冷轧变形对0Cr18Ni9奥氏体不锈钢组织与力学性能的影响

采用OM、SEM、XRD、维氏硬度计、万能试验机等研究了不同变形量冷轧对热轧态0Cr18Ni9奥氏体不锈钢组织与力学性能的影响。结果表明:随着冷轧变形量的增加,0Cr18Ni9不锈钢晶粒变形越来越明显,晶界处位错塞积不断加剧,晶界越来越模糊,组织中越来越多的奥氏体转变为马氏体。随着冷轧变形量的增加,0Cr18Ni9不锈钢的硬度、抗拉强度、屈服强度均逐渐升高,伸长率逐渐下降。冷轧变形量36%的0Cr18Ni9不锈钢的硬度、抗拉强度、屈服强度均达到最大值,分别为432.3 HV、1283.1MPa、1195.2 MPa。

0Cr18Ni9不锈钢钣金件的锈蚀防护工艺

针对0Cr18Ni9不锈钢深落压钣金件因热处理造成表面氧化皮较重,使用过程中出现锈蚀的问题,制定了磁力抛光、磁力抛光+钝化和钝化+磁力抛光等3种锈蚀防护改进措施,并与未处理试样进行了对比。结果表明:未处理、仅磁力抛光处理的试样经过96 h盐雾试验后腐蚀严重,经磁力抛光+钝化处理的试样经96 h盐雾试验后发生局部点腐蚀;而经钝化处理+磁力抛光的试样经96 h盐雾试验后未出现腐蚀,在960 h盐雾试验后仅出现局部锈蚀,表面依然光亮,耐盐雾时间是其余3种试样的10倍以上。

N对奥氏体不锈钢OCr18Ni9N热塑性的影响

采用Gleeble 1500热模拟试验机研究了0.008 7%～0.150 0%N对热轧0Cr18Ni9N钢(%:0.044～0.049C、0.41～0.51Si、1.46～1.52Mn、17.92～18.15Cr、9.09～9.24Ni、0.01～0.03Ti)以应变速率5×10^(-3)s^(-1)和1s^(-1)在800～1300℃的拉伸和压缩性能的影响,并分析了N含量对该钢动态再结晶性能的影响。结果表明,随着N含量的增加,该钢断面收缩率显著下降,同时其最佳热塑性的温度区间提高;当N含量低于0.0500%时,最佳热塑性区间为950～1100℃;而当N含量为0.0800%～0.1500%时,则为1150～1250℃。

0Cr18Ni9奥氏体不锈钢在低浓度氯化钠溶液中的裸金属钝化特性

设计了研究０Ｃｒ１８Ｎｉ９奥氏体不锈钢裸金属钝化率的试验。分析其钝化曲线，指出０Ｃｒ１８Ｎｉ９奥氏体不锈钢在１０００ｍｇ／ＬＮａＣｌ溶液中的钝化曲线满足ｉ（ｔ）＝ｉ０ｅ－β·ｔ关系。

异种不锈钢1Cr18Ni9Ti/Mn-Ni-Cr/1Cr21Ni5Ti钎焊接头的组织和性能

针对液体火箭发动机燃烧室的焊接制造,采用Mn-Ni-Cr箔材钎料对异种不锈钢1Cr18Ni9Ti与1Cr21Ni5Ti进行了钎焊实验,研究了工艺参数对接头微观组织结构的影响规律,揭示了焊缝区缺陷、第二相的形成过程。通过力学性能测试获得了接头组织结构与力学性能的响应关系,确定了钎焊的最佳工艺参数为1190℃、30 min,其爆破压力达到80 MPa。利用SEM、EDS以及EBSD等表征手段对断口形貌进行了分析,研究了不同工艺规范下接头的断裂机理,为不锈钢燃烧室的焊接制造提供了工艺理论基础。

0Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢焊接接头应力腐蚀行为的研究(续)

2插销法实验结果及分析2、1焊接接头各区的应力腐蚀抗力 用插销试验法得到的OCr18Ni9Ti钢焊接接头各区在143℃42％MgCl_2溶液中的G_(IMP)-t_f关系分别见图14和图15。

0Cr21Ni6Mn9N奥氏体不锈钢的应变强化行为

研究了不同氮含量的0Cr21Ni6Mn9N奥氏体不锈钢的塑性流变行为。结果表明,其形变强化特性可用Ludwigson模型来表示。钢在不同的应变下表现出不同的塑性流变行为,存在一个瞬变应变。当应变量低于它时,流变行为与Ludwik方程存在一个正偏差;而应变量高于它时,则符合Ludwik模型。造成这一差异的主要原因是位错滑移模式发生了改变,低于瞬变应变时为单系滑移,高于瞬变应变时为多系滑移。氮对位错滑移模式的影响主要表现为对瞬变应变的影响。随氮含量的增加,瞬变应变被推向更高的水平,这意味着氮原子使位错在更大的应变下才产生多系滑移和交滑移。

