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。

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。

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。

调整处理对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢组织与力学性能的影响

实验室研究了调整处理工艺对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢组织与力学性能的影响,通过力学性能测试和金相显微组织观察,结果表明:随调整处理温度的提高,强度逐渐增加,塑性、韧性逐渐下降;816℃调整处理后,随时效温度的提高,强度逐渐下降,塑性、韧性逐渐增加;在相同的时效温度下,与固溶态相比,调整处理后的强度显著较低,但塑性、韧性较高。

合金元素—铌对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢组织与力学性能的影响

实验室研究了Nb含量对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢组织与力学性能的影响,通过力学性能测试和金相显微分析,研究结果表明:随Nb含量的增加,强度增加,塑性降低;随时效温度的升高,强度下降,上限Nb含量试验料的强度下降较缓;随淬火冷却速度的降低,强度下降;随时效后冷却速度的降低,强度增加;Nb含量控制在中限容易满足技术条件的要求。

合金元素对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢组织与力学性能的影响—铬(2)

实验室研究了Cr含量对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢组织与力学性能的影响,通过力学性能测试和金相显微分析,研究结果表明:随Cr含量的增加,容易产生δ铁素体,引起C、Cr等元素的偏析,使As点、Mf点降低,且Mf点可降到室温以下,导致强度降低、塑性、韧性增加;随淬火冷却速度的降低,强度降低,塑性增加;随时效冷却速度的降低,强度增加;选择下限的Cr含量容易满足技术条件要求。

合金元素对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢组织与力学性能的影响—铜(3)

实验室研究了Cu含量对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢组织与力学性能的影响,通过力学性能测试和金相显微分析,研究结果表明:在淬火冷却速度较快的情况下,随Cu含量的增加,强度增加,塑性下降;随淬火冷却速度的降低,强度下降,且Cu含量越高,强度下降的幅度越大;在淬火缓冷情况下,Cu含量对强度的影响不大;随时效后冷却速度的降低,强度增加;Cu含量控制在中下限容易满足技术条件的要求。

合金元素对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢组织与力学性能的影响—镍(4)

实验室研究了Ni含量对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢组织与力学性能的影响,通过力学性能测试和金相显微组织和TEM结构分析,研究结果表明:随Ni含量的增加,δ-铁素体含量减少,As点降低;在相同回火温度下,随Ni含量的提高,强度增加。随淬火冷却速度的降低,强度下降,且Ni含量越高,强度下降的幅度越小;随时效后冷却速度的降低,强度增加,且Ni含量越高,强度增加的幅度越大。Ni含量控制在中上限容易满足技术条件的要求。

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。

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。

基于机器学习的0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢流变应力预测研究

以0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢为例,提出一种基于粒子群优化BP神经网络预测流变应力的新模型。以常温下的准静态(0.001 s^(−1))压缩试验数据、四种温度(25、350、500、300℃)和六种应变率(750、1500、2000、2600、3500、4500 s^(−1))的冲击试验数据为基础,构建了0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢流变应力的随机森林预测模型、粒子群优化随机森林预测模型、Back Propagation(BP)神经网络预测模型以及粒子群优化BP神经网络预测模型,采用统计学的决定系数(R2)、平均绝对误差(MAE)、均方差(MSE)和均方误差平方根(RMSE)四个指标分析评价上述四种模型,得出四种模型预测的综合性能依次是粒子群优化BP神经网络模型、BP神经网络模型、粒子群优化随机森林模型、随机森林模型。粒子群优化BP神经网络模型决定系数R2=0.9997、平均绝对误差MAE=1.5773、均方差MSE=5.5053和均方误差平方根RMSE=2.3463,该模型能够很好预测0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢流变应力。

热处理工艺对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢组织和力学性能的影响

通过透射电镜、扫描电镜、X射线衍射、光学显微镜等显微组织分析及力学性能测试,研究了不同固溶温度、时效温度及其冷却方式对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢组织和力学性能的影响,演绎了该不锈钢大型锻件的热处理工艺。结果表明,以1040℃固溶处理,0Cr17Ni4Cu4Nb钢可获得较好的综合力学性能,固溶后采用油冷,钢的强度最高,塑性较好;时效冷却速度对合金力学性能的影响较小,采用480℃时效空冷既能满足强度要求,也能保持理想韧性。该钢的最佳热处理工艺为1040℃固溶(油冷)+480℃时效(空冷)。

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。

时效处理对0Cr17Ni4Cu4Nb马氏体沉淀硬化不锈钢组织与性能的影响

研究了时效处理对0Cr17Ni4Cu4Nb马氏体沉淀硬化不锈钢组织和性能的影响。结果表明:0Cr17Ni4Cu4Nb钢时效温度的升高,强度、硬度呈先升后降趋势,460℃时效,强度达到峰值,伸长率变化不大,而面缩率有比较明显的先降后升的趋势,冲击值随时效温度的升高而提高,并且高于525℃时效冲击值陡然提高;随时效温度的升高,强化相析出增加并有长大趋势,525℃时效发生聚集长大,610℃时效可观察到析出物堆积;时效时间对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢的组织、性能影响不大。

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%。

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。

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。

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。

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。