X2CrNiMo18.12(控氮)奥氏体不锈钢的组织演变

根据华龙一号主管道用X2CrNiMo18.12(控氮)奥氏体不锈钢的化学成分、力学性能及制造工艺,研究了X2CrNiMo18.12(控氮)奥氏体不锈钢电极坯冶炼、电渣重熔、锻造、固溶热处理过程的组织演变,分析了影响力学性能的主要因素,提出了利用N元素固溶强化和位错强化来提高材料强度的措施,为X2CrNiMo18.12(控氮)奥氏体不锈钢热加工工艺方案的制定、性能控制和服役性能评价提供参考。

316LN高氮超低碳奥氏体不锈钢的热变形行为和组织演变

试验的316LN钢(/%:0.011C,0.49Si,1.52Mn,0.016P,0.001S,16.65Cr,13.43Ni,2.18Mo,0.153N)为7.2 t铸锭初轧开坯并锻造成的φ180 mm圆钢。利用Gleeble-3800热模拟试验机研究了316LN钢在应变速率0.1~50 s^(-1)、1 050~1 200℃时的热变形行为和组织演变规律,并通过线性回归分析建立了316LN钢的本构方程。结果表明,变形温度升高有利于动态再结晶的形核,并在热变形过程中促进动态再结晶扩展;热变形过程材料常数α为0.0061,应力指数n为5.543 6,表观激活能550.512 kJ/mol,动态再结晶晶粒数量随着变形温度的增加而增多,到1 200℃变形时发生了完全的动态再结晶。

445J2超纯铁素体不锈钢和316L超低碳奥氏体不锈钢在溴化锂溶液的点蚀分析

445J2铁素体不锈钢由于高的导热率、低的热膨胀系数以及良好的耐蚀性能使得其作为溴冷机中一些部件的良好候选材料,本文采用电化学测试方法对比研究了445J2超纯铁素体不锈钢(/%:0.01C,22.5Cr,1.9Mo,0.27Nb,0.20Ti,0.09Al,0.36Cu,0.015P,0.001S,0.015N)和316L奥氏体不锈钢(/%:0.002C,16.8Cr,10.19Ni,2.02Mo,0.025P,0.0008S)在20~60℃0.1~1M的溴化锂溶液中的点蚀行为,并采用扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)对电化学结果进行表征。结果表明,随着LiBr温度和浓度的升高,两种钢腐蚀电流密度增大,点蚀电位降低,耐点蚀性变差;氧化物和硫化物夹杂会引起两种钢的点蚀;高含量的Cr以及Mo、Ti、Nb、Al等合金元素使445J2钢具有优异的耐点蚀性能。

时效处理和氮含量对316L超低碳奥氏体不锈钢冲击韧性的影响

316L超低碳不锈钢(/%:0.010～0.013C、17.50～17.67Cr、10.10～10.60Ni、1.89～2.02Mo、0.020～0.201N)由200 kg真空感应炉冶炼,并经550 mm轧机热轧成15 mm钢板。研究了1 050℃40 min水冷,750℃25～100 h空冷后316L钢的组织和冲击韧性。结果表明,随时效时间增加,316L钢的冲击功下降;同样时效时间,0.201%N的高氮316L钢的冲击功低于0.020%N较低氮316L钢,750℃100 h时效后两者的冲击功分别为40 J和150 J。低氮316L钢主要析出物为碳化物,在晶界和晶内呈细小弥散分布,尺寸为3～5μm;高氮316L钢析出物为100～200μm氮碳化物和σ-相,沿晶界分布。

X2CrNiMo18.12(控氮)奥氏体不锈钢的组织变化和力学性能研究

研究了华龙一号主管道用X2CrNiMo18.12(控氮)奥氏体不锈钢在电极坯冶炼、电渣重熔、锻造、固溶热处理过程的力学性能和组织变化规律,分析了力学性能变化与组织的关系。提出了采用铁素体含量控制、C和N含量控制、位错密度控制提高华龙一号主管道强度的方法,为华龙一号主管道制造工艺方案制定、力学性能控制和服役性能评价提供参考。

316L超低碳奥氏体不锈钢吹氮合金化的动力学研究和应用

根据双膜理论,建立了不锈钢精炼中向钢水吹氮气合金化过程的动力学模型。通过硅钼棒炉研究了恒压(101 kPa),恒温(1 833 K)和恒流量(0.3 L/min)时316L不锈钢(/%:0.031C,0.57Si,1.00Mn,0.021P,0.004S,16.13Cr,10.12N,2.12Mo,0.028N)吹氮时间(0~70 min),氮分压(N_2:Ar=2:1,1:2和1:1)和温度(1 773~1 833K)对该钢氮合金化的影响。结果表明,钢中氮含量随着吹氮时间、氮分压的增加而增加,随吹氮流量增加钢液氮含量达到饱和的时间缩短,氮的溶解度随着钢液温度的降低而升高,合适的钢水温度为~1 500℃。120 t VOD 316L不锈钢工业生产试验表明,在氮气流量42×3 m^3/h时,VOD真空阶段吹氮合金化,钢中的氮含量可达0.04%。