0Cr18Ni9不锈钢表面纳米化组织及其热稳定性对低温渗氮行为的影响

采用超音速微粒轰击技术(SFPB)对0Cr18Ni9不锈钢试样进行了表面纳米化处理,并对SFPB处理后的试样进行热处理和低温气体渗氮处理,分析讨论了表面纳米化组织及其热稳定性对低温渗氮行为的影响.结果表明:经SFPB处理后,试样表层形成厚约250μm的变形区,表面组织为纳米晶,平均晶粒尺寸为15 nm,其变形机制以孪生为主,变形同时表面发生了马氏体相变,表面硬度明显提高.对SFPB处理的试样经450℃热处理后,纳米晶未发生明显粗化,马氏体量减少很小,硬度保持稳定,因而具有良好的热稳定性.晶粒细化、马氏体相变及其良好的热稳定性有利于实现低温快速渗氮,使渗层厚度明显增加,表层硬度得到进一步提高,硬度分布梯度也得到了改善.

0Cr18Ni9奥氏体不锈钢管破裂的原因

某公司输气管项目使用的0Cr18Ni9奥氏体不锈钢管,采用焊接方式连接,焊接工艺为手工电弧焊,钢管内输送介质为含硫化氢等腐蚀介质的富氨液,管内介质压力0.5MPa,介质温度35~45℃,运行半年后停产半年,复产时即在钢管焊接接头附近发现横向裂纹。通过宏观低倍、微观金相、化学成分分析以及扫描电镜分析等一系列方法,对该0Cr18Ni9奥氏体不锈钢裂纹形成原因进行分析。结果表明:该0Cr18Ni9奥氏体不锈钢管的破裂原因为连多硫酸应力腐蚀破裂,通过向该0Cr18Ni9奥氏体不锈钢管内吹扫氩气,密封两端口,可避免连多硫酸应力腐蚀破裂。焊接时降低焊接电流,加快焊接速率,减小焊接热影响区的范围,也可降低连多硫酸应力腐蚀破裂的可能性。

0Cr18Ni9不锈钢本构模型及其对切削力预测影响分析

利用MTS材料试验机和分离式Hopkinson压杆(SHPB)实验装置对经过1100℃固溶处理后的0Cr18Ni9不锈钢的静态力学性能和动态力学性能进行了测量,用Johnson-Cook模型拟合了材料的本构关系,用正交切削实验识别了Johnson-Cook模型材料参数。将SHPB实验和切削实验两种方法得到的Johnson-Cook材料模型应用于切削力的预测,分析了不同实验方法得到的材料模型在切削力的预测中的适用性,为不锈钢切削研究中的分析模型和数值计算中的材料流动应力模型选择提供参考。

0Cr18Ni9不锈钢搅拌摩擦焊接头的微观组织和性能

采用搅拌摩擦焊工艺对3mm厚0Cr18Ni9不锈钢板进行了对接焊接。焊接接头内形成了焊核区、热力影响区和热影响区三个区域。焊核区由动态再结晶组织构成;热力影响区内的组织发生了不同程度的变形;热影响区由不完全再结晶组织构成。焊核区发生了明显的加工硬化现象,其显微硬度(HV)与母材相比提高了22%。在搅拌头旋转速度600r/min、焊接速度70mm/min下,接头的拉伸强度最高,达到412MPa。

高能喷丸0Cr18Ni9Ti不锈钢自纳米化机理

为在0Cr18Ni9Ti不锈钢棒材端面制备出纳米晶,采用高能喷丸(HESP)对不锈钢棒材的端面进行表面自纳米化处理。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪对喷丸端塑性变形层不同深度的组织进行表征,并对0Cr18Ni9Ti不锈钢在高能喷丸过程中的晶粒细化机理进行讨论。结果表明:在喷丸端大约70μm深度内形成纳米组织,其中喷丸表面的晶粒尺寸达到52nm左右。晶粒细化机理为:在小应变作用下主要是孪生变形把粗大晶粒细化成孪晶薄片,在大应变作用下,孪晶交叉把孪晶片细化成纳米晶粒,同时在孪晶交叉处产生应变诱导马氏体相变。

0Cr18Ni9不锈钢基板的BAS系微晶玻璃介质层的研制

通过开展BAS微晶玻璃成分优化研究,研制了0Cr18Ni9不锈钢基板的大功率厚膜电路介质层。在BAS系玻璃中加入适量MgO和CaO,在降低烧结温度的同时提高了析晶温度,抑制了晶体相的析出,有助于介质层的烧结致密化。利用成分优化后的BAS系玻璃制备的介质层与不锈钢基板结合强度高,具有优良的抗机械冲击能力。最佳配方的介质浆料经过3个烧结周期,制得介质层膜厚>100μm,击穿电压>2.1kV,泄漏电流<0.01mA。部分成果已经用于合作单位的工业化生产。

