热处理工艺对高铬低活化铁素体-马氏体钢力学性能的影响

铁素体-马氏体钢抗辐照性能优越,是用于辐照剂量较高的新型核电反应堆型结构件的候选材料。苛刻的服役环境要求铁素体-马氏体钢具有良好的综合力学性能、合适的晶粒度以及较少的内部缺陷。研究了正火+回火的热处理工艺对新成分铁素体-马氏体钢力学性能和微观晶粒组织演化的影响。采用Thermo-Calc热力学软件计算了不同相态的体积比例并与试验结果进行对比,发现两相比例变化的计算结果与试验结果高度一致。正火处理后,材料的抗拉强度和屈服强度受两相比例的影响权重最大。结果表明,采用1 080℃正火+670℃回火热处理的高铬铁素体-马氏体钢的抗拉强度为903 MPa,屈服强度为732 MPa,材料的综合性能最佳。

钽添加量对氧化物弥散强化低活化铁素体马氏体钢组织和力学性能的影响

采用粉末冶金法制备了不同钽添加量的氧化物弥散强化低活化铁素体马氏体钢,研究了钽添加量对该钢组织与力学性能的影响。结果表明:该钢的力学性能随着钽添加量的增多先升高后下降;当钽的添加量为0.18%时,晶粒细小均匀,在晶粒内有大量二次细小的TaC粒子弥散均匀析出,合金的力学性能最优,室温抗拉强度和伸长率分别为632MPa和24.2%,300℃下的抗拉强度和伸长率分别为557MPa和23.1%。

铁素体-马氏体钢P92在超临界水中的腐蚀性能

研究了P92钢在550和600℃超临界水中的腐蚀特性,采用扫描电镜、X射线能谱仪和X射线衍射仪分析了氧化膜的表面形貌、组织结构和元素分布。结果表明:P92钢在超临界水中的氧化动力学大致服从立方生长规律,600℃下P92钢的腐蚀增重和氧化膜厚度均为550℃时的3倍。P92钢在超临界水中形成的氧化膜为双层结构,氧化膜外层富Fe,而内层富Cr。600℃时P92钢氧化膜发生了开裂和剥落,其原因主要在于降温过程中基体与氧化物间的热膨胀系数不相匹配而产生的较大热应力。

氧化物弥散增强低活化铁素体/马氏体9Cr钢的显微组织与拉伸性能

采用粉末冶金法制备了核聚变反应堆第一壁候选结构材料——氧化物弥散强化低活化9Cr钢,采用XRD、OM、SEM、EDS等对合金化之后的粉体及烧结体的组织进行了分析,讨论了球料比对粉体特性以及烧结温度对烧结体组织与抗拉强度的影响。结果表明:球料比为20:1、球磨48 h的粉体颗粒呈片层状,尺寸较均匀,合金化效果较好;烧结温度在1300～1390℃范围内,随着温度的提高,烧结体的孔隙率降低,组织更加均匀,抗拉强度由376.0MPa逐渐增大到562.9MPa,伸长率同步增大,最大为20.2%。

发展中的微合金化铁素体－马氏体双相钢

讨论了微合金化低碳铁素体－马氏体双相钢的组织与性能的变化规律，进行了组织和成分设计，对双相钢的发展趋向进行了探索。

15-15Ti ODS奥氏体钢晶粒组织与纳米粒子的透射电镜表征

15-15Ti奥氏体不锈钢由于其优异的耐腐蚀性能和高温力学性能成为钠冷快堆包壳的候选材料,其高温力学性能和抗辐照肿胀能力可以通过氧化物弥散强化(ODS)进行增强。本工作对通过机械合金化以及锻造工艺制备的15-15Ti ODS奥氏体钢和作为参比材料的15-15Ti奥氏体钢的微观结构进行研究,对ODS钢中氧化物颗粒的分布以及强化机制有了较为深入的认识。研究发现氧化物弥散粒子分布总体均匀但有成团聚集倾向。Y-Zr-O粒子的平均粒径为(9.97±0.04) nm,平均粒距为(17.25±0.68) nm,数密度约为4.49×10^(22)m^(-3)。在透射电镜明场像下观察到ODS样品中氧化物颗粒对位错的钉扎作用。扫描透射(STEM)结合能谱分析显示ODS样品中有两种氧化物,分别为占比较少的Al_(2)O_(3)以及占比较多的Y_(4)Zr_(3)O_(12)。高分辨电镜表征发现第二相粒子与基体之间出现共格或半共格界面的迹象,并且少数粒子周围出现非晶化界面。

