奥氏体不锈钢304L车削加工刀具材料优选

为获得适合加工奥氏体不锈钢304L的刀具材料,选取4种不同的涂层硬质合金刀具对奥氏体不锈钢304L进行车削加工试验。在不同切削参数下,研究了4种涂层硬质合金刀具对车削过程中的切削力、工件表面粗糙度和刀具磨损程度的影响。试验结果表明,随着切削速度的增加,GC4205刀具材料受到的切削力在4种刀具中最小;表面粗糙度总体上随着切削速度的增加而减小,其中GC4205刀具材料车削加工得到的表面粗糙度最小;4种刀具材料的磨损形态和磨损量各不同,刀具CP135和刀具NC9020产生了边界磨损,刀具YBC151在前刀面产生月牙洼磨损,而刀具GC4205基本上没有产生磨损。因此,综合分析优选出在常速下适合加工304L的刀具材料为GC4205。该研究为车削304L刀具材料的选择提供了参考。

不锈钢304微细电解加工用电解液的优选研究

提出了一种向中性盐溶液中添加络合剂的复合电解液优选方法,利用络合剂与金属离子生成可溶性的络合物,实现不溶性产物的溶解和排出。针对不锈钢304进行微细孔加工实验,以工具电极和工件表面产物沉积情况、孔入口直径、材料蚀除速率、单位电流下的材料蚀除速率等参数作为电解液优选的评价判据,得到1.0 mol/L的Na NO3添加0.01 mol/L柠檬酸钠为最优复合电解液,并在厚0.5 mm的工件上加工得到直径160~190μm的微细孔。结果表明：在兼顾加工定域性和环保性的同时,采用上述复合电解液的材料蚀除速率比纯Na NO3电解液提高了35%,工具电极和工件表面无产物沉积,加工效率和加工稳定性均有所提高。

基于望小特性不锈钢304板材激光切割工艺优化

为提高304不锈钢切缝表面的光洁度、减少毛刺量,进行了3 mm厚304不锈钢的光纤激光切割工艺试验。以激光功率、切割速度、保护气压和离焦量为影响因素,以切缝刮渣高度和倾斜区占比作为评价指标,构建正交试验方案L_(9)(3^(4)),研究工艺参数对切割质量的影响规律并优选最佳工艺参数。根据正交试验极差与方差分析得到工艺参数对刮渣高度的影响为激光功率>保护气压>离焦量>切割速度,工艺参数对倾斜区占比的影响为激光功率>离焦量>切割速度>保护气压,并分别得到了最小刮渣高度及最低倾斜区占比的工艺参数组;利用望小信噪比法对评价指标进行多目标综合优化,得到综合最优工艺参数组。试验验证表明望小信噪比法适用于激光切割工艺参数的优化。

原位充氢-拉伸载荷作用下304不锈钢氢脆行为及显微组织表征

搭建了原位电化学充氢—慢应变速率拉伸载荷平台,模拟真实临氢环境—载荷环境,研究了原位充氢对304奥氏体不锈钢氢脆敏感性的影响。结果表明:相比传统预充氢拉伸实验,304奥氏体不锈钢经原位电化学充氢拉伸后呈现较低的强度和更高的氢脆敏感性,未发生明显马氏体相变;试样在变形早期即发生严重氢致断裂,对实际临氢环境服役条件下不锈钢氢脆行为研究和应用具有参考价值。

高温环境下模拟CO_(2)驱采出液中304不锈钢的腐蚀行为

现阶段随着CO_(2)驱油技术的普遍使用,采出液中CO_(2)的含量不断上升,使得采出系统中金属管道的腐蚀程度逐渐增大。为了掌握304不锈钢在高温环境下CO_(2)驱采出液中的腐蚀行为,室内配制了模拟CO_(2)驱采出液,测试了304不锈钢在高温环境下不同含量CO_(2)、不同腐蚀时间下的金属腐蚀速率,并对不同腐蚀时间下金属表面的微观形貌和腐蚀产物组成进行了表征。结果表明,随着CO_(2)含量和腐蚀时间的不断上升,金属的腐蚀速率上升;随着腐蚀时间的上升,金属表面的腐蚀产物逐渐增加,发生了局部区域析氢腐蚀过程;腐蚀产物膜主要由Fe_(2)O_(3)、Cr_(2)O_(3)和FeCO_(3)组成。

