0Cr17Ni7Al不锈钢时效强化工艺研究

以0Cr17Ni7Al不锈钢为研究对象,分析3种不同时效强化工艺对其组织和硬度的影响。结果显示:采用长时间低温时效(520℃保温48h,空冷)的热处理工艺后,材料内部由马氏体基体及弥散分布的合金化合物(Ni_(3)Al)组成,这种组织结构有利于提高材料的强度和硬度。经过3种不同热处理工艺后,试样的显微硬度平均值都有明显提高。其中,长时间低温时效热处理工艺下材料的显微硬度平均值最高,达到388.6HV1,与原始态相比提高了89.7%,且此时材料的抗拉强度(R_(m))、屈服强度(R_(p0.2))和伸长率(A)分别为1309MPa、1107MPa、6.9%,满足后续使用要求(R_(m)≥1100MPa)。由此可知,长时间低温时效是提高0Cr17Ni7Al不锈钢强度和硬度的最佳工艺。

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。

0Cr15Ni7Mo2Al不锈钢铣削加工刀具磨损研究

对0Cr15Ni7Mo2Al不锈钢在铣削加工中切削速度与刀具耐用度和切削路程长度的关系及刀具磨损情况进行了研究。用小型工具显微镜观测了刀具磨损形态,并对刀具磨损机理进行分析。结果表明:铣削0Cr15Ni7Mo2Al不锈钢时,不宜采用较低切削速度和较高切削速度,最佳切削速度在38m/min左右,而崩刃和粘结磨损是铣削0Cr15Ni7Mo2Al不锈钢时刀具磨损的主要形态。

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。

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。

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。

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。

0Cr25Ni7Mo4N双相不锈钢高温热塑性及组织演变

采用热拉伸实验研究了两种不同元素(O、N)含量的双相不锈钢0Cr25Ni7Mo4N在1 000~1 200℃范围内、1s-1应变速率条件下的热变形行为。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察并分析了实验钢的组织和夹杂物。结果表明,经铝和硅铁脱氧后的实验钢热塑性良好,而未经脱氧的高O、N含量的实验钢在1 150℃以上才具有良好塑性,故双相不锈钢0Cr25Ni7Mo4N的热加工过程中应该控制温度在1 150℃以上;热加工过程中实验钢以铁素体的动态回复和奥氏体的动态再结晶为主要软化机制;高O、N含量钢中,在相界析出的含铬的氧化物夹杂引起的相界结合强度降低,及高温加工中不恰当的两相比例,是其热塑性较低的主要原因。

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。

0Cr17Ni7Al钢的摩擦磨损行为研究

采用销盘式高温磨损试验机对0Cr17Ni7Al钢进行干滑动摩擦磨损试验,研究了该材料不同热处理状态、不同工况下的摩擦磨损行为,采用EDS、XRD、SEM分析磨损表面成分、形貌和磨面剖面结构,探讨0Cr17Ni7Al钢的磨损机理。结果表明:磨损率随着载荷的增加而增加,随环境温度的升高而升高。其中在环境温度25℃和200℃低载时,磨损形式主要以磨粒磨损为主,随着载荷增加变成由粘着磨损和磨粒磨损混合作用机制。200℃高载时候磨损形式主要以粘着磨损为主,400℃时开始出现疲劳磨损。环境温度25℃和200℃低载时固溶处理试样的耐磨性最好,而在400℃时最差。

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。

Φ4.5 mm 0Cr17Ni7Al钢丝性能及拉伸弹簧加工工艺探究

弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件,在各型号的起落架制造中被广泛使用。某型号起落架首次选用0Cr17Ni7Al材料的不锈钢丝制造拉伸弹簧,该材料具有较高的抗拉强度、优良的耐高温和耐蚀性能,可以在海洋气候等复杂环境以及300℃左右的工作环境条件下使用,但无成熟经验可借鉴。为解决由于经验不足而引起的弹簧加工质量问题,采用分组试验的方法,研究了Φ4.5 mm 0Cr17Ni7Al不锈钢丝性能与时效强化参数的关系,以及加工工艺流程对弹簧加工质量的影响。结果表明:在经过2次时效强化处理的条件下,拉伸弹簧采用多步成型方法,获得较高抗拉强度的同时,可以进一步减小拉伸弹簧变形,提高加工合格率。该方法可用于指导同类型弹簧的加工及制造。

表面机械研磨对1Cr17Ni7不锈钢组织和力学性能的影响

采用OM、硬度测试、拉伸性能测试等研究了不同时间的表面机械研磨对1Cr17Ni7不锈钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:未经过表面机械研磨的1Cr17Ni7钢的组织主要为奥氏体和马氏体,组织较为均匀。随着表面机械研磨时间的增加,试验钢组织中马氏体含量逐渐增加,表面机械研磨时间10 min的1Cr17Ni7钢晶粒中有较为明显的马氏体滑移带出现。随着表面研磨时间的增加,1Cr17Ni7钢硬度、抗拉强度逐渐升高,伸长率逐渐降低。表面机械研磨10 min时1Cr17Ni7钢硬度提升已经接近饱和,其表面和心部的硬度分别比未进行表面机械研磨试样的硬度提高了92.7%和36.6%。