12Cr12Mo马氏体不锈钢叶片断裂原因分析

某发电机组运行过程中末三级叶片发生断裂。对断裂的叶片进行了宏观检查、力学性能测定、金相检验。结果表明:断裂叶片由于热处理工艺不当,导致带状δ-铁素体含量远高于要求值,使叶片的冲击韧性下降了约50%,持久强度也明显降低,导致叶片出汽侧萌生裂纹和由于裂纹扩展而疲劳断裂。

铁素体-马氏体钢P92在超临界水中的腐蚀行为

研究了铁素体-马氏体钢P92在400-600℃、25MPa超临界水中的腐蚀行为。用X射线衍射（XRD）和扫描电镜-电子能谱（SEM-EDX）分析了氧化膜微观组织,对P92在超临界水中的腐蚀动力学规律进行了分析。结果表明：温度对腐蚀速率有显著影响,600和500℃的腐蚀增重分别为400℃的5.32倍和1.59倍;400和500℃超临界水中腐蚀动力学遵循立方规律,600℃时近似遵循抛物线规律;氧化膜为双层结构,外层氧化膜为柱状Fe3O4相,内层氧化膜为Fe3O4和FeCr2O4相。

SUS410半马氏体不锈钢厚壁无缝管内表面裂纹缺陷分析及工艺改进

SUS410半马氏体不锈钢(0.08%~0.15%C,12.5%~13.5% Cr)在生产热轧厚壁无缝钢管时极易产生内表缺陷。通过对Φ139.7 mm × 38.1 mm管内表面裂纹缺陷进行定位分析,结果表明裂纹附近δ-铁素体大量析出造成钢的热塑性下降,在变形过程中,由于两相区变形不协调,最终在奥氏体和δ-铁素体相界出现裂纹。根据Schaeffler相图,对化学成分进行重新设计,将Cr当量/Ni当量比值由原来缺陷管的4.51降至≤3.0,管坯加热温度由1 200~1 300 ℃降至1 180~1 280 ℃,内表面裂纹缺陷得到有效解决,超声探伤合格率提高至97.9%。

机械合金化和SPS工艺制备9CrWTi-Y_2O_3/铁素体-马氏体钢

采用机械合金化(MA)和放电等离子体烧结(SPS)工艺制备了9CrWTi-0.35%Y2O3氧化物弥散强化铁素体-马氏体钢(9CrWTi-0.35%Y2O3/FMs)。利用SPS温度和位移测量装置、OM、FE-SEM、TEM、EDX表征了材料烧结收缩曲线及热处理前后的显微组织和成分,并采用电子拉伸试验机测试了室温拉伸性能。结果表明:9CrWTi/FMs和9CrWTi-0.35%Y2O3/FMs在烧结过程出现液相烧结特征。提高烧结温度和压力,9CrWTi-0.35%Y2O3/FMs孔隙度减小,密度提高,晶粒变细,抗拉强度增加,但延伸率仅为2%左右。富集Y—Ti—O的弥散相颗粒大小为5～20nm,较均匀地分布在基体上。9CrWTi-0.35%Y2O3/FMs烧结态、10%盐水淬火态及750℃高温回火态的显微组织分别为等轴铁素体、细长板条马氏体及等轴和残余铁素体。9CrWTi-0.35%Y2O3/FMs烧结体经盐水淬火、回火后,抗拉强度、屈服强度和总延伸率由1554MPa、1430MPa、1.8%变为1198MPa、1006MPa和12.8%。