304不锈钢氩氧脱碳精炼过程中炉渣成分预测模型

针对304不锈钢氩氧脱碳(Argon-Oxygen Decarburization,AOD)精炼过程中存在炉渣成分难以测量等问题,本研究综合考虑了顶枪吹氧、供气比例变化、物料熔化速度以及初始渣量对渣-钢反应和精炼炉渣成分的影响,建立了炉渣成分预测模型,并用于计算精炼过程中的炉渣和钢液成分变化。此模型计算的渣成分与钢液硫含量与实测值吻合较好,AOD精炼终点渣中SiO_(2)含量平均偏差为1.434%,CaO含量平均偏差为1.848%,Cr_(2)O_(3)含量平均偏差为0.080%,MnO含量平均偏差为0.016%,钢液终点S含量平均偏差为0.002%。

6A01-T5铝合金/304不锈钢的缝隙腐蚀行为研究

目的 研究6A01-T5铝合金和304不锈钢异种金属间的缝隙腐蚀行为规律。方法 采用常温常压浸泡腐蚀方法,结合SEM、EDS、XRD和白光干涉检测,对6A01-T5铝合金/304不锈钢缝隙结构在碱性Na Cl溶液中的腐蚀行为进行研究。结果 6A01-T5铝合金/304不锈钢缝隙腐蚀表现为在缝口处产生沿缝口方向的凹陷渠,在缝内,以局部减薄和腐蚀坑为主,并随着腐蚀时间的延长,腐蚀程度逐渐加重。不同区域腐蚀产物的形貌和成分组成不尽相同,缝外暴露区的腐蚀产物表现为晶体颗粒状,主要成分为Ca CO3和Al(OH)3等铝的腐蚀产物。缝口附近沿缝口方向形成一层有明显界线的腐蚀产物覆盖层,缝隙内部的腐蚀产物相对较少,表现为尺寸相对较小的结块,主要成分为Al(OH)3等铝的腐蚀产物。结论 在6A01-T5铝合金与304不锈钢非电连接情况下,6A01-T5铝合金/304不锈钢缝隙内2种金属分别独立发生缝隙腐蚀,因2种金属在腐蚀过程中争夺O2,使得304不锈钢对6A01-T5铝合金的缝隙腐蚀起到抑制作用。

超细晶层状结构304L不锈钢摩擦学行为研究

用MS-T3000型多功能摩擦磨损试验机评估了超细晶层状结构304L不锈钢在空气和PAO4润滑条件下的摩擦学性能,以传统粗晶态304L不锈钢为对比材料,分析磨损前后的材料结构、成分及磨痕表面形貌,揭示磨损机制。结果表明:在空气湿度为75%时,粗晶态304L不锈钢与超细晶层状结构304L不锈钢的平均摩擦因数分别约为0.44和0.33,粗晶态304L不锈钢表面发生严重的黏着磨损和氧化磨损,超细晶层状结构304L不锈钢表面发生较缓和的黏着磨损和微氧化磨损。在PAO4润滑条件下,粗晶态和超细晶层状结构304L不锈钢的摩擦因数和磨损率都显著降低,粗晶态样品为典型的微切削磨损机制,超细晶层状结构样品为更微弱的微切削磨损机制。

