13Cr15Ni4Mo3N半奥氏体沉淀硬化不锈钢连续冷却过程中的相变动力学

采用淬火相变膨胀仪研究了13Cr15Ni4Mo3N半奥氏体沉淀硬化不锈钢连续冷却过程的相变动力学行为。用改进的K-M方程准确描述了马氏体相变量与温度的关系。结果表明:实验钢的特征温度Ac1和Ac3分别为600和720℃;1040℃奥氏体化后以任意冷速冷却仅发生马氏体相变,冷速为100℃/s时测得的马氏体相变开始温度Ms为99℃,相变结束温度Mf为-75℃。在冷速≥1℃/s时,晶格膨胀法和杠杆法计算得到的马氏体相变量结果相近,而冷速<1℃/s时,晶格膨胀法计算得到的马氏体转变量大于杠杆法计算得到的马氏体转变量。在相变动力学参数α取值0.03258时,K-M方程可简单方便地描述实验钢的马氏体相变动力学过程,但对相变初期的转变量预测精度较低;改进的K-M方程在考虑α随温度变化时,可较准确地预测马氏体转变量。

时效工艺对17-4PH沉淀硬化不锈钢奥氏体的影响

过多的奥氏体会恶化沉淀硬化不锈钢的性能,所以必须加以控制。对17-4PH沉淀硬化不锈钢进行了1 040℃加热、空冷的固溶处理和在620℃、630℃两次时效处理。随后,采用扫描电镜和X射线衍射研究了固溶处理与第一次时效处理和两次时效处理之间的时间间隔及第一次时效后的冷却速度对钢中的奥氏体量的影响。结果表明:第一次时效处理后油冷和两次时效的间隔时间为8 h的热处理工艺可有效控制17-4PH不锈钢中的奥氏体量,从而延长零件的使用寿命。

沉淀硬化不锈钢弹簧脆性断裂原因

某沉淀硬化不锈钢弹簧发生脆性断裂。采用宏观观察、氢元素含量测试、金相检验、硬度测试、扫描电镜及能谱分析等方法分析了该弹簧断裂的原因。结果表明:在进行表面钝化处理过程中,弹簧发生了渗氢现象,经除氢处理后弹簧仍含有少量的氢元素,在应力作用下,弹簧萌生了氢致脆性微裂纹,裂纹不断扩展,最终导致弹簧发生过载断裂。

热处理对电弧增材制造马氏体沉淀硬化不锈钢组织性能的影响

马氏体沉淀硬化不锈钢在增材制造过程中,由于反复的热循环和热积累,材料的组织和性能可能会出现不均匀或缺陷。以自研药芯焊丝为原材料,采用电弧增材制造技术制造马氏体沉淀硬化不锈钢结构件,由于电弧增材过程中受到复杂的热循环,因此增材件组织不均匀,导致机械性能下降。采用固溶、时效以及固溶+时效三种热处理工艺对结构件进行处理,并利用金相显微镜、扫描电子显微镜、维氏硬度计和拉伸试验机等设备对试样的显微组织、成分、硬度和拉伸性能进行分析。结果表明,热处理态试样组织转变为马氏体且伴有强化相析出,其中固溶+时效处理效果最佳,极限抗拉强度与硬度分别达到1 048.53 MPa与423.5 HV,相比于沉积态分别提升了211.53 MPa与106.8 HV。但热处理态试样的断后伸长率相比于沉积态试样的有所降低。

影响15-5PH沉淀硬化不锈钢硬度的因素

炼制了两炉化学成分不同的15-5PH马氏体沉淀硬化不锈钢并制备了试样。对试样进行了1040℃保温90 min油冷的固溶处理及铣削、钻削、磨削试验和分别在400~620℃时效1.5、4、8和12 h。随后检测了试样的硬度和显微组织。结果表明:切削加工对15-5PH马氏体沉淀硬化不锈钢的硬度无明显影响;在450℃时效,随着时效时间延长至4 h,15-5PH钢的硬度提高,并达到了44~46 HRC的硬度要求;15-5PH钢的最佳时效工艺为450℃保温4 h。