12Cr17Ni7不锈钢“鼓形”隔片充液成形工艺研究

目的研究充液成形工艺参数对直升机旋翼球面径向弹性轴承球面“鼓形”隔片零件成形质量的影响规律。方法针对“鼓形”隔片零件形状复杂、成形难度大、精度和生产效率要求高等问题,选用充液成形工艺,通过有限元仿真技术,分析初始液室压力、凸模位移、成形压力对零件起皱、破裂、厚度分布、成形精度等的影响规律。结果数值模拟得到的优化工艺参数为初始液室压力3 MPa、凸模位移3 mm、成形压力30 MPa,验证试验成形出的“鼓形”隔片零件未发生破裂、起皱等缺陷,且零件成形精度良好、厚度分布较为均匀。结论对于“鼓形”隔片零件充液成形,凸模位移过小易造成流料不充分,导致后续成形过程减薄严重、厚度分布不均匀,凸模位移过大易造成零件起皱。合理的初始液室压力可在一定程度上减少起皱缺陷发生。成形压力过小易造成成形精度差,过大则易导致破裂发生。

TA17/0Cr18Ni10Ti螺纹管钎焊接头的残余应力有限元分析

采用有限元模拟软件Msc.Marc,对使用高银基钎料钎焊的TA17钛合金和OCr18NilOTi不锈钢螺纹管接头的残余应力分布进行了分析。结果表明,螺纹管钎焊接头钎料层中心区域为等应力分布区,该区域应力值达到钎料的屈服强度值。整个螺纹管接头的高应力区域位于钎料层两侧。外套管内螺纹段的高应力区域位于靠近内螺纹的牙顶和牙底区域,且牙底区域的应力比牙顶的应力稍大;内套管的外螺纹牙底区域的残余应力值最大。OCr18Ni10Ti外套管的高应力区域应力值小于TA17内套管高应力区域的应力值。

时效处理对0Cr13Ni8Mo2Al高强度沉淀硬化不锈钢力学性能的影响

将加工好的0Cr13Ni8Mo2Al高强度沉淀硬化不锈钢试样在925℃固溶处理40min,0℃冷处理1h,然后分别在510℃、540℃、550℃、565℃、595℃、620℃下时效4h后,通过洛氏硬度实验、室温拉伸实验、夏比摆锤冲击实验等手段研究了不同时效处理制度对0Cr13Ni8Mo2Al高强度沉淀硬化不锈钢力学性能的影响。结果表明,在510~620℃时效时,随着时效温度的升高,不锈钢强度硬度逐渐下降,延伸率和断面收缩率逐渐提高,冲击功先降后升。该不锈钢时效的主要强化相是Ni-Al相。对比分析表明:该不锈钢在925℃固溶处理、0℃冷处理、550~565℃时效后具有较佳的综合力学性能。

0Cr17Ni4Cu4Nb钢中厚板光纤激光焊接工艺特性

采用光纤激光对5.5 mm厚0Cr17Ni4Cu4Nb沉淀硬化不锈钢板进行激光焊接试验研究,研究了工艺参数对激光焊接接头表面成形、组织及力学性能的影响规律。结果表明:开I型坡口,采用单层激光自熔焊即可获得焊缝表面成形良好的接头。激光功率、焊接速度、离焦量是影响焊缝成形的主要因素,激光功率3500 W、焊接速度1.3 m/min、离焦量-2 mm的工艺参数下焊缝成形最佳。采用收弧末端功率衰减、速度保持的方式,可以有效改善弧坑处焊缝成形。焊缝组织主要为柱状晶内呈束状分布的板条马氏体,热影响区组织为尺寸不均匀的淬火马氏体,对接焊接头的抗拉强度为1187 MPa,达到母材的90.6%。

考虑应变、应变率和温度耦合作用下航空不锈钢0Cr17Ni4Cu4Nb本构模型的建立

航空不锈钢0Cr17Ni4Cu4Nb具有优良的特性,广泛应用在各个机械的重要零部件上,零件的加工过程伴随着大应变、高温和高应变率,基于此考虑耦合关系建立能够真实反映切削力学性能的本构模型,为切削仿真提供可靠的数据。以航空不锈钢0Cr17Ni4Cu4Nb为研究对象,利用万能试验机(UTM5305)和高温分离式霍普金森试验装置(Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB,ALT1000)分别进行准静态压缩试验(温度为25℃,应变率为0.1、0.01、0.001s^(-1))和动态冲击试验(温度为25、350、500、650℃,应变率为750、1500、2000、2600、3500、4500 s^(-1)),获得该材料的应力应变关系,并分析其力学性能,结果表明该材料具有应变硬化效应、温度软化效应、应变率强化效应和增塑效应。综合应变、应变率和温度三者相互作用,建立耦合作用下的Johnson-Cook(JC)本构方程,统计分析了试验数据与预测数据(原JC本构方程和修正JC本构方程数据),原JC本构方程的相关系数(R)和平均相对误差(AARE)分别为0.96833和4.77%;修正JC本构方程的相关系数(R)和平均相对误差(AARE)分别为0.987513和0.51%,表明修正JC本构方程更加准确、可靠预测高应变率下应力应变的关系。

0Cr17Ni7Al沉淀硬化不锈钢的冲蚀磨损性能研究

采用自制液固两相流冲蚀磨损试验机研究了0Cr17Ni7Al的冲蚀磨损性能及热处理工艺的影响,并与硬度大小相近的H13钢进行对比分析,探讨了其冲蚀磨损机理。结果表明:经1 040℃固溶+520℃时效后的0Cr17Ni7Al的抗冲蚀性能最好;因材料加工硬化的作用,冲蚀失重率随冲蚀时间的增加先增大后保持在稳定值;冲蚀角度对材料冲蚀失重具有明显影响,在15°~90°范围内,失重量随冲蚀角度的增加先增大后减小,45°时达到极大值;低角度下0Cr17Ni7Al钢冲蚀性能远优于H13钢,冲蚀极大值基本相等。通过表面冲蚀形貌的观察发现,本试验条件下浆体对材料的冲蚀机制主要为挤压推出。因此,高强度和高硬度有利于提高0Cr17Ni7Al钢的抗冲蚀磨损性能。

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。