选区激光熔化成形304L不锈钢氦泡长大与辐照硬化行为

采用350 keV He+离子束在300℃下对沉积态和固溶态选区激光熔化成形(Selective laser melting,SLM)304L不锈钢进行辐照,辐照剂量为5×10^(16)ions/cm^(2),随后进行600℃保温1 h退火处理。利用透射电子显微镜(TEM)、正电子湮灭和纳米压痕仪研究氦泡的长大与材料硬化行为。系统对比了沉积态和固溶态两种状态的SLM 304L样品,结果表明:600℃退火处理时,沉积态SLM 304L不锈钢表现出优异的抗氦泡粗化能力,主要是由于沉积态样品中高密度位错和纳米析出物-基体界面等作为缺陷阱,有效抑制氦泡生长。此外,沉积态样品比固溶态样品具有更高的抗辐照硬化性能,退火处理后两者的硬化率分别为19%和51%。Orowan模型的计算表明,氦泡粗化程度的差异是造成两种状态下SLM 304L不锈钢硬化率不同的主要原因。

84消毒液对304不锈钢腐蚀的影响

目的 探究84消毒液对304不锈钢腐蚀行为的影响及其腐蚀机理。方法 采用数码相机和三维视频显微镜对304不锈钢进行宏观与微观腐蚀形貌观察,结合电化学测试分析研究84消毒液对304不锈钢腐蚀行为的影响。结果 在喷洒试验初期,在不锈钢表面可观察到少量较浅的点蚀坑生成,腐蚀电位升高,腐蚀电流密度下降。随着喷洒时间的延长,试验后期,点蚀坑增加和变大,腐蚀电位降低,腐蚀电流密度提高,304不锈钢的耐腐蚀性能降低,腐蚀速率提高。结论 大气环境下喷洒84消毒液,304不锈钢发生局部腐蚀。试验初期,NaClO促进了不锈钢钝化膜的形成,腐蚀速率下降。随着喷洒时间的延长,NaClO被还原形成的Cl^(–),使钝化膜发生破裂,促进了不锈钢的点蚀。

304不锈钢超级风刀加工变形问题的解决方案探究

304不锈钢作为一种常见的不锈钢材料,具有优良的耐腐蚀性和机械性能,在工业制造领域中应用广泛。在工业生产中,需要对304不锈钢进行加工和塑造,以满足各种产品的需求。近年来,风刀在工业领域中应用广泛,通过对304不锈钢超级风刀在加工过程中出现的变形问题进行深入分析和探究,针对变形问题的原因提出了相应的解决方案,为304不锈钢超级风刀加工变形问题的解决提供参考性意见。

打印方向对增材制造304L不锈钢微观结构及力学性能的影响

增材制造技术已被广泛应用于航空工业、汽车工业等各个领域。本文利用选择性激光熔融(Selective Laser Melting;SLM)技术加工得到304L不锈钢材料,并对其微观结构和力学性能进行研究。试验中,利用光学显微镜(OM)和电子背散射衍射仪(EBSD)对材料的不同截面进行微观观察;同时对水平打印试样和竖直打印试样进行单轴拉伸试验。试验结果表明,SLM技术加工得到的304L不锈钢的微观结构具有各向异性,垂直于打印方向和平行于打印方向的微观形貌具有显著的差异,同时材料内部存在较大的残余变形。

添加高熵合金粉末AZ31B镁合金/304不锈钢电阻点焊接头组织和力学性能

以FeCoNiCrMn高熵合金为中间层,获得高质量的AZ31B/不锈钢电阻点焊接头。分析过渡区与两侧母材的反应扩散行为,检测接头性能并优化焊接工艺。结果表明:包含FeCoNiCrMn颗粒的过渡区成功连接镁、钢两母材。镁合金侧界面主要是颗粒周围反应生成的Fe4Al13金属间化合物;而不锈钢侧边界主要由(Fe,Ni)固溶体和Fe4Al13金属间化合物两部分组成。拉剪载荷F随焊接电流I和焊接压力P的增加,焊接时间t的延长,呈现出先升高后降低的趋势,在18.2~22.5 kA,15~35周波,2.0~10.6 kN的实验工艺范围内,添加高熵合金镁/钢点焊接头拉剪载荷在3.2 kN以上,最大拉剪载荷为5.605 kN,相比未添加高熵合金镁/钢点焊接头拉剪载荷提高了397%。高熵合金过渡层形成了大量(Fe,Ni)固溶体,减少Fe4Al13脆性金属间化合物的生成,有效提高了接头的力学性能。