0Cr18Ni9Ti不锈钢表面纳米化层的组织和性能

采用高能喷丸对0Cr18Ni9Ti不锈钢棒材端面进行了表面自纳米化处理;利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪和显微硬度计对塑性变形层的组织和性能进行了表征。结果表明:在距表面70μm左右的范围内形成了100 nm以下的等轴纳米晶;从基体到喷丸表面,变形层的显微组织依次为单相奥氏体、奥氏体和马氏体两相共存、单相马氏体;晶粒细化显著提高了塑性变形层的显微硬度。

0Cr18Ni9不锈钢中钴的存在形式及其对相组成的影响

采用真空感应炉冶炼了不同钴含量的0Cr18Ni9不锈钢,结合显微组织、物相组成和电子探针成分分析,研究了钴元素的存在形式及对铸态不锈钢各相点阵常数及相组成的影响。结果表明:在0Cr18Ni9不锈钢中钴主要以固溶形式存在于奥氏体和δ铁素体中,在奥氏体中的含量高于在δ铁素体中的;钴的存在使奥氏体和δ铁素体的点阵常数都增大;随着不锈钢中钴含量的增加,δ铁素体数量减少;奥氏体的点阵常数随δ铁素体数量的减小而增大。

0Cr18Ni9不锈钢列车贮水箱点蚀与开裂原因分析

对不锈钢水箱发生的点蚀与开裂问题进行了分析,并模拟生产工况进行了试验研究。结果表明冷装配时带楞角铁锤敲击造成的表面凹坑处、焊接时飞溅与电弧擦伤处的电极电位发生了变化,促使了点蚀的发生;另外,HAZ的过热区也是点蚀最易发生的部位,并且点蚀发生部位也是应力腐蚀开裂的裂纹源。

电厂0Cr18Ni9不锈钢油管断裂失效分析

采用光学显微镜、扫描电镜等分析手段，对某电厂0Cr18Ni9不锈钢油管断裂表面的金相组织、断口形貌进行了分析和检测，并同正常0Cr18Ni9不锈钢油管的金相组织进行对比。结果表明，断裂油管的显微组织为等轴状奥氏体，晶粒大小在10—40μm之间变化，这同正常油管的显微组织基本相同。断口分析表明，在断口表面存在大量的疲劳条纹，显示典型的疲劳断裂特征，表明疲劳断裂是其主要失效方式，而油管的高频振动是造成疲劳断裂的主要原因。

0Cr18Ni9Ti不锈钢表面渗锆合金层的硬度及耐蚀性

利用双层辉光等离子渗金属技术,在0Cr18Ni9Ti不锈钢表面形成厚约65μm、均匀致密连续的渗锆合金层,并对不锈钢基材与渗锆合金层分别进行硬度检测与电化学腐蚀性能测试。结果表明:渗锆后,试样表面的硬度约为1530 HV0.05,明显大于不锈钢基材的表面硬度(约为350 HV0.05);渗Zr合金层的硬度由表及里逐渐降低,呈梯度分布;在0.5 mol·L-1H2SO4溶液、0.5 mol·L-1HNO3溶液、3.5%NaCl溶液中,不锈钢基材的相对腐蚀速度分别是渗Zr合金层的2.18倍、9.73倍、2.44倍;未处理的不锈钢表面腐蚀较为严重,而渗Zr合金层表面只出现轻微的局部腐蚀,可见经渗锆处理后,不锈钢的耐蚀性能有所改善。

0Cr18Ni9Ti不锈钢表面渗Zr合金层的高温氧化行为

对0Cr18Ni9Ti不锈钢先后进行渗Zr、渗C、预氧化等表面处理,研究了经不同工艺阶段处理后,试样在1 000～1 150℃空气中的高温氧化行为。结果表明,各试样单位面积氧化增重与氧化时间的关系基本上均遵循抛物线规律,且氧化速率常数皆随温度升高而增大。经过渗Zr、渗C、预氧化工艺阶段处理后,试样的氧化激活能均有所提高,恒温氧化速率明显减小,即试样的抗高温氧化性能提高。

0Cr18Ni9不锈钢换热管应力腐蚀开裂原因分析

某管板式换热器运行不到2个月,换热管进口端即发生开裂。通过宏观分析、化学成分分析、水质分析、金相分析、断口以及能谱分析等方法,对换热管开裂属性及原因进行了分析。结果表明:该换热管开裂为应力腐蚀开裂;循环冷却水中较高含量的氯离子以及换热管进口端处于应力腐蚀敏感温度区导致了应力腐蚀的快速发展。最后,给出了进行焊后热处理和加强循环冷却水处理的建议。