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。

05Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢轴和轴套黏连原因

某05Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢轴和轴套在试验过程中发生黏连,采用宏观观察、化学成分分析、金相检验、扫描电镜分析、硬度测试等方法分析了该轴和轴套黏连的原因。结果表明:该不锈钢轴和轴套在装配时,操作人员未涂润滑脂,该轴和轴套配合间隙较小,在振动和旋转试验过程中,轴和轴套间存在受力偏载现象,接触部位发生微动磨损,使氧化膜破裂,金属间直接接触,从而导致轴和轴套发生黏连。

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%。

Φ160 mm 0Cr17Ni4Cu4Nb沉淀硬化不锈钢半连续轧制工艺实践

本钢特钢厂采用3 t电渣锭-800初轧机开190 mm×190 mm方坯4架650连轧工艺,生产Φ160 mm 0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢棒材以替代原先3 t电渣锭锻造生产工艺。实践表明,轧制工艺生产效率、成材率和钢材表面质量均优于锻制工艺;轧制工艺所生产的中Φ160 mm 0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢σ_(0.2)(R_(p0.2))890～955 MPa.σ_b(R_(?)) 960～1020 MPa,δ_5(A)16％～18％,Ψ(Z)61％～65％,δ-Fe≤5％均满足GB8732Ⅱ的要求。

浅析Cr元素对05Cr17Ni4Cu4Nb时效硬化型不锈钢组织与性能的影响

本文通过调整Cr元素在坯料中的成分含量,采用光学显微镜观察和力学性能测试,研究了Cr元素含量对05Cr17Ni4Cu4Nb沉淀时效硬化型不锈钢组织与性能的影响。实验结果表明:Cr元素含量为15.51%时的组织主要为板条马氏体,几乎看不到铁素体的存在;其抗拉强度及屈服强度等力学性能稍低于Cr含量较高的其他坯料,但却具有更好的冲击韧性,材料的微观组织也更加均匀,且铁素体数量和形态控制的更加理想,有利于材料的力学性能。

沉淀硬化型不锈钢OCr17Ni4Cu4Nb试验研究

研究了0Ca17Ni4Cu4Nb钢不同热处理对组织及力学性能影响。试验表明该钢经固溶、时效后,析出与基体保持共格关系的富铜相(ε-Cu)、NbC、M_(23)C_6等碳化物使强度提高,并在480℃时效时,获得最大的强度值。

0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢早期损伤非线性驻波法检测

针对非线性超声纵波检测中信号幅值较低、二次谐波不易被有效激发且易受干扰的问题,提出非线性驻波检测方法。分别对0Cr17Ni4Cu4Nb马氏体不锈钢拉伸试件进行非线性超声纵波法和非线性驻波法检测,检测结果表明,相比于非线性超声纵波法,非线性驻波法能够提升信号幅值,有效激发材料内部由于非线性相互作用产生的二次谐波,提高超声信号的信噪比和频谱的频率分辨率,且试验结果与有限元仿真结果基本一致。对0Cr17Ni4Cu4Nb马氏体不锈钢三点弯曲疲劳试件进行非线性驻波检测,在疲劳寿命50%以前,不同疲劳应力下归一化超声非线性系数均随疲劳寿命增加而增大。因此,非线性驻波法能够更好的检测0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢早期损伤。

05Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢真空时效热处理氧化变色原因分析

采用不同工艺制度对05Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢进行了真空时效热处理,研究了影响05Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢表面时效氧化变色的各种因素。结果表明:05Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢对真空时效气氛比较敏感,氧化变色主要与材料的高铬含量有关,为避免05Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢表面氧化变色,最好在还原气氛中进行真空时效热处理;若在现有真空弱氧化气氛中进行时效处理,如出炉温度降低到60℃以下,试样表面颜色基本不变,其表面质量满足要求;采用丙酮超声波清洗方式进行前处理可使试样时效氧化变色问题得到有效改善。

ECAP变形对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢组织与力学性能的影响

采用等径转角挤压（Equal Channel Angle Pressing,ECAP）工艺在室温下对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢进行单道次冷变形。通过力学性能测试、光学显微镜和透射电镜观察、X-射线衍射和差热分析等方法,研究了ECAP变形对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢组织与力学性能的影响。结果表明：通过ECAP变形,组织内的板条马氏体受到了大剪切力的作用,扭曲变形并被拉长,且变形有利于过时效时马氏体组织的分解;ECAP变形使大部分区域的马氏体板条碎化,但碎化不均匀,未完全碎化的板条发生了细化;ECAP变形促进了组织内奥氏体的形成,且变形有利于组织回复和促进相析出。ECAP变形使合金强度大幅提高,但塑性下降,均匀塑性变形能力变差。

05Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢固溶过程的元胞自动机模拟

采用元胞自动机模型建立了05Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢固溶过程的二维模型,模拟了固溶过程中的晶粒形核生长以及化合物相的扩散溶解,模拟结果动态地再现了固溶过程的微观组织特征。通过该模型分析了固溶温度和固溶时间对固溶处理后微观组织的影响。

05Cr17Ni4Cu4Nb钢时效处理过程及变形过程对逆变奥氏体体积分数的影响

利用快速相变仪、X射线应力分析仪、MTS材料试验机等设备,对经不同温度时效处理的05Cr17Ni4Cu4Nb试样测量逆变奥氏体体积分数,分析605℃时效处理时不同保温时间下逆变奥氏体体积分数的变化,研究拉伸变形情况下逆变奥氏体体积分数变化情况.结果表明:在未超过材料Ac1情况下,逆变奥氏体体积分数随着时效温度的升高而增加,超过Ac1情况下,时效处理冷却过程中发生马氏体转变,逆变奥氏体体积分数反而降低;605℃时效处理情况下,逆变奥氏体体积分数随着保温时间延长先增加后减少,含量增加过程中逆变奥氏体析出行为符合JMA动力学方程;逆变奥氏体在变形过程中发生相变,其变形前后逆变奥氏体体积分数比值的对数值与真应变存在较好的线性关系.