超声纳米晶体表面改性对304不锈钢显微组织和性能的影响

采用超声纳米晶体表面改性(ultrasonic nanocrystal surface modification, UNSM)技术对304不锈钢进行表面强化处理,研究UNSM对不锈钢微观组织和力学性能的影响。通过透射电子显微镜(TEM),电子背散射衍射(EBSD)等表征方法,分析处理前后304不锈钢的微观组织演变和塑性变形机制。利用白光干涉仪和显微硬度仪等手段,研究UNSM对材料表面粗糙度、显微硬度及残余应力的影响。结果表明:经UNSM处理后,304不锈钢表面发生严重塑性变形,导致位错密度增加,晶粒明显细化,并在近表面产生纳米细晶,形成约300μm深的硬化层。形变诱导奥氏体向马氏体转变,在表面引入约900 MPa的残余压应力,材料显微硬度从基材的238HV提高至511HV,表面完整性得到显著改善。

304不锈钢滑动摩擦学行为的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法研究了压入深度与滑动速度对304不锈钢磨损量、摩擦系数、位错演变及剪切应变的影响.结果表明:在较大的压入深度下平均摩擦系数及位错长度明显较高,导致了更严重的塑性变形;在相同的压入深度下较高滑动速度的摩擦力明显升高而位错长度降低,这是由于高速下不锈钢内部位错形核缺乏持续驱动力,从而减轻了不锈钢的变形.此外滑动摩擦过程中产生的摩擦热促进了内应力的释放,导致离散结构位错、多节点位错及位错锁(环)的形成,从而阻碍位错进一步传播并提高不锈钢抗变形能力.本工作中所计算磨损原子数量几乎与滑动距离呈线性正比,符合经典Archard定律.

430/304不锈钢搅拌摩擦焊搭接接头的组织和力学性能

采用搅拌摩擦焊技术,以1200 r/min的搅拌转速对1 mm厚的430和304不锈钢板进行焊接,研究焊接速度对搭接接头组织和力学性能的影响。结果表明:随着焊接速度增加,接头界面两侧Hook钩尺寸减小,过渡层厚度减小,界面由锯齿状逐步转变为平直状。所有试样均断裂于焊缝附近的430不锈钢母材上,焊接速度为50 mm/min焊接接头的剪切强度最大,搭接接头界面区的冶金反应起主导作用,机械连接起促进作用。

304不锈钢表面激光熔覆Inconel625涂层组织与性能分析

目的解决不锈钢零部件在热电厂中由于腐蚀和磨损造成的资源浪费和设备报废等问题,通过表面改性的方式来提高不锈钢零件的耐磨耐腐蚀性能。方法利用激光熔覆技术在304不锈钢表面制备Inconel625涂层,利用工业显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、超景深仪器等设备,系统地探究熔覆层表面形貌、显微组织、元素分布、表面粗糙度。采用显微硬度计、摩擦磨损仪、电化学工作站等设备,检测熔覆层的硬度分布规律、耐磨和耐腐蚀特性。结果单因素试验最佳工艺参数为激光功率1200 W、送粉率10 g/min、扫描速度14mm/s。熔覆层底部到顶部组织,主要以不同形态的典型树枝晶组织为主,以及少量胞状晶。熔覆层物相组成主要包括FeCr_(0.29)Ni_(0.16)C_(0.06)、NbC、Cr_(2)Ni_(3)、Mo_(2)C。涂层硬度较基体大幅提升,涂层最高硬度值达425.48HV0.2,约为基体的1.8倍,涂层的磨损量为2.4 mg,约为基材磨损量(4.4 mg)的55%,摩擦系数平稳,变化幅度较小,耐磨性能较基体显著提高。电化学腐蚀试验后,基体开路电位为–0.44 V,熔覆层开路电位稳定在–0.17V,较基体偏正。涂层的自腐蚀电位(Ecorr)为–1.00V,大于基体的自腐蚀电位(–1.10V),涂层的自腐蚀电流密度(Jcorr)为3.47×10^(–8)A/cm^(2),小于基体的自腐蚀电流密度(6.43×10^(–8)A/cm^(2)),从而得出涂层腐蚀倾向较基体小。涂层的电容弧半径大于基体,该频率范围内涂层的阻抗模量均大于基体,表明涂层的耐腐蚀性能更好。结论Inconel625合金涂层能够显著提高304不锈钢的表面硬度、耐磨耐腐蚀性能。

