热处理工艺对06Cr16Ni5Mo不锈钢组织与力学性能的影响

06Cr16Ni5Mo不锈钢对半机匣作为航空发动机压气机的重要组成结构,除需具备良好的耐腐蚀性和强度外,对铸件硬度也提出了较高的要求,须控制在221~294 HBW。对06Cr16Ni5Mo不锈钢试样进行不同淬火温度和回火温度的热处理,研究热处理工艺对试样组织和力学性能的影响。结果表明,随着淬火温度的升高,拉伸强度先增加后降低,而屈服强度先降低后升高,塑性和韧性先降低后升高,硬度逐渐增加。在淬火温度为1070℃时,合金的抗拉强度达到最大,塑韧性较高,硬度值较大。随着回火温度的升高,强度和硬度先降低后升高,塑性先降低后升高再降低,韧性先升高后降低再升高。回火温度在580~650℃范围时,合金的抗拉强度、塑性、韧性和硬度均满足技术条件要求。

高强无磁不锈钢Cr21Ni13Mn5Mo2N的热加工特性

利用Gleeble 3800热模拟机对奥氏体不锈钢Cr21Ni13Mn5Mo2N进行热压缩实验,研究该钢种的高温变形与应变速率以及温度的关系,建立了双曲正弦本构方程,最终得到其热激活能为679.58 kJ/mol,应变速率因子Z=εexp(679580/R T)。实验结果表明,在950~1200℃,0.01~10 s^(-1)条件内,材料变形过程均发生动态再结晶,在950℃,应变速率为0.1 s^(-1)条件下,再结晶开始的变形量为10%。流变应力随温度升高及应变速率降低呈现明显下降趋势,由950℃、10 s^(-1)时的326 MPa降低至1200℃、0.01 s^(-1)时的75 MPa。结合微观组织分析及锻造试验,对压缩试样开裂问题进行深入探究,结果表明晶界处碳、氧化物的聚集恶化晶界塑性,导致热变形过程中在该处形成裂纹源并逐步扩展。通过热处理和热变形试验,确定Cr21Ni13Mn5Mo2N电渣锭在1170℃固溶6 h后晶界碳、氧化物消除,电渣锭晶界处结合力明显提升,成功消除锻造开裂问题,实现锻造成材率大幅提升。

0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢奥氏体晶粒生长行为

研究了0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢的奥氏体化相变及加热与等温过程中晶粒的生长行为。结果表明:加热速率对实验钢奥氏体化相变的开始(As)与结束(Af)温度影响显著,随着加热速率增加,相变温度呈明显上升趋势;实验钢的奥氏体化过程存在严重的组织遗传,导致得到粗大的晶粒;在进一步升温过程中,新的奥氏体晶粒会在原奥氏体晶界自发再结晶形核并长大;新晶粒在等温过程中的生长行为可用动力学模型D^(6.6)=1.883×10^(20)t^(1.617)e^((-353691.03/RT))进行描述。

0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢静子叶片热处理工艺模拟

基于实测的0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢的基础参数,采用热处理工艺仿真软件对0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢压气机静子叶片进行了加热和冷却过程的数值模拟。揭示了静子叶片热处理过程中的三维温度场、组织场和应力应变分布随时间的变化。对残余应力的模拟结果和实测结果进行了对比。结果表明:数值模拟能较准确地预测淬火后0Cr16Ni5Mo1钢静子叶片残余应力的变化趋势,但预测应力大小的准确度仍有待提高。

深冷处理对ZG06Cr13Ni4Mo马氏体不锈钢组织及力学性能的影响

为了研究深冷处理对ZG06Cr13Ni4Mo马氏体不锈钢组织及性能的影响,将试样分为6组,通过改变不同深冷时间(0、12、18、24、30、36 h)分别测试各组试样的拉伸性能及硬度的变化情况,观察各组试样的金相显微组织及拉伸断口形貌。结果表明:合适的深冷参数促使残余奥氏体向马氏体转变,并使晶粒得到细化,从而使材料强度及硬度得到了提升。当深冷时间为18 h时,试样的力学性能取得了最佳值,其抗拉强度与屈服强度分别达到了1109.0和937.7 MPa,硬度达到了36.8 HRC。

0Cr16Ni5Mo低碳马氏体不锈钢的热变形行为及其热加工图

在Gleeble-3800热模拟试验机上进行高温压缩实验,研究0Cr16Ni5Mo低碳马氏体不锈钢在变形温度为900-1150℃、应变速率为0.01-10s-1条件下的热变形行为。采用双曲正弦模型确定了该材料的热变形参数随应变量的变化规律,建立了相应的热变形本构方程。根据动态材料模型建立并分析了其热加工图,同时观察了变形组织。结果表明：在热压缩过程中,流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的升高而增加,变形条件对材料的组织结构有较大影响。材料热变形参数与应变量之间可采用四次函数关系式表示,并且具有很好的相关性,获得了该材料的最佳热变形工艺参数范围为：变形温度980-1150℃,应变速率0.01-0.2s-1。