超细晶铁素体-马氏体钢的高温氧化成膜特性及其对Pb-Bi腐蚀行为的影响

利用SEM、XRD、EPMA和XPS等研究了冷旋锻变形对9Cr_(2)WVTa铁素体-马氏体钢在650℃空气中氧化膜形成过程的影响,在此基础上考察了预氧化制备氧化膜对9Cr_(2)WVTa铁素体-马氏体钢在饱和氧液态PbBi共晶(LBE)中腐蚀行为的影响。结果表明,冷旋锻变形量的增加可提高样品的抗氧化性能,63%变形处理使抗氧化性能略有提高,94%变形处理可显著提高抗氧化性能。相较于回火态样品,63%变形处理样品形成的氧化物仍主要为(Fe,Cr)_(2)O_(3),只是氧化物颗粒尺寸略有下降;94%变形获得的超细晶样品中,不仅氧化物颗粒尺寸显著减小,而且促进了富Mn氧化物(MnCr_(2)O_(4)和Mn_(2)O_(3))的形成。超细晶样品中大幅度提高的空位浓度和位错密度、以及增加的晶界数量,显著提高了元素的扩散速率,Mn的异常快速扩散促进了富Mn氧化物的形成,稳定性好的富Mn氧化物提高了氧化膜的致密性。650℃空气中预氧化处理20 h后,超细晶样品表面获得致密性良好的富Mn氧化膜,在550℃饱和氧LBE中腐蚀500 h后,预氧化制备氧化膜可有效阻止LBE对铁素体-马氏体钢的侵蚀,并抑制了Fe的外扩散。Mn在LBE中较高的溶解度会加快富Mn氧化膜的溶解,随着Mn的不断溶解和LBE的持续侵蚀,预制备氧化膜的致密性不断下降而最终破裂,腐蚀2000 h后,样品表面形成了连续的Pb-Bi腐蚀产物。

马氏体时效钢的浸蚀剂及其低倍组织的检验方法

专利号：ZL 2012 1 0214656.4发明人：方轶,丁雅丽,张瑞明,罗通伟,陈嘉砚,苏杰专利权人：攀钢集团江油长城特殊钢有限公司,钢铁研究总院本发明属于金属组织检验领域,涉及一种18Ni系列马氏体时效钢的浸蚀剂及其低倍组织的检验方法。18 Ni系列马氏体时效钢是依靠马氏体强化和经时效在含碳极低的马氏体中析出金属间化合物的第二相弥散强化而具有超高强度及韧性的钢种,是目前强度及韧性配合极好的一类高强高韧钢。

铁素体-马氏体钢K1和K2在超临界水中的腐蚀行为

用扫描电镜(SEM)及能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)技术研究国产铁素体-马氏体K1和K2钢在500℃、25 MPa超临界水环境下的腐蚀行为。结果表明,试样表面形成了稳定的氧化膜,氧化膜为双层结构,外层为多孔的磁铁矿,内层为致密的铁、铬复合氧化物。腐蚀动力学结果显示,两种材料的腐蚀行为遵循抛物线规律。K2钢在超临界水中的腐蚀增重较K1钢略高。

管线钢的研究进展

根据材料的显微组织将管线钢分为四种类型,即铁素体-珠光体管线钢、针状铁素体管线钢、贝氏体-马氏体管线钢和回火索氏体管线钢;并以此为线索介绍了该四类管线钢的化学成分、显微组织和性能,综述了管线钢的发展历程。

X80管线钢焊接粗晶区组织与韧性的研究

X80钢经焊接热模拟后粗晶区组织明显粗化,韧性显著下降.低碳时在粗晶区中的贝氏体铁素体板条间形成的硬而脆的Fe3C是恶化粗晶区韧性的主要原因.超低碳时在粗晶区中形成的马氏体-奥氏体(M-A)组元的含量比低碳时少,M-A组元中残余奥氏体所占的比例大,由于马氏体中偏聚的碳含量低,因而其塑性好,同时因超低碳抑制了Fe3C碳化物的形成而改善了粗晶区的韧性.