304L不锈钢在贫胺液换热器上的耐蚀性研究

国内多数天然气净化装置在设计时,会选用碳钢材质的胺液换热器,但在实际运行中经常会遇到腐蚀损伤问题。因此,越来越多的企业开始应用不锈钢材质管束的换热器。通过试验研究了304L不锈钢在高含硫含氯胺液的碱性环境中的点蚀和应力腐蚀开裂敏感性,验证了该材质在某气田贫胺液换热器运行工况条件下的适用性及安全性,为合理控制高含硫酸性气田换热设备材料的使用成本提供了有效依据。

304不锈钢局部干法水下激光填丝焊接工艺及焊缝性能研究

目的采用自主研制的水下激光填丝焊接装备,在304奥氏体不锈钢板材表面进行U形坡口激光填丝焊接试验,为304不锈钢水下修复工作提供技术参考。方法在功率为5600 W、焊接速度为6 mm/s、送丝速度为205 cm/min、保护气体流量为15 L/min、排水气体流量为30 L/min的条件下进行焊接试验,并对空气和水下环境下的焊缝进行对比检测分析。通过光学显微镜分析2种环境下焊缝的显微组织;对2种焊缝进行拉伸、弯曲等力学性能测试;采用显微硬度计测试1 kg载荷下不同区域的显微硬度;使用VersaSTAT 3F电化学工作站测定在3.5%(质量分数)的NaCl溶液中2种焊缝的开路电位和极化曲线。结果2种环境下的焊缝均无明显裂纹、气孔等缺陷;显微组织主要由奥氏体和铁素体组成,但2种环境下焊缝的奥氏体晶粒大小和铁素体形状均略有差别,焊缝拉伸断口均为典型的韧性断裂形貌且抗拉强度符合304不锈钢标准。2种环境下焊缝的微观组织和晶粒大小不同,水下焊缝硬度高于空气的。通过分析2种环境下焊缝的开路电位和极化曲线,可知水下焊缝的耐腐蚀性略高。结论所开发的局部干法水下激光填丝焊接工艺可以满足实际工程中水下焊接维修的要求,其焊缝性能可以满足304不锈钢空气环境下的焊接质量标准。

酸性停堆温度对模拟压水堆一回路环境中304L不锈钢表面氧化膜的影响

以压水堆一回路系统构件常用材料304L不锈钢为研究对象,采用高温高压循环回路模拟现场工艺在材料表面制备氧化膜,在此基础上开展了两种温度的酸性停堆工艺试验,并对比分析了酸性停堆温度对材料表面氧化膜的形貌、元素组成和物相结构的影响。结果表明:经预处理1000 h后,304L不锈钢表面形成了双层氧化膜结构,外层氧化膜为镍铁尖晶石Ni_(x)Cr_(y)Fe_(3-x-y)O_(4),内层氧化膜为富铬尖晶石Ni_(x)Fe_(y)Cr_(3-x-y)O_(4),其厚度均小于0.1μm;经170℃酸性停堆工艺处理480 h后,304L不锈钢内外层氧化膜均发生了显著的溶解,内层氧化膜的溶解导致氧化膜与金属基体的界面模糊;经60℃酸性停堆工艺处理480 h后,304L不锈钢表面尖晶石氧化物并未发生显著溶解,表面分布少量大颗粒状尖晶石氧化物,氧化膜与金属基体的界面较为清晰。