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。

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。

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。

激光选区熔化0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢的成形工艺及显微组织研究

通过激光选区熔化技术制备了0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢试样,研究了激光扫描速度和激光功率对成形试样致密度及微观组织的影响。结果表明:0Cr16Ni5Mo1粉末SLM优化工艺参数组合为激光功率214 W、扫描速度728 mm/s,试样的致密度最高。在较优工艺参数下,试样组织内部为板条状马氏体;工艺参数不合理时,试样内部δ铁素体较多。

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马氏体不锈钢的连续冷却相变动力学

采用显微组织表征和硬度测试研究了0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢连续冷却转变动力学和显微组织演化规律。结果表明:0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢在1100℃×60 min奥氏体化条件下,以0.5~100℃/s的速度冷却时仅发生马氏体转变,马氏体相变的开始温度(Ms)约为212℃,结束温度(Mf)约为25.3℃,组织均为板条马氏体,硬度约为371 HV。冷却速率的变化对相变温度、室温组织和硬度无显著影响。采用K-M方程描述马氏体相变过程,其相变动力学参数α约为0.0317。

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。

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。

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。

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。

回火温度对激光选区熔化0Cr16Ni5Mo1不锈钢组织性能影响的探讨

本文研究了采用激光选区熔化技术制备的0Cr16Ni5Mo1不锈钢,探讨了回火温度对合金组织性能的影响。经回火处理,试样中淬火马氏体由亚稳态向稳态转变,组织中存在残余奥氏体。

0Cr6Mn13Ni10MoTi/1Cr5Mo异质接头时效时熔合区增碳层的变化规律

采用光学显微镜、扫描电镜等分析方法研究0Cr6Mn13Ni10MoTi/1Cr5Mo异质接头在时效过程中熔合区组织和增碳层宽度变化特点.结果表明,时效初期0Cr6Mn13Ni10MoTi/1Cr5Mo异质接头在熔合区靠近奥氏体焊缝一侧有一定宽度的增碳层出现,随时效时间延长增碳层逐渐变宽,并且在达到峰值以后又逐渐变窄并最后消失.这种变化规律与传统A302/1Cr5Mo异质接头在时效过程中的变化规律完全不同.

04Cr13Ni5Mo横焊堆焊工艺

04Cr13Ni5Mo马氏体不锈钢耐蚀性能良好,常被用作制造水轮机过流部件材料。为了延长水轮机过流部件的使用寿命,常采用堆焊的方法进行修复。由于没有正确的参数指导,实际修复过程中常出现裂纹。为了降低裂纹倾向,改变预热温度,研究横焊堆焊接头硬度和金相组织的变化规律。结果表明:厚板04Cr13Ni5Mo不锈钢不预热时有一定淬硬倾向,焊前需要进行预热。预热温度越高,焊接接头淬硬倾向有所降低。不同预热温度下的焊缝区域组织均为低碳马氏体和少量铁素体,热影响区为低碳马氏体。

Ni对0Cr16Ni4Mo钢组织与性能的影响

调整Ni元素在0Cr16Ni4Mo钢锭中的含量,采用力学性能测试及光学显微镜进行微观组织分析,研究不同Ni元素含量对0Cr16Ni4Mo马氏体不锈钢组织与性能的影响。实验结果表明:当Ni元素含量达到5.3%时,0Cr16Ni4Mo钢的屈服强度和抗拉强度优于Ni含量较少的坯料;当Ni元素含量达到5.3%时,热处理后钢的微观组织的主体为板条马氏体,铁素体几乎不存在;冲击试验结果表明,随着Ni元素的提高,材料微观组织中的铁素体数量得到一定程度的控制,有利于材料冲击韧性的提升。

回火温度对0Cr16Ni5Mo马氏体不锈钢组织和性能的影响

通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)和力学性能测试,研究了回火温度对0Cr16Ni5Mo马氏体不锈钢组织和性能的影响。结果表明,试验钢在450—700℃温度区间回火处理后的组织均为回火马氏体+残余奥氏体+δ-铁素体,随着回火温度的升高,韧化相残余奥氏体含量先增加后降低,在600℃其含量达到最大值29.8%。其强度则随着回火温度的升高先降低然后回升,在600℃回火后强度最低,而伸长率变化趋势与强度相反;不同温度回火后的冲击断口均呈韧窝状,撕裂棱清晰可见,断裂方式均为韧性断裂。

ZG0Cr16Ni5Mo不锈钢超常性能研究

本文介绍了对 ZG0Cr16Ni5Mo 不锈钢超常性能研究的结果及最终热处理工艺。

高强马氏体不锈钢板冷脆性的研究

本文采用能量转变、断裂转变方法，在室温到液氮系列温度下，对0Cr16Ni5Mo钢板的冷脆性作了较深入的研究。结果表明，该材料除了具备已有的高强度和较好的耐海水和海洋大气腐蚀外，其抗冷脆断裂性能也十分突出，可作为良好的低温用结构材料。

Nb和V对1Cr16Co5Ni2Mo1WVNbN钢中析出相影响的模拟计算

运用Thermo-Calc软件对650℃时钢中的平衡析出相进行了模拟计算,研究了钢中Nb、V含量的变化对析出相影响的变化规律。计算结果表明：650℃时钢中的主要平衡析出相为Laves相、M23C6、MX和Z相。随着Nb含量的增加,MX相的析出量明显增加,而M23C6碳化物的析出量明显减少,Laves相的析出量小幅增加,Z相的析出量小幅减少;随着V含量的增加,MX相的析出量增加缓慢,M23C6碳化物的析出量小幅减少,Laves相中不含V元素,对Laves相析出几乎没有影响,Z相的析出量小幅减少;Nb、V含量的变化对M23C6、MX和Laves相的析出温度影响较小,Z相的开始析出温度随Nb含量的增加而下降,但随V含量的增加而升高。

大型不锈钢上冠的研制

介绍ZG0Cr16Ni5Mo新材料科研成果及国内首件大吨位不锈钢上冠工艺技术文件的制定。