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。

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 。

热处理对马氏体沉淀硬化不锈钢0Cr15Ni5Cu3Nb锻件机械性能的影响

试验研究了马氏体沉淀硬化不锈钢 0Cr15Ni5Cu3Nb(0 0 3%C ,14 4 %Cr,4 6 %Ni,3 6 %Cu ,0 2 4 %Nb)大规格Φ16 2 0 /Φ12 2 8× 2 5 4和小规格Φ90 0 /Φ75 0× 171两种锻件淬火 回火处理工艺对机械性能的影响。结果表明 ,10 4 0℃油淬和 5 5 0℃ 4h回火处理小规格锻件的冲击韧性AKV为 86J ,大规格锻件仅为 4 9J ;同时 ,小规格锻件经 10 4 0℃水淬和 5 5 0℃ 4h回火后的冲击韧性AKV提高到 175J ,且强度和塑性均满足标准要求。

Cu含量对马氏体沉淀硬化不锈钢0Cr17Ni4Cu4Nb组织和性能的影响

试验0Cr17Ni4Cu4Nb钢(/%:0.016~0.017C,0.31~0.35Si,0.79~0.85Mn,0.009~0.012P,0.008~0.010S,15.29~15.43Cr,4.10~4.15Ni,3.34~4.92Cu,0.25~0.27Nb)由25 kg真空感应炉冶炼,锻造成Φ18 mm棒材。通过力学性能测试和组织分析,试验研究了3.34%~4.92%Cu含量对0Cr17Ni4Cu4Nb钢相变点,1 040℃1 h油冷,460~610℃2 h空冷时效的力学性能和组织的影响。结果表明,钢中Cu含量增加,对该钢Ac_3无显著影响,Ac_1下降,M_s点上升,M_f点下降;钢中Cu含量高时,钢的强度、硬度较高,塑性略低;当Cu含量为中下限时,可满足技术条件力学性能的要求,即460~500℃时效后R_m≥1 315 MPa,R_(p0.2)≥1 175 MPa,A≥10%,Z≥40%。

马氏体沉淀硬化不锈钢泵轴的疲劳断裂失效分析

为查找高压除焦水泵泵轴的失效原因,用EDS(X射线能谱分析仪)和合金成分分析仪检测了泵轴材质的化学成分,用扫描电镜观察了材质显微结构,用光学显微镜观察了材质金相组织,用显微硬度仪检测了材质显微硬度,用拉伸强度试验机测定了材质常温拉伸强度,用滴定管和pH计分析了泵内流体介质的氯离子浓度及pH;此外,还进行了泵轴的断口形貌分析、应力计算和有限元分析。分析结果表明,泵轴表面局部存在冶炼夹杂物,造成材质不均匀而诱发裂纹源。该裂纹源在循环载荷作用下发生扩展,最终导致泵轴失效断裂。

化学成分对马氏体沉淀硬化不锈钢性能的影响

三个炉次的马氏体沉淀硬化不锈钢,进行化学成分对力学性能影响的热处理工艺试验,热处理后进行力学性能检测及金相显微组织分析。结果表明:含碳量和镍当量对力学性能的影响最大,随着含碳量的减小,强度、硬度提高;随着镍当量降低,强度、硬度提高;金相显微组织分析的结果同力学性能数值的变化一致。结论对优化控制化学成分有指导意义。

马氏体沉淀硬化不锈钢真空热处理畸变的研究

采用马氏体沉淀硬化不锈钢的C形畸变试样,进行真空热处理及气体保护炉热处理变形量的试验研究,并采用金相显微镜、扫描电镜分析不同变形的畸变试样的显微组织,得出本试验条件下的结论:马氏体沉淀硬化不锈钢真空调整、时效的畸变量小于气体保护炉调整、时效的畸变量;真空热处理炉上部的畸变量略大,但抗畸变性能很好;固溶化工序的畸变大于调整工序的畸变;不同结构尺寸的畸变试样变形差异很大,对提高测试精度很有帮助。本试验的结论对控制真空热处理的畸变具有指导意义。

时效处理对05Cr17Ni4Cu4Nb马氏体沉淀硬化不锈钢力学性能及组织的影响

试验研究了1040℃固溶的马氏体沉淀硬化不锈钢05Cr17Ni4Cu4Nb在480~620 ℃时效5 h的组织,强度和硬度。结果表明,随时效温度升高,马氏体基体逐渐分解,碳化物析出而降低;在时效处理过程中,随时效温度升高,富Cu相最初以球形析出,逐渐发展成椭圆形及杆状,尺寸增大,与基体共格界面消失,强化效果减弱;05Cr17Ni4Cu4Nb钢经1 040℃固溶,480℃5 h时效后,其HRC硬度值44.3,满足钢材HRC硬度值43的要求。

