高锰不锈钢及其制造技术研究进展

高锰不锈钢是高锰钢系列的重要组成部分,其利用Mn或Mn+N代替贵金属Ni,以降低不锈钢的生产成本,同时兼具优异的力学和耐蚀性能。本文介绍了高锰不锈钢的起源和发展,重点综述高锰不锈钢的化学成分、微观组织及性能特点以及其冶炼和热加工等制造技术特点,对高锰不锈钢微观组织和性能的热加工调控方法进行了总结,并介绍了高锰钢在冶炼制造过程中的关键共性技术问题。同时,探讨了未来高锰不锈钢在理论研究、工业应用、冶炼和热加工技术等方面主要的发展方向。

光电直读光谱法测定高锰不锈钢中硫量的改进

使用Spectro Lab M8光电直读光谱仪所提供的Fe-30不锈钢分析程序测定高锰不锈钢中硫量时,所得测定值均偏低。为此,改用高锰不锈钢国家光谱标准样品和内控样品,重新确定了干扰元素(特别是锰)的基体校正模式及测定硫元素的回归分析曲线。通过7个不同含锰量的不锈钢标准样品的分析验证,证明采用经过改进的方法所得测定值均与认定值一致,其绝对误差值均小于JIS标准的允许差。

高锰不锈钢在食品接触材料中的应用

市场上不锈钢产品的质量参差不齐,有些产品甚至有重金属迁移超标的风险。文章对进口及国产的不锈钢食品接触材料的材质进行了大量抽查检测,对高锰不锈钢产品的总体分布情况进行了分析与讨论。

高频燃烧红外吸收法测定高锰不锈钢中痕量硫的助熔剂选择及其作用机理研究

针对高频燃烧红外吸收法测定高锰不锈钢中痕量硫的结果严重偏低现象,以Cr18Ni5Mn10Mo3和GH139高锰不锈钢为试验样品,考察助熔剂的种类、配比、加入顺序及称样量对测定的影响。同时,借助热分析仪对助熔剂的高温氧化行为进行了分析,探讨了助熔剂的作用机理,为助熔剂的选择提供了理论依据。试验结果表明,Cr18Ni5Mn10Mo3和GH139不锈钢的最佳助熔剂用量及样品加入顺序分别为0.5g纯铁+0.25g样品+0.5g锡+2.5g钨和0.5g锡+0.7g纯铁+0.20g样品+0.5g三氧化钼和五氧化二钒的混合物(m(MoO3)∶m(V2O5))+1.5g钨。用本方法测定了2个高锰不锈钢标准样品中的硫量,测定值与认定值相符,测定结果的相对标准偏差分别为7.2%和4.5%(n=6)。

高锰低镍不锈钢在含氯介质中重金属迁移行为研究

为科学评价高锰低镍不锈钢在高盐环境下使用的安全性能。以Fe、Cr、Ni和Mn的迁移量为表征指标,研究高锰不锈钢在含氯醋酸介质中的重金属迁移行为。结果表明:高锰不锈钢在含氯醋酸中的重金属迁移量远大于其在不含氯的醋酸介质中的迁移量,且其重金属离子在含氯醋酸中持续迁移析出。

10Cr21Mn16NiN高锰氮奥氏体不锈钢组织与性能研究

研究了固溶处理温度对热轧态10Cr21Mn16NiN高锰氮奥氏体不锈钢微观组织、力学性能和腐蚀性能的影响,并进一步揭示了该材料的低温韧脆转变行为。结果表明,随着固溶温度的升高,屈服强度和抗拉强度逐渐降低,而延伸率和耐腐蚀性能逐渐增大。这是因为高温固溶促进了热轧阶段形成的有害相重新溶解,从而消除析出相对性能带来的不利影响。10Cr21Mn16NiN钢在低温冲击载荷下表现出明显的韧脆转变行为,韧脆转变温度在-110℃附近,高于-110℃可以获得强度与韧性的良好配合。