激光金属沉积成形304奥氏体不锈钢的缺陷和硬化现象

【目的】为了掌握激光金属沉积成形304奥氏体不锈钢的材料缺陷和硬化情况,为后续该技术成形金属材料的工程应用提供参考。【方法】该文对激光金属沉积成形304奥氏体不锈钢的材料缺陷和单调/循环交变载荷作用下的硬化现象进行了研究。【结果】研究结果表明,激光金属沉积成形材料的表面十分粗糙并具有明显的堆叠痕迹,成形材料中存在孔洞、氧化物夹杂和未熔颗粒等缺陷;在单调载荷作用下,成形材料表现出应变硬化,应变硬化指数为0.4,低于传统锻造工艺成形材料;在应变控制的循环交变载荷作用下,成形材料在试验起始阶段产生循环硬化,而在较低应力控制的循环交变载荷作用下,成形材料在试验起始阶段产生循环软化,随着循环加载次数的增加,成形材料产生循环硬化。【结论】由于独特的成形工艺,激光金属沉积成形304奥氏体不锈钢不可避免存在材料缺陷,在单调载荷、应变控制的循环交变载荷及较低应力控制的循环交变载荷作用下均会出现硬化现象。

织构化AlCrN涂层刀具车削加工奥氏体沉淀硬化不锈钢的切削性能研究

在基体为WC基硬质合金的Al Cr N涂层刀具前刀面应用激光技术加工出平行于切削刃的微织构,制备Al Cr N涂层织构化刀具;在液体润滑条件下对奥氏体沉淀硬化不锈钢(0Cr15Ni25Ti2Mo Al VB)进行切削试验,研究其切削性能,并与传统Al Cr N涂层刀具进行比较。分析了切削速度对切削力及切削温度的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)与X射线能谱仪(EDS)观察刀具的磨损形貌。研究结果表明:与传统Al Cr N涂层刀具相比,Al Cr N涂层织构化刀具能够有效降低切削温度、切削力和刀—屑接触面摩擦因数;由于微织构的存在,液体润滑时,润滑剂能够渗入到Al Cr N涂层织构化刀具的刀—屑接触面,因而具有良好的抗粘着性及耐磨性。

马氏体沉淀硬化不锈钢

马氏体沉淀硬化不锈钢,如05Cr17Ni4Cu4Nb(17-4PH、PH17-4),化学成分要求如表1所示。马氏体沉淀硬化不锈钢固溶温度应保证钢中碳和合金元素充分溶于奥氏体,快冷得到过饱和铜、铌的马氏体,再时效处理使含铜、铌的第二相析出进一步强化。

马氏体沉淀硬化不锈钢与奥氏体不锈钢焊接工艺研究

对于铁基马氏体沉淀硬化不锈钢05Cr17Ni4Cu4Nb与奥氏体不锈钢022Cr19Ni10材料的焊接,是属于典型的不同金相组织间异种焊接。通过选用E308L-16奥氏体不锈钢焊接材料,采用焊条电弧焊(SMAW)'小电流、短电弧、快速、多层多道焊'的软规范工艺参数进行焊接,焊后不采用热处理方式消除焊接残余应力。经无损检测,力学性能试验及金相组织观测验证,焊接质量均满足法国核电RCC-M 2007版标准规范的要求。

