至1000℃左右打箱空冷,析出第二相较少,随着打箱温度降低,第二相析出比例逐渐增加;对铸件进行型线流畅设计、浇注系统和补缩系统等方面合理设计,并经铸件凝固过程数值模拟,预测铸造工艺实施结果良好;当固溶冷却速率大于0.4℃/s时,可有效避免铸件组织中第二相的析出。根据工艺研究结果来生产阀体,铸件固溶热处理后组织中α相和γ相比例接近1∶1,关键部位射线探伤满足技术标准要求,铸件力学性能和耐腐蚀性能优异,可较好满足海水氯化物腐蚀介质工况要求。

节Ni型Cr25Mn10Mo4Ni2N钢的耐蚀性及力学性能

采用中频感应炉制备了经济节Ni型铸造双相不锈钢Cr25Mn10Mo4Ni2N材料并选取双相不锈钢2205及奥氏体不锈钢316L作为比较材料,利用电化学测试技术、拉伸试验机及环境扫描电镜(ESEM)对3种不锈钢的耐蚀性能及力学性能进行了检测及形貌观察。耐蚀性能检测表明:节Ni型铸造双相不锈钢Cr25Mn10Mo4Ni2N材料耐蚀性能最佳,其次为2205,316L最差;力学性能检测表明:1120℃固溶处理Cr25Mn10Mo4Ni2N钢的塑性低于双相不锈钢2205及奥氏体不锈钢316L,但具有较高的拉伸强度和硬度。

新型低镍铸造不锈钢的组织及其磨蚀行为研究

设计了新型低镍铸造不锈钢的化学成分 ,研究了该钢的组织及其腐蚀与磨蚀行为。结果表明 ,具有双相组织的新型铸造不锈钢 ,在含有固相颗粒的高温碱介质中具有良好的耐腐蚀与耐磨蚀性能。此外 ,该钢还具有较好的力学性能和铸造性能 ,且成本较低 。