高锰低镍——闯入不锈钢市场的“黑马”

高锰低镍不锈钢市场份额在广东地区已占50％ 近两年,广东地区不锈钢消费结构发生的一个巨大变化就是高锰低镍奥氏体不锈钢(国际通用标准为200系列)的市场份额急剧扩张,由5年前的几乎为零上升到今年上半年的约50％。

10Cr21Mn16NiN不锈钢冶炼与连铸生产实践

通过对10Cr21Mn16NiN高氮不锈钢冶炼和连铸工艺研究,在生产中改进两步法冶炼和连铸生产工艺,与三步法工艺相比,LF精炼后期增氮速度由5×10^-6~10×10^-6/min提高到20×10^-6~30×10^-6/min,LF精炼时间由390 min缩短至240 min,连铸等钢时间由4 h降至2 h以下;解决了钢包增氮炉渣外溢的问题;避免了方坯在连铸过程中的翘头,No.1、No.2流断浇率由开发时100%降至0,设备事故率由66.7%降至0,2炉连浇率实现100%。实践证明,方坯连铸机辊子非密排且仅有1台五辊拉矫机也能生产出高强不锈钢方坯。

高锰奥氏体钢板表面脱皮与裂纹成因分析

高锰奥氏体不锈钢热轧板和冷轧板常见的表面脱皮缺陷对后续产品合格率有着极大的影响。采用金相显微镜、扫描电镜等手段,观察并分析该脱皮缺陷处的宏观形貌、微观组织及元素成分,探究脱皮缺陷的形成原因。结果表明,热轧板脱皮缺陷表面及纵截面存在明显的嵌入型Cr、Mn金属氧化物与保护渣特征元素,属板坯表面横裂纹原因导致的缺陷。冷轧板裂纹缺陷来源于形成钢带截面Mn元素分布不均的隐性缺陷,其与连铸环节中包温度偏高造成的板坯中心偏析严重有关。通过降低连铸中间包浇铸温度和优化二冷配水制度,可有效降低这类高锰钢轧材表面的脱皮和裂纹缺陷比例。

高锰低镍不锈钢的热处理工艺

以1Mn5Cr10NiMo不锈钢为对象研究了高锰低镍不锈钢的热处理工艺。结果表明,该钢临界转变温度Ar1在750℃左右,Ar3在900℃左右,亚共析钢的临界转变点预测公式预测值基本与试验结果一致;该类钢种只能通过回火降低其硬度,回火温度高于630℃后有二次硬化现象;690℃回火具有最高的强度和冲击性能;低于600℃回火时,有发生脆断的风险,故该钢的回火温度应在600℃以上。

固溶和时效处理对高锰低镍不锈钢组织与性能的影响

以新型高锰低镍不锈钢为研究对象,研究了不同固溶和时效处理温度对其组织和性能的影响。结果表明,退火态和固溶态高锰低镍不锈钢均为单一奥氏体组织,随着固溶温度的提高,晶粒不断长大,析出物不断溶入材料基体,使材料强度和硬度不断降低,1050℃固溶处理后析出物基本上已全部固溶,此时抗拉强度为1016 MPa,伸长率和断面收缩率分别为67.43%和53.6%,此时塑性最好,故高锰低镍不锈钢的最佳固溶温度为1050℃。固溶+时效处理后高锰低镍不锈钢中的析出物主要为Cr的碳氮化物和Mn的硫化物,在750℃时效处理后析出物含量达到峰值,强度和硬度达到最高,故750℃为其最敏感析出温度。超过750℃析出物数量减少,850℃时材料塑性最好。

储氧球罐进出气阀对接法兰开裂情况监控及失效分析

通过化学成分、金相、断口及能谱分析等手段,对储氧球罐进出气阀对接法兰开裂失效的原因进行了分析。分析结果表明,法兰开裂为高锰奥氏体不锈钢材质法兰的沿晶脆性断裂,高锰奥氏体不锈钢不适合作为高颈法兰用钢。