碳含量对15-5PH沉淀硬化不锈钢板材的组织与性能的影响

采用真空感应炉试制3炉不同碳含量的15-5PH沉淀硬化不锈钢,通过热模拟的方法确定了该钢的板材最佳轧制温度区间为900~1100℃,研究了碳含量对钢的相变点温度及力学性能的影响,并观察了时效态的微观组织。结果表明,随着含碳量的增加钢的相变点温度逐渐降低,在时效处理后含碳量较低的1#钢强度均高于2#钢和3#钢,且具有良好的韧塑性;随着时效温度的升高,含碳量较高的2#钢,3#钢中生成的逆转变奥氏体量及生成速率均高于1#钢,这是其强度低于1#钢的主要原因,钢的时效态组织为板条马氏体＋少量逆转变奥氏体组织,以及大量的、细小的富Cu相,富Cu相的析出是该钢主要的强化方式。通过上述分析,本文将1#钢的化学成分及工艺参数作为15-5PH沉淀硬化不锈钢工程化的基准,为该钢的工业化生产的顺利实施提供可靠的数据。

马氏体型沉淀硬化不锈钢时效过程的组织转变

采用扫描电镜、热膨胀曲线测量和XRD测试等分析手段,研究了时效温度对马氏体型沉淀硬化不锈钢(FV520B)组织的影响。逆变奥氏体在600℃以上保温开始时即开始形成,无孕育期,冷却过程中有一部分会再次转变为马氏体;随时效温度的升高,冷却到室温后的逆变奥氏体含量先升高后降低,在大约630℃时达到峰值。

马氏体沉淀硬化不锈钢的焊接工艺

通过分析高强度马氏体沉淀硬化不锈钢的性能及其合金元素在钢中的作用;阐述了该类钢材的合金成分、机械性能以及合金元素在钢中的作用;重点分析了其可焊性,详细说明了它们的焊接方法、焊接工艺和焊接过程中应采取的质量控制措施;介绍了由该类钢材制成的某重点型号焊接壳体的焊接技术和质量控制。

切削奥氏体不锈钢0Cr18Ni9加工硬化的试验研究

针对难加工材料不锈钢0Cr18Ni9的特点,设计了合理的正交切削试验方案,从显微硬度与微观结构两方面研究加工硬化现象。借助维氏硬度计测量了车削加工后硬化层的硬度沿层深的分布,同时建立了利用硬度预测屈服强度的经验公式,再利用扫描电镜观察硬化层的微观结构。结果表明,硬化层的硬化程度在150%以上,切削影响层厚度在100μm以上,加工硬化现象严重,硬化层的屈服强度沿层深分布与硬度沿层深分布的趋势相同;金相观察发现,硬化层分为热力耦合影响层、力影响层,其中热力耦合影响层存在缺陷,很容易剥落。这些结果说明,车削表面在切削高温与力的作用下发生了很大的变化,采用合理的切削参数减小切削力、降低切削温度是减轻加工硬化程度的有效途径。

新型超高强度-高韧性马氏体沉淀硬化不锈钢的组织和力学性能初探

在分析现有宇航用高强度马氏体沉淀硬化不锈钢和高合金超高强度钢的基础上 ,研制出一种新型超高强度 高韧性马氏体沉淀硬化不锈钢 ,其抗拉强度σb≥ 180 0MPa ,δ5≥ 15% ,KⅠC≥ 10 0MPam1/2 。

微米/纳米复合结构奥氏体不锈钢形变机理及应变硬化行为

对Fe-17Cr-7Ni采用77%冷轧和700℃退火100 s工艺获得纳米晶（〈100 nm）/超细晶（100~500 nm）和部分粗晶（〉1μm）组成的微米/纳米复合结构奥氏体组织,其平均晶粒尺寸为500 nm。通过拉伸实验研究了微米/纳米复合结构奥氏体不锈钢力学性能、形变机制和应变硬化行为。结果表明这种微米/纳米复合结构奥氏体不锈钢屈服和抗拉强度分别为939 MPa和1098 MPa,伸长率高达38.8%。分析应变硬化率曲线表明拉伸过程中形变分为四个区间。结合透射电镜组织观察结果,发现形变过程中粗晶奥氏体先转化为形变马氏体,随后纳米晶/超细晶奥氏体转变为形变孪晶,表明这种高强度高塑性微米/纳米复合结构奥氏体不锈钢形变机制为TWIP和TRIP复合形变机制。

