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。

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。

应变率对05Cr17Ni4Cu4Nb钢拉伸性能的影响

采用万能材料试验机和旋转盘冲击拉伸装置对05Cr17Ni4Cu4Nb钢进行了不同应变率的拉伸实验研究,获得了05Cr17Ni4Cu4Nb钢沿轧制方向和垂直于轧制方向在应变率为10-2/s^103/s范围内的应力应变曲线,分析了应变率对05Cr17Ni4Cu4Nb钢屈服应力的影响规律。结果表明,05Cr17Ni4Cu4Nb钢在两个方向的弹性模量和拉伸强度几乎相当,但沿轧制方向的断裂强度和断裂延伸率较高,05Cr17Ni4Cu4Nb钢沿轧制方向和垂直于轧制方向的屈服应力均随应变率升高而增大,但变化趋势不同。根据实验结果,拟合得到了05Cr17Ni4Cu4Nb钢不同方向屈服应力与应变率变化关系的方程。

阀门用05Cr17Ni4Cu4Nb钢中Ni元素的作用及分析

研究了Ni元素含量对阀门用05Cr17Ni4Cu4Nb马氏体型时效硬化型不锈钢组织与性能的影响。通过对不同Ni元素含量控制,对调整成分后钢获得的组织进行观察和性能测试显示,在相同的试验条件下,Ni含量为4.09%的05Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢具有细小的晶粒尺寸和少量的α铁素体,及较高的屈服强度和抗拉强度。

超临界汽轮机低压转子0Cr17Ni4Cu4Nb钢叶片断裂原因

某超临界汽轮机低压转子次末级0Cr17Ni4Cu4Nb钢叶片发生断裂。采用宏观观察、化学成分分析、扫描电镜及能谱分析、金相检验、硬度测试等方法分析了叶片断裂的原因。结果表明:在灵活性运行工况下,机组承受的载荷频繁发生变化,造成低压缸进汽量和汽流频繁大幅波动,导致长叶型的次末级叶片在运行过程中发生颤振;次末级叶片的叶根尺寸与叶根槽不匹配,使叶根松动、叶片晃动,加剧了叶片的颤振;在两种因素共同作用下,机组出汽侧近叶根的应力集中区域萌生了裂纹,在叶片颤振产生的交变应力作用下,裂纹以疲劳的形式不断扩展,最终导致叶片整体断裂。

0Cr17Ni4Cu4Nb钢的热处理及显微组织和性能

0Cr17Ni4Cu4Nb钢是沉淀硬化不锈钢,通常要进行固溶处理和时效。对0Cr17Ni4Cu4Nb钢试样和零件分别在真空炉中加热至1040℃保温90~120 min随后在压力为0.1~0.4 MPa的氩气中冷却,和在普通电阻炉中加热至同样温度保温后水冷的固溶处理,以及480℃时效处理。随后检测了试样的硬度、零件的变形量和抗拉强度。结果表明:经真空高压气冷和水冷固溶处理的0Cr17Ni4Cu4Nb钢的显微组织基本相同,由马氏体、α铁素体和残留奥氏体组成;在压力为0.1~0.4 MPa的氩气中冷却固溶处理的0Cr17Ni4Cu4Nb钢零件的硬度、变形量和抗拉强度差异很小;0Cr17Ni4Cu4Nb钢固溶处理可采用真空高压气冷代替水冷。

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。

焊后热处理对05Cr17Ni4Cu4Nb钢焊接接头组织与性能的影响

通过力学性能测试、光学显微镜、扫描电子显微镜对汽轮机末级叶片用05Cr17Ni4Cu4Nb沉淀硬化不锈钢焊接接头不同焊后热处理工艺条件下的组织与性能进行了研究。结果表明,经540℃时效处理,05Cr17Ni4Cu4Nb钢焊接接头的强度与母材相当,焊缝区的缺口冲击韧性差;时效温度提高到600℃后,接头的强度略有下降,焊缝区冲击韧性上升;直接时效态焊接接头的硬度谷值位于距离熔合线6-7 mm处的热影响区;经过重新固溶、时效处理,焊接接头的强度和缺口冲击韧性都比较高。焊缝冲击韧性的提高主要与焊缝组织变化及断裂机制的转变有关。