超低碳控氮奥氏体不锈钢电渣重熔工艺实践

采用EBT→LF→VOD→ESR冶炼工艺方案,完成2个炉次,直径1100 mm超低碳控氮奥氏体不锈钢F316电渣锭的工艺试验,结果表明:电渣锭化学元素均匀,纯净度高,能满足核电超低碳控氮奥氏体不锈钢的制造需求。

超低碳奥氏体不锈钢00Cr18Ni10还原脱磷研究

在 2 5kg真空感应炉上用镁钙合金对超低碳奥氏体不锈钢 0 0Cr18Ni10进行了还原脱磷试验。通过充入工业纯氩使炉内压力为 6 6 .6 6kPa和精炼时的反应温度 14 5 0～ 15 0 0℃ ,加入镁钙合金 5 0kg t和助熔剂CaF2 11kg t,可使精炼后 0 0Cr18Ni10的磷含量进一步降低到 (5 0～ 6 0 )× 10 - 6 ,钢中氧、硫含量分别稳定降到(4～ 6 )× 10 - 6 和 15× 10 - 6 。

B443超低碳氮铁素体不锈钢的研究

为开发价格昂贵的SUS304奥氏体不锈钢的替代产品,试验研究了不同含量C+N和Nb,Ti稳定化对B443系列铁素体不锈钢再结晶组织、力学性能、点蚀电位的影响。试验结果表明,Nb,Ti双稳定化提高了B443铁素体不锈钢的再结晶温度和点蚀电位。在试验室研究基础上,宝钢不锈钢分公司试制了B443NT超低碳氮铁素体不锈钢。该产品不仅具有与SUS304相当的耐腐蚀性能,而且具有优良的深拉伸性能和满意的焊接性能,可用于运输、建筑、厨具等众多行业。

核级316NG控氮奥氏体不锈钢的局部腐蚀行为

采用电化学测试法、点腐蚀试验法、盐雾腐蚀试验法和慢应变速率测试法,分别对比研究了核级316NG控氮奥氏体不锈钢和321奥氏体不锈钢的局部腐蚀行为,并利用扫描电子显微镜、光学显微镜等分别观察腐蚀后不锈钢的表面形貌。结果表明:316NG和321不锈钢晶间腐蚀再活化率分别为3.83%和4.47%,点腐蚀速率分别为10.74g/(m2·h)和45.97g/(m2·h),盐雾腐蚀速率分别为2.14×10-2 g/(m2·h)和12.32×10-2 g/(m2·h),应力腐蚀开裂敏感指数分别为0.078和0.10;316NG不锈钢中N和Mo元素提高了其耐局部腐蚀性能,因此其耐局部腐蚀性能均优于核电站结构材料321不锈钢的。

奥氏体不锈钢的低温离子氮碳共渗研究

利用低压等离子体辉光放电技术对AISI 316奥氏体不锈钢进行低温离子氮碳共渗硬化处理,处理是在不降低奥氏体不锈钢耐蚀性能的前提下进行的。处理后的奥氏体不锈钢属于一种无氮化铬或碳化铬析出的氮和碳的过饱和固溶体(S相结构)。这种渗入钢中的过饱和氮和碳元素引起奥氏体晶格发生畸变,使渗层的硬度和耐磨性都有较大幅度的提高。由于处理后的奥氏体不锈钢渗层内的最大含氮量和最大含碳量分别出现在不同的深度,因而使离子氮碳共渗处理后的奥氏体不锈钢既有离子渗氮处理的高硬度,又有离子渗碳处理后的高的渗层厚度和良好的硬度梯度等特点。

反复焊接对超低碳奥氏体不锈钢力学性能的影响

通过对反复焊接1～5次的超低碳奥氏体不锈钢力学性能的试验及金相组织的分析,研究了反复焊接对超低碳奥氏体不锈钢力学性能的影响。试验结果显示,在同一部位反复焊接5次后,超低碳奥氏体不锈钢的拉伸性能、冲击功、硬度及显微组织没有发生明显变化,表明超低碳奥氏体不锈钢在选择合适的焊接材料、焊接工艺和焊接方法的前提下,同一部位可反复焊接5次,不会明显影响其力学性能。