05Cr17Ni4Cu4Nb钢焊接接头的疲劳性能

采用四点弯曲疲劳试验方法,研究了05Cr17Ni4Cu4Nb汽轮机低压末级动叶片用钢焊接接头的疲劳性能,绘制了该钢焊接接头的S-N曲线,并与05Cr17Ni4Cu4Nb钢母材进行了对比。研究结果表明,采用优化的焊接、热处理工艺,05Cr17Ni4CuNb钢焊接接头的条件疲劳极限可以达到母材的90%以上。疲劳试样断口的扫描电子显微镜观察发现,焊缝表面或近表面的显微缺陷及接头的组织不均匀性是影响05Cr17Ni4Cu4Nb钢焊接接头接头疲劳性能的主要因素。

不同环境下05Cr17Ni4Cu4Nb钢超高周疲劳性能研究

采用超声振动疲劳试验机、SEM等手段,分别在室温、22%NaCl室温和95℃水蒸气的环境下,对895 MPa强度等级的05Cr17Ni4Cu4Nb钢进行超高周疲劳性能研究。研究结果表明,在109周次寿命循环下,该材料在三种环境下的疲劳极限分别为490 MPa、460 MPa和360 MPa。对断口进行SEM分析,发现95℃水蒸汽环境下对材料疲劳失效断口特征影响较小。而在22%NaCl环境下会在材料表面凹凸处产生局部腐蚀,造成裂纹易于从此处萌生,降低疲劳寿命。

中间时效对05Cr17Ni4Cu4Nb钢材料性能的影响

在快速相变仪上模拟实际热处理过程中热膨胀曲线,分析不同热处理后05Cr17Ni4Cu4Nb钢金相组织及力学性能,采用X射线法测量不同热处理下逆变奥氏体含量,可以得出:中间时效能提高马氏体转变开始点,降低Rm、RP0.2、RP0.02强度值,对断面收缩率、延伸率影响不大,在最终时效工艺相同情况下,中间时效对最终逆变奥氏体含量影响不大。

0Cr17Ni4Cu4Nb（17-4PH）不锈钢开发

不锈钢的发明已有近90年的历史，在相当长的一个时期内大量研究与开发主要集中在300系列和400系列不锈钢，300系列为了耐蚀性牺牲了强度，400系列提高了强度却降低了耐蚀性能。后来由于石油、化工、能源及原子能，宇航、海洋开发等尖端技术的迅速发展，对不锈钢提出了更高的综合性能要求，即不仅要求有良好的耐蚀性，还要求有高强度、耐高温、高压、防辐射、耐低温等性能，使得不锈钢的品种类型得到进一步开拓发展。

05Cr17Ni4Cu4Nb二次受热温度对力学性能的影响

主要研究了材料05Cr17Ni4Cu4Nb二次受热后对汽轮机动叶片本体性能的影响。试验结果表明,材料05Cr17Ni4Cu4Nb二次受热温度不超过时效温度610℃或Ac 1点670℃时,力学性能及金相组织均不会发生变化。

残余奥氏体对05Cr17Ni4Cu4Nb钢逆变奥氏体含量的影响

根据实际热处理工况,在快速相变仪上模拟设计热处理工艺,通过控制中间时效终了温度,考核不同含量未转变奥氏体对最终时效后逆变奥氏体含量的影响。结果表明:最终时效后奥氏体含量与其合金元素含量有关;随着中间时效后未转变奥氏体含量的增加,最终时效后奥氏体含量先增加后减少。严格控制残余奥氏体含量是控制叶片产品逆变奥氏体含量的手段之一。

05Cr17Ni4Cu4Nb钢焊接接头疲劳性能试验分析

采用四点弯曲疲劳试验方法,测试了汽轮机低压末级动叶片05Cr17Ni4Cu4Nb钢焊接接头的疲劳性能,绘制了该接头的S-N曲线,并与钢母材进行了对比。结果表明:采用优化的焊接、热处理工艺,05Cr17Ni4CuNb钢焊接接头的条件疲劳极限可以达到母材的90%以上;焊缝表面或近表面的显微缺陷及接头的组织不均匀性是影响该焊接接头疲劳性能的主要因素,严格控制焊接工艺、减少焊缝显微缺陷、防止热影响区晶粒过度长大是提高叶片焊接接头疲劳寿命的重要措施。

0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢螺栓断裂失效分析

某阀门用紧固螺栓在检修过程中发生断裂。从化学成分分析、力学性能测试、金相检测及断口分析等方面,对阀盖紧固螺栓的断裂性质及失效原因进行了分析。结果表明:一是断裂螺栓因在阀门解体过程中发生卡塞,但维修人员继续拆卸而所引起的过载断裂;二是螺栓材质不合格促进了断裂的发生。

不同热处理工艺对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢拉伸性能的影响

本文对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢原材料进行三种不同热处理工艺,并对其处理后进行拉伸性能试验,观察对应性能指标的变化,对企业选择适合的材料性能起到指导作用。