低活化铁素体/马氏体钢组织调控及其固相连接研究进展

国际热核聚变实验堆计划是迄今为止全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一。核聚变堆包层模块需要选用高温性能相对优异、热导率高、热膨胀系数低、抗中子辐照肿胀的低活化铁素体/马氏体钢(reduced activation ferritic/martensitic steel,RAFM steel)。现有RAFM钢大多数是依据低活化元素选取原则在Cr-Mo系铁素体耐热钢种的基础上发展起来的,但存在热强性差、熔焊接头服役过程容易发生第IV类断裂等问题。本文首先概括了国内外RAFM钢的发展历程、合金化设计原理与组织设计思路、组织演变规律及调控方法,并对RAFM钢的固相连接(扩散连接与搅拌摩擦焊接)进展进行了总结,指出了高热稳定性的纳米级MX相对位错的钉扎作用是实现RAFM钢高温强化的重要因素,分析了RAFM钢冷却过程中板条马氏体非连续转变动力学成因,明确了形变热处理等组织调控技术对RAFM钢性能优化的作用机制,澄清了RAFM钢固相连接接头组织形成与演变规律,指明了高温服役过程中RAFM钢固相连接接头组织演变与断裂失效机制。

氮—钒微合金化对低碳耐候钢强韧性的影响

利用真空感应炉冶炼氮—钒微合金化的低碳耐候钢,结合金相显微镜和透射电镜分析了耐候钢的显微组织,并通过拉伸、冲击试验和断口分析表征了实验钢的强韧性。力学试验结果表明,氮—钒微合金化耐候钢具有良好的塑性和强韧性组合。金相组织分析表明,加氮加钒耐候钢中主要组织为等轴铁素体和少量离异型珠光体(体积分数5%),体积分数约30%的铁素体晶粒中有类似粒状贝氏体组织生成;弥散析出的VN质点细化了铁素体晶粒,铁素体平均晶粒尺寸为7.8μm。

不同方法制备的ODSRAFM钢的结构和性能比较

比较了机械合金化法、溶胶-凝胶-等离子体烧结法和真空熔炼法三种方法制备的氧化物弥散强化低活化铁素体/马氏体钢的结构和性能。机械合金化方法和溶胶-凝胶-等离子体烧结法制备得到的材料氧化物粒子达到纳米级;真空熔炼方法可制备出微米级大小的氧化物弥散强化材料。上述方法制备的材料强度均得到改进。

加工工艺对F/M钢包壳管组织与力学性能的影响

对锻造态铁素体/马氏体(F/M)钢进行了两种不同挤压比的挤压-不同道次冷轧实验,研究不同工艺对F/M钢管材微观组织及力学性能的影响。结果表明,经热挤压、退火后,两条工艺路线制备的F/M钢管材均为马氏体组织,且细小的碳化物粒子在马氏体基体上均匀分布。在多道次轧制、退火过程中,大变形量的管材发生完全再结晶,微观组织是铁素体晶粒;而小变形量的管材发生部分再结晶,微观组织由铁素体和板条马氏体构成;在相同道次冷轧和退火后,发生了完全再结晶的管材强度较低塑性高,只发生部分再结晶的管材表现出高强度和低塑性。经过相同的正火和回火后,两条工艺路线制备的成品管中马氏体板条宽度为200~300 nm,室温屈服强度为590~610MPa,550℃时屈服强度为330~350 MPa。

低碳微合金双相钢沉淀相粒子的分析

采用萃取复型技术研究了实验室Φ450轧机控轧控冷后铁素体-马氏体双相钢(%:0.08C、0.22Si、1.02Mn、0.02Nb、0.013Ti、0.034Al)中沉淀相粒子。结果表明,该钢在1200℃时就存在尺寸为几十纳米的(Nb,Ti) (CN),经X-射线能谱分析得出,小颗粒中Nb含量大于Ti含量,形状不规则,大颗粒沉淀相主要含Ti,Nb含量较少,呈长方形;经控轧控冷后(Nb,Ti)(CN)为间隙析出,且主要在晶界处析出。