固溶处理和时效对17-4PH沉淀硬化不锈钢组织性能的影响

试验得出 0 .0 5 3C 1 6.0Cr 4 .5Ni 3 .1Cu(1 7 4PH)沉淀硬化不锈钢 1 0 4 0℃ 1h油冷 ,固溶处理 ,4 70～ 4 90℃时效 2h的组织和性能最佳 ,硬度可达HRC 5 0。

15-5PH沉淀硬化不锈钢磁粉检测磁痕分析

针对航空15-5PH马氏体沉淀硬化不锈钢在磁粉检测过程中发现的条状、片状和长直磁痕显示进行了总结。分析了不同磁痕显示的特点及微观组织情况,最终确定了磁痕的性质。结合不同热处理状态下的磁特性分析,确立了纯洁度磁粉检测的工艺流程以及磁痕判别方法。研究发现沉淀硬化不锈钢在磁粉检测过程中磁痕显示主要是由铁素体和组织不均匀造成的。研究结论为航空制造过程中沉淀硬化不锈钢的磁粉检测的磁痕判定以及规范的制定提供依据,确保磁粉检测工作的顺利进行。

高强度沉淀硬化不锈钢在飞上应用

美国自1948年研制出17-7PH钢后,使这类合金得到了更多地发展,先后研制出15-5PH,17-4PH,PH13-8Mo等,并在F-15飞机上应用以替代传统的高强度合金钢.其零件形式有舱盖锁闩、高强度螺栓、弹簧等各类零配件.民机将此类合金用于机翼梁上,如Boeing737-600型机翼梁采用15-5PH钢;A340-300型机翼梁采用PH13-8Mo钢.……

沉淀硬化不锈钢FV520B母材及其焊接接头耐蚀性分析

通过对马氏体沉淀硬化不锈钢FV520B相同热处理条件下的母材及焊接接头满足使用要求后,在35℃下,质量分数为10%的HCl腐蚀介质及相同质量分数下的H2SO4腐蚀介质中的均匀浸泡腐蚀来测定FV520B的耐蚀性.结果表明,在35℃下的不同腐蚀环境中,母材及焊接接头在质量分数为10%的HCl中的腐蚀均较为严重,氯离子对不锈钢的钝化膜有较为严重的破坏性,可在材料的表面形成较深的点蚀坑.在质量分数为10%H2SO4中的腐蚀相对较弱,腐蚀产物也各不相同,且在不同的腐蚀环境中,焊缝处的腐蚀程度比热影响区处的较轻.

FV520B沉淀硬化不锈钢的MAG堆焊再制造力学特性

采用堆焊熔敷成形技术进行FV520B沉淀硬化不锈钢再制造实验,并通过与基材相应性能进行对比分析,研究FV520B不锈钢MAG堆焊再制造成形层力学特性。结果表明:FV520B不锈钢MAG堆焊再制造成形层具有高强度和高硬度特性,其抗拉强度达到1195MPa,超过基材的1092MPa,屈服强度和硬度平均值分别为776MPa和336HV,与基材的859MPa和353HV相近;但是,再制造成形层的静拉伸伸长率与冲击韧性相对较低,分别为8.72%和61J/cm2,与基材的19.67%和144J/cm2相比差距较大。试样断口和组织分析表明,MAG堆焊再制造成形层的快冷非平衡结晶板条马氏体+NbC,MoC,M23C6等碳化物沉淀强化相组织是其具有高强度和高硬度力学特性的根本原因。不过,缺少时效处理和Cu元素强化相作用,以及夹杂脆性相和大尺寸球形颗粒与基体间的弱界面作用会恶化材料受力时的变形能力,容易引起应力集中并开裂,是再制造成形层具有较低静拉伸伸长率和较差冲击韧性的主要原因。