碳含量对AISI304奥氏体不锈钢离子碳氮共渗性能的影响

对AISI304奥氏体不锈钢进行了不同C2H2含量下的离子碳氮共渗,利用金相显微镜、辉光放电光谱仪、X射线衍射仪和显微硬度计测试了经碳氮共渗处理后试样改性层的截面形貌、渗层成分、相组成和力学性能。结果表明:低温下离子碳氮共渗可以同时获得性能好的Cγ相和γN相,且最大含量分别出现在不同深度;气氛中C2H2含量为3%时,渗层厚度最大,表面显微硬度最大。

超低碳奥氏体不锈钢陶瓷衬垫单面焊双面成型焊接工艺试验

超低碳奥氏体不锈钢中厚板的全位置对接焊在工业上被广泛使用,采用适合平直与曲面焊缝的陶瓷衬垫,进行全位置单面焊双面成型半自动焊接,可大幅度提高不锈钢的焊接工效和质量。研究表明,采用该工艺后不锈钢焊接接头的各项力学性能、抗晶间腐蚀性能、宏观金相结果均符合CCS船级社规范检验要求。

钛、铌对16%Cr超低碳氮铁素体不锈钢的再结晶和力学性能的影响研究

实验室研究了钛、铌对16%Cr超低碳氮铁素体不锈钢的高温塑性、再结晶温度以及冷轧板力学性能的影响。结果表明,变形温度和应变速率对变形抗力的影响十分显著,而不同含量的钛、铌对钢的变形抗力影响很小。当变形温度达到1 350℃时,三种成分钢的抗拉强度和塑性急剧下降。钛、铌的加入对钢板的完全再结晶温度有一定的影响,即加钛或加铌均延迟再结晶。不加钛、铌的钢在拉伸时有明显的屈服现象,且屈服强度较高,r值较低,而加钛或钛、铌复合加入的钢没有明显的屈服现象,r值较高均达1.50以上。

Thermo-Calc的Python接口在304控氮奥氏体不锈钢中的应用

采用高通量计算方法进行了304控氮奥氏体不锈钢(简称304NG)的平衡相图研究。基于Thermo-Calc软件的Python接口,实现了两元素变化平衡相图的计算;考虑了304控氮奥氏体不锈钢的成分范围,开发了一个基于Python的自动执行和提取数据的子程序,它自动生成计算命令,执行Thermo-Calc软件,然后提取输出文件的关键数据,获得的结果以Excel文件存储起来,便于后续的相图分析。编写的程序不仅限于304控氮奥氏体不锈钢,其它化学成分的合金皆可使用此程序完成对相图的计算工作。

反复焊接对超低碳奥氏体不锈钢耐腐蚀性能的影响

通过对反复焊接1～5次的超低碳奥氏体不锈钢的晶间腐蚀试验及应力腐蚀试验,研究了反复焊接对超低碳奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能的影响.试验结果显示,在同一部位反复焊接5次后,超低碳奥氏体不锈钢的晶间腐蚀倾向和应力腐蚀敏感性没有发生明显变化,表明超低碳奥氏体不锈钢在选择合适的焊接材料、焊接工艺和焊接方法的前提下,同一部位可反复焊接5次,而其耐腐蚀性能不会受到影响.

尿素级超低碳奥氏体不锈钢钢管的研制及应用

从材料冶炼方法、化学成分控制、热挤压制度、热处理制度、酸洗工艺、休氏试验等方面对尿素级超低碳奥氏体不锈钢钢管进行研究,在总结该类产品的技术要求、特点的基础上,进行试制。试制结果表明:所研制的尿素级25.22.2不锈钢钢管,其实物质量和性能与国外进口材料相当,可应用于大型尿素装置的换热管和工艺管道,为实现尿素用钢的国产化创造了条件。

反复焊接对超低碳奥氏体不锈钢耐腐蚀性能的影响研究

通过对反复焊接1—5次的超低碳奥氏体不锈钢的晶间腐蚀试验及应力腐蚀试验．研究了反复焊接对超低碳奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能的影响。

终轧温度对含钛铌超低碳铁素体不锈钢显微组织、织构和力学性能的影响

实验室研究了终轧温度对钛、铌复合添加的16%Cr超低碳氮铁素体不锈钢的显微组织、织构和力学性能的影响。结果表明,当终轧温度从940℃降低到800℃时,热轧退火钢板和冷轧退火钢板的铁素体晶粒尺寸均减小,因此采用低温终轧有利于细化铁素体晶粒。降低终轧温度,热轧退火后钢板中形成的γ纤维明显增强且比较均匀。由于织构具有遗传性,在冷轧退火钢板中也形成了均匀的γ再结晶织构。采用较低的终轧温度既有利于提高成型性又有利于改善材料的各向异性。