0Cr16 Ni5 Mo不锈钢疲劳性能研究

通过疲劳试验对 0Cr16Ni5Mo不锈钢疲劳性能和海水中的腐蚀疲劳性能进行了研究 ,并对断口特征进行了金相及SEM分析。结果表明 :钢的σ-1 、σ-1SCC 和τ-1 分别为 5 5 0MPa、40 8MPa和 2 85MPa ,σ-1 、τ-1与σb 、σ0 .2 之间符合奥金格公式。不同条件下的疲劳断口特征各异 ,纯旋转弯曲疲劳断口属正常形貌 ,而扭转疲劳断口的扩展阶段疲劳条带不明显 ,这与受力条件复杂有关。海水介质中疲劳开裂具有表面多条裂纹源特征 ,裂纹尖端的应力集中加速裂纹扩展造成腐蚀疲劳强度降低 ,裂纹扩展至断裂符合正常疲劳断裂机理。

0Cr16Ni5Mo不锈钢应用特性的研究

本文通过同 0Cr13Ni5Mo不锈钢的对比试验研究了 0Cr16Ni5Mo不锈钢的特性，并通过异常组织的模拟，找出了造成 0Cr16Ni5Mo不锈钢性能偏低、开裂、组织异常的原因，提出了改进措施。

冷处理对0Cr16Ni5Mo马氏体不锈钢组织和性能的影响

通过对0Cr16Ni5Mo钢进行淬火+回火及淬火+冷处理+回火工艺的热处理,研究了冷处理对0Cr16Ni5Mo马氏体不锈钢组织和性能的影响。结果表明,0Cr16Ni5Mo钢经调质处理后具有良好的综合性能;其显微组织得到了改善,板条马氏体束发生碎化,位错缠结增加,且残留奥氏体组织转变彻底,其强度得到提高。冷处理后钢的性能改善与残留奥氏体转变及晶粒碎化有关。

复合喷丸对0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢表面组织和性能的影响

对0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢进行不同工艺的表面喷丸处理后,采用X射线应力分析和衍射分析方法研究了喷丸工艺对试样表面粗糙度、残余应力、衍射半高宽、残余奥氏体含量和显微硬度的影响。结果表明:经钢丸强力喷丸+玻璃/陶瓷丸喷丸的复合喷丸工艺处理后,试样表面粗糙度低,表面残余压应力大且分布均匀,残余压应力层深在100μm以上,衍射半高宽、残余奥氏体含量变化明显,表面硬度显著提升。

0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢奥氏体化动力学研究

采用膨胀试验研究了0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢以0.05~10℃/s的速率连续加热时的相变动力学。结果表明:随着加热速率的增大,奥氏体化温度显著升高。利用杠杆定律计算获得了0Cr16Ni5Mo1钢中奥氏体生成量与加热温度之间的关系,采用Johnson-Mehl-Avrami(J-M-A)方程描述了钢的奥氏体化过程,并对相变动力学参数进行了拟合,得到奥氏体化相变激活能Q约为3.737×10^(5) J/mol,J-M-A指数n约为0.90543,指前因子lnk 0约为40.731,确定了0Cr16Ni5Mo1钢的奥氏体化动力学模型。基于非等温J-M-A方程绘制了等温奥氏体化动力学曲线和TTA(time-temperture-austenite transfor mation)图,可用于计算形状复杂零件连续加热的奥氏体化过程。

ZG0Cr13Ni5Mo马氏体不锈钢模拟焊接HAZ组织与性能

建立ZG0Cr13Ni5Mo马氏体不锈钢焊接热影响区 (HAZ)CCT图 ,模拟不同焊接热循环条件下热影响区组织并对其硬度、冲击韧度及金相组织进行研究。结果表明 ,热影响区只发生A→M相变 ,相变开始点Ms 基本不受冷却速度的影响 ;随冷却速度的降低 ,硬度略有下降。与母材相比 ,模拟热影响区的硬度有较大幅度提高 ,冲击韧度有较大幅度下降 ;冷却速度对硬度和冲击韧度影响不大。在模拟多层多道焊接热循环的条件下 ,层道间的热处理作用不明显 ,5 90℃焊后热处理是使热影响区冲击韧度得以恢复的必要途径。

ZG0Cr13Ni5Mo马氏体不锈钢的铸态高温力学性能测试研究

应用Gleeble热模拟实验机,将试棒加热升温到奥氏体化温度并保温,然后再降至测试温度,得到了ZG0Cr13Ni5Mo马氏体不锈钢奥氏体状态下的高温力学性能参数。与直接将试棒加热至测试温度所测试的高温力学性能对比,发现两者在400℃-800℃之间弹性模量和屈服应力存在很大差别,前者弹性模量高,屈服应力低。在铸造过程应力场数值模拟中,应根据凝固过程中的组织变化,选择相应组织的高温力学性能用于计算。