马氏体沉淀硬化不锈钢0Cr17Ni4Cu4Nb冶炼工艺研究

通过对马氏体沉淀硬化不锈钢0Cr17Ni4Cu4Nb的冶炼工艺过程控制的思考、分析和总结,提出了马氏体沉淀硬化不锈钢0Cr17Ni4Cu4Nb有别于传统的冶炼工艺路线━“EF(N)+VOD”,为缩短生产周期、提高金属回收率、降低生产成本开创了新的思路,并在生产试验中取得了较为满意的效果,对17-4PH、2Cr12NiW1Mo1V等汽轮机叶片用钢的冶炼工艺优化具有一定的指导意义。

17-4PH马氏体沉淀硬化不锈钢转子的热处理

采用17-4PH马氏体沉淀硬化不锈钢代替42CrMo钢制造螺杆钻具电动机转子,以提高其抗腐蚀能。热处理工艺试验结果表明,能使17-4PH钢转子获得符合AISI 630标准要求的力学性能的热处理工艺为:860℃预热1.5 h,1040℃×4 h油冷固溶处理,然后620℃×5 h时效。

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。

时效温度对马氏体沉淀硬化不锈钢0Cr15Ni5WMoVNb力学性能的影响

0Cr15Ni5WMoVNb钢(%:0.068C、14.54Cr、5.32Ni、0.88W、0.92Mo、0.20V、0.10Nb)经5 t中频感应炉+2 t真空电渣重熔炉冶炼,经锻造、热轧成Φ45 mm棒材,试样经1 000℃30 min固溶空冷+-70℃2 h冷处理后进行400～600℃4 h时效空冷。试验结果表明,在450℃时效0Cr15Ni5WMoVNb钢的强度最大,以准解理断裂为主,冲击功低为40 J,随时效温度上升,冲击功显著上升,强度下降,在510℃时效该钢有良好的强韧性,抗拉强度R_m 1300 MPa,屈服强度R_(p0.2)1100 MPa,冲击能A_(KV) 100 J。

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。

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。

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。

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。

基于团簇模型的高强度马氏体沉淀硬化不锈钢成分设计

利用"团簇加连接原子"结构模型研究了马氏体沉淀硬化不锈钢的成分特征,结果表明,此类钢的基础三元Fe-Ni-Cr高温奥氏体下限成分对应团簇成分式[NiFe_(12)]Cr_3,其中NiFe_(12)为fcc结构,Ni为中心原子,其与12个Fe原子配位构成立方八面体团簇,Cr为连接原子.以[NiFe_(12)]Cr_3为基础成分式,根据团簇式自洽放大和相似组元替代原则,添加C,Mo,Nb和Cu形成多元新合金,采用铜模吸铸快冷技术制备合金,并在1323 K保温2 h进行固溶处理后水淬,然后再在753 K保温4 h进行时效处理.结果表明,固溶和时效后的系列合金的组织和性能随合金化组元的种类及含量发生变化,其中{[(Ni_(13)Cu_3)Fe_(192)](Cr_(45)Mo_(2.5)Nb_(0.5))}C_1合金在时效处理后具有较高的硬度和拉伸强度,其硬度为397 HV,屈服强度为971 MPa,抗拉强度为1093 MPa,该成分合金在3.5%NaCl(质量分数)中性溶液中具有优良的耐蚀性能.

形变对沉淀硬化马氏体不锈钢显微组织和力学性能的影响

分别对05Cr17Ni4Cu4Nb马氏体不锈钢进行了1040℃固溶处理、-30℃冷处理和550℃时效及850℃形变和相同的热处理。除了变形态组织外,检测了这二种状态钢的显微组织和力学性能。结果表明:经固溶处理、冷处理和时效处理的05Cr17Ni4Cu4Nb钢晶粒度为3级,而经850℃形变后再以相同工艺处理的钢晶粒度为6级;后者力学性能优于前者。

高强度马氏体沉淀硬化不锈钢的低温力学性能

通过对高强度马氏体沉淀硬化不锈钢采用Charpy低温冲击、低温拉伸、常温拉伸等试验方法,研究了该钢的低温力学性能,并通过金相检验(OM)、X射线能量色散谱分析(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等检验手段进行了显微组织、断口形貌、背散射成像、电子衍射谱、面扫描等分析。结果表明,试验钢的力学性能满足了设计要求,其显微组织均匀,逆变奥氏体弥散均匀分布,析出相弥散细小,均提高了钢的低温韧性。

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。