0Cr17Ni4Cu4Nb钢电渣坯裂纹产生原因

0Cr17Ni4Cu4Nb钢电渣锭开坯后,在钢坯角部有裂纹产生。采用宏观观察、化学成分分析、金相检验等方法对该钢坯裂纹产生的原因进行分析。结果表明:开裂钢坯中的碳、氮、镍等元素含量较低,导致材料的铁素体含量较高,铁素体条带宽度较大;铁素体富集区的塑性较差,最终导致钢坯发生开裂。提高钢坯中的碳、氮、镍等元素的含量,可以改善钢坯的表面质量,避免产生裂纹。

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。

热处理对05Cr17Ni4Cu4Nb钢耐蚀性的影响

采用极化曲线、交流阻抗谱等电化学方法和慢应变速率试验研究了不同工艺处理后05Cr17Ni4Cu4Nb(17-4PH)钢的耐蚀性能,并对显微组织进行了观察分析。结果表明,双级时效态试样的自腐蚀电位最小,自腐蚀电流密度最大,试样的强度最大,但是断后伸长率为7. 1%,断口形貌呈现脆性断裂特征,应力腐蚀敏感性最高,在3种处理工艺中耐蚀性最差。增加调整处理的组织均匀细小且自腐蚀电位提高,自腐蚀电流密度降低,耐蚀性明显优于单级时效态和双级时效态。

0Cr17Ni4Cu4Nb钢制螺钉断裂原因分析

某故障螺钉所用材料为0Cr17Ni4Cu4Nb沉淀硬化型不锈钢。通过断口宏微观观察、金相检验、硬度检测和能谱分析等实验,确定螺钉的断裂性质及断裂原因。结果表明:螺钉的失效性质为疲劳断裂;故障螺钉与疲劳实验螺钉疲劳源区附近均为准解理与沿晶特征,故障螺钉的沿晶特征较明显,应与该材料特性有关,尤其是螺纹根部在预紧力、拉应力、弯曲应力等复杂的综合应力状态下,螺钉产生沿晶特征。

时效温度对0Cr17Ni4Cu4Nb钢组织及力学性能的影响

以。Crl7Ni4Cu4Nb马氏体沉淀硬化不锈钢为研究对象，分析了不同时效温度对其显微组织和力学性能的影响，并对试样断口特征进行了观察分析。结果表明：随着时效温度的升高（480～550℃），材料的抗拉强度瓯和屈服强度δp0.2呈逐渐下降的趋势，而材料的断面收缩率缈和伸长率艿。呈逐渐上升的趋势；材料的冲击韧性αku受时效温度的影响比较明显，呈逐渐上升的趋势，其中在550℃时αku达到213．4（J·cm^2）。同时由断口观察分析结果显示，时效温度为55。℃时拉伸断口的放射区最小，其塑性最好；冲击断口塑性变形最为明显，纤维区和剪切唇区所占的比例最大。0Cr17Ni4cu4Nb不锈钢随着时效温度的升高，淬火马氏体基体开始回复、再结晶，逆转变奥氏体开始生成并长大，导致材料中的残余奥氏体含量增加，而残余奥氏体的存在有利于OCrl7Ni4Cu4Nb不锈钢保持良好的塑性和韧性。

Ni含量对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢富铜相析出的影响

研究了不同Ni含量的0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢在1040℃固溶后油冷和炉冷(均进行480℃时效,分别表示为OC、FC试样)两种热处理工艺下的力学性能和微观组织变化规律,通过力学性能测试、SEM和TEM观察,探讨了Ni含量对力学性能和富铜相析出的影响。研究表明:FC试样的强度由于炉冷过程中析出了粗大的富铜相而显著低于OC试样的;随Ni含量的提高,两种试样的强度均增加,但差距在缩小,其原因是炉冷过程中析出的富铜相尺寸逐渐细小,表明Ni可以提高了Cu在γ相区的溶解度,延缓了固溶后炉冷过程中的富铜相析出;随时效温度的提高,不同Ni含量试验钢的强度降低,且Ni含量高的试验钢强度降低更显著;随Ni含量的提高,时效过程中富铜相的形核速率和长大速度增加,表明Ni降低了Cu在钢中的扩散激活能。

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。

Ni含量对0Cr17Ni4Cu4Nb钢中逆转变奥氏体的影响

采用透射电镜、X-射线衍射等技术研究了Ni含量对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢中逆转变奥氏体的影响。结果表明,随着Ni含量的提高,时效过程中发生逆转变奥氏体的温度降低,且在相同的时效温度下得到的逆转变奥氏体含量增多。在淬火缓冷的情况下,随Ni含量的降低,时效后钢中的残余奥氏体含量增加。