硬质合金刀具车削Cr12Mn5Ni4Mo3Al不锈钢的试验研究

使用硬质合金刀具YW2进行Cr12Mn5Ni4Mo3Al不锈钢的干车削试验。分析了切削速度对车削力及表面粗糙度的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)观察刀具的磨损形貌。研究结果表明:使用硬质合金刀具YW2干车削Cr12Mn5Ni4Mo3Al不锈钢时,在小进给量和小背吃刀量切削的条件下,车削三向力的大小顺序为:径向力>轴向力>切向力;受积屑瘤的影响,表面粗糙度呈现出随车削速度的变化先减小后增大的变化趋势;硬质合金刀具后刀面磨损较轻微,而沿刀尖周围出现了较严重的粘结现象,前刀面上出现了较严重的划痕现象,低速时,前刀面还出现了贝壳状的剥落现象。

循环相变对00Cr13Ni7Co5Mo4Ti马氏体时效不锈钢晶粒细化和力学性能的影响

研究了00Cr13Ni7Co5Mo4Ti马氏体时效不锈钢(/%:0.009C、13.28Cr、7.37Ni、5.36Co、3 59Mo、0.66Ti)经4次860℃15 min水冷循环处理的细化晶粒工艺对力学性能的影响。以1 100℃1 h固溶处理的组织为原始组织,经3～4次循环相变处理后,马氏体时效不锈钢的晶粒尺寸由180μm细化至10μm的细小等轴晶粒。与传统1 100℃1 h固溶+450℃9 h时效工艺相比,经1 100℃1 h固溶+860℃15 min水冷α′(?)γ循环相变+450℃9 h时效的钢的屈服强度σ_(0.2)由1 420 MPa提高至1 560 MPa,伸长率δ由12.6%提高至14.9%。

00Cr13Ni5Mo焊丝焊接1Cr13马氏体不锈钢的组织与性能

应用不锈钢焊丝00Cr13Ni5Mo对1Cr13马氏体不锈钢进行焊接实验,并对其焊缝及热影响区的金相组织进行了观察分析,对焊接试样的维氏硬度、抗拉强度进行了测量。结果表明,焊缝处为整齐排列的细柱状晶组织,晶间残余奥氏体均匀交替分布,同时基体上弥散分布着碳化物和粗大的合金化合物质点,晶粒度6级;焊缝组织均匀,强度高,焊接性能好。

06Ni31Cr19Mo2Nb含铌奥氏体不锈钢热变形行为及其热加工图

采用Gleeble-3500热模拟试验机对06Ni31Cr19Mo2Nb含铌奥氏体不锈钢进行高温单道次热压缩试验,研究了其在不同变形温度（950～1100℃）和应变速率（0. 01～1 s-1）条件下的热变形行为及组织变化规律,并且根据试验条件下真应力-真应变曲线,推导了该材料的热变形方程和热加工图。研究结果表明：流变峰值应力随温度升高或应变速率降低而降低;变形温度越高,应变速率越低,试验钢发生动态再结晶行为愈发显著。计算出该试验钢的热变形激活能为365. 111 k J·mol-1。基于动态材料模型绘制出不同应变量下的热加工图,其失稳区域和最优热加工区域的分布具有相似性。变形温度在990～1070℃,应变速率0. 0316～0. 1 s-1范围内,材料热加工性能最佳,能量耗散率为43%～45%。

时效处理对00Cr13Ni7Co5Mo4W马氏体时效不锈钢组织及耐蚀性的影响

采用动电位极化曲线、均匀腐蚀全浸试验研究了50 kg真空感应炉冶炼的00Cr13Ni7Co5Mo4W马氏体时效不锈钢（/%：0.007C,13.23Cr,7.02 Ni,5.06Co,3.72Mo,0.96W）1100℃1 h固溶,450~510℃8 h时效后的耐蚀性能,通过金相显微镜、透射电镜、XRD分析了马氏体时效不锈钢的组织。结果表明,随时效温度升高时效过程析出R相增加,导致钢的耐点腐蚀性下降,同时由马氏体逆转变的奥氏体数量增加,可改善该钢的耐腐蚀性能。00Cr13Ni7Co5Mo4W马氏体时效不锈钢适宜的热处理工艺为1100℃1 h固溶＋470℃8 h时效,其年腐蚀速率为1.259 0μm/a,点蚀击穿电位为252 mV。

一种新型水轮机用铸造低碳马氏体不锈钢ZG06Cr10Ni4Mo

将典型的水轮机用低碳马氏体不锈钢ZG06Cr13Ni4Mo(相当于ASTM的CA6NM)中的Cr含量降低至8.5%～11.5%,形成一种新型水轮机用铸造低碳马氏体不锈钢ZG06Cr10Ni4Mo。给出了ZG06Cr10Ni4Mo成分范围、热处理规范、显微组织、力学性能要求以及不同的热处理工艺与力学性能之间的关系。同时给出了ZG06Cr10Ni4Mo及其他水轮机用不锈钢的抗空蚀性能和电化学性能。

0Cr13Ni5Mo/Q345C马氏体不锈钢复合板的焊接性

分析了 0Cr13Ni5Mo/Q345C马氏体不锈钢复合板的焊接性。通过抗裂性试验、复合板补焊及复合板对接焊、焊接工艺评定 ,提出了该复合板配套的焊接材料及可行的焊接工艺 ,按此工艺焊接的 0Cr13Ni5Mo/Q345C复合钢板接头的力学性能满足技术指标的要求。