0Cr18Ni10Ti不锈钢高温蠕变-棘轮交互作用试验研究

工程结构件在实际服役过程中往往会承受恒定载荷和循环载荷的双重作用,严重影响相关设备的安全运行。因此,有必要对0Cr18Ni10Ti不锈钢在350℃下进行应变和应力控制的无保持时间交变载荷试验以及具有保持时间的蠕变-棘轮交互作用试验,研究不同保持类型和保持时间对其蠕变-棘轮交互作用的影响。结果表明:应变控制下,峰谷值保持的应力响应低于谷值保持和峰值保持情形,与无保持相比下降幅度为11.4%;应力幅值在峰值保持时间为30、120和300 s的下降幅度依次为5.3%、11.4%和12.7%,下降速率随着保持时间的增加逐渐减缓。在应力控制下,峰值保持的棘轮应变演化速率相较于谷值保持和峰谷值保持更快,与无保持相比棘轮应变增幅为40.2%;棘轮应变的演化与峰值保持时间呈正相关,棘轮应变在峰值保持时间为30、120和300 s的增幅依次为40.2%、50.9%和54.0%。

0Cr18Ni10Ti不锈钢焊接接头的显微硬度研究

利用带有正四棱锥形金刚石压头的Vickers显微硬度计对0Cr18Ni10Ti不锈钢焊接接头的焊缝、母材、熔合区及热影响区的压痕尺寸效应进行了研究,实验载荷为0.098—4.9 N,载荷保持时间均为10 s.结果表明,接头各区域的显微硬度在较小的载荷下随实验载荷的增加而减小,当载荷超过1.96 N时各区域硬度值基本保持恒定.采用PSR模型对接头各区域硬度值随载荷的变化规律进行了较为准确的描述,得到的HV_(PSR)与1.96 N载荷下的实验结果间的误差小于3%.在2.94 N的实验载荷下沿垂直接头方向连续进行了微压痕测试,得到接头在不同位置处的显微硬度分布曲线,并对接头的金相组织进行了观察和分析.

0Cr18Ni10Ti不锈钢源壳TIG焊接温度场数值模拟及试验验证

针对0Cr18Ni10Ti不锈钢放射源源壳钨极氩弧焊(TIG)焊接过程,采用ANSYS有限元软件对焊接温度场进行数值模拟分析,建立了非稳态TIG焊接熔池形态的数值分析模型,分析中引入了热焓和表面分布高斯电弧热源模型,初步计算了焊接电流和焊接速度对焊接温度场分布的影响。通过比较焊缝有效熔深的测量结果和计算结果,验证了所建模型的正确性和可靠性。以计算结果为基础,对焊接工艺参数进行优化,建立了0Cr18Ni10Ti不锈钢放射源源壳的焊接工艺路线。

不锈钢0Cr18Ni10Ti焊接头高温、高应变率下的动态力学性能

利用带有加热装置和同步组装系统的Hopkinson压杆系统对反应堆工程管道材料0Cr18Ni10Ti焊接头的母材和焊缝进行了高温、高应变率下的动态力学性能测试.实验的应变率范围为200—3800 s^(-1),温度范围为25—600℃,得到了材料在不同温度和应变率耦合作用下的应力-应变曲线。着重考察了两种材料塑性流变应力的温度和应变率敏感性,并得到了它们的Johson-Cook(J-C)模型.实验表明,母材和焊缝材料均具有较强的热软化效应及应变强化效应,而应变率强化效应相对较弱,并且这些效应本身也受到温度的影响.温度较高时,材料的塑性流变应力受应变和应变率强化的程度减弱,在一定变形量下甚至出现降低趋势.根据热激活位错运动理论对上述现象的内在机理进行了解释和探讨,并对试样的金相组织进行了观察和分析.

0Cr18Ni10Ti不锈钢热浸镀铝及高温扩散后的高温氧化行为

为提高0Cr18Ni10Ti不锈钢的抗高温氧化能力,采用熔剂法在0Cr18Ni10Ti不锈钢表面制备热浸镀铝层,并经950℃、2 h高温扩散。采用SEM、EDS对热浸镀铝高温扩散试样及不锈钢试样900℃氧化不同时间的表面、截面进行了形貌观察及成分分析。结果表明:镀铝高温扩散试样的氧化动力学曲线较平缓且氧化增重较小;0Cr18Ni10Ti不锈钢经900℃、100 h氧化后表面主要由Fe2O3组成,氧沿晶界向内扩散产生内氧化;镀铝高温扩散试样900℃氧化期间,表面主要由Al2O3氧化膜组成,有效地阻止了合金元素与氧的互扩散,Ni元素在Fe Al层与Al固溶层富集阻碍了Fe Al合金层Al向基体扩散,使镀铝高温扩散试样Fe Al合金层经900℃、100 h氧化后Al元素贫化量较少。镀铝高温扩散试样900℃、100 h下的抗氧化性能优于0Cr18Ni10Ti不锈钢。

高温扩散对0Cr18Ni10Ti热浸镀铝抗高温氧化性能的影响研究

采用熔剂法对0Cr18Ni10Ti热浸镀铝。通过高温热重分析仪对热浸镀铝试样、热浸镀铝经扩散退火处理后的试样及0Cr18Ni10Ti不锈钢试样900℃×24h短期氧化行为进行了研究,采用EDS、SEM对截面进行了能谱分析及形貌观察,利用XRD对表面进行了物相分析。研究结果表明,热浸镀铝经950℃×2 h高温扩散试样及不锈钢900℃×24 h氧化动力学曲线均符合抛物线规律,热浸镀铝经950℃×2 h高温扩散提高了0Cr18Ni10Ti不锈钢的抗高温氧化性,Fe Al金属间化合物具有较好的抗高温氧化性能。热浸镀铝未经950℃×2h高温扩散,试样表层富铝层较疏松。

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。

晶粒大小对0Cr18Ni10Ti不锈钢管力学性能的影响

研究了晶粒大小对0Cr18Ni10Ti不锈钢管室温和高温(320℃)拉伸性能的影响。结果表明:在相同程度的冷变形加工下,当不锈钢管晶粒度由12.0降低为7.5级时,随着晶粒尺寸增加,钢管的室温抗拉强度由760 MPa降低为614 MPa,屈服强度由525 MPa降低为456 MPa,而伸长率由31%增加为40.5%。高温抗拉强度和屈服强度分别由565和490 MP降低为477和400 MP,其伸长率由6.5%增加为18%。因此,为提高不锈钢管综合力学性能应对其晶粒尺寸进行合理控制。

大型电机材料0Cr18Ni10Ti不锈钢的高温力学性能

通过对0Cr18Ni10Ti不锈钢力学性能的研究,论证了在炉体外延式高温引伸支架上加装外置式常温引伸计测试钢材高温下规定非比例延伸强度Rp0.2方法的可行性,并对高温试验后的0Cr18Ni10Ti不锈钢试样进行了宏观检验。通过对0Cr18Ni10Ti不锈钢在不同温度和保温时间下进行拉伸试验,探讨了受热温度和保温时间对其力学性能的影响。最后通过回归分析,得出了规定非比例延伸强度Rp0.2和抗拉强度Rm随温度变化的规律。

0Cr18Ni10Ti换热器热处理后产生裂纹原因分析及改进措施

0Cr18Ni10Ti奥氏体不锈钢一般情况下具有良好的焊接性能,但由于其组织和成分的特殊性使其在某些操作条件下,会在焊接部位产生裂纹。文章分析了0Cr18Ni10Ti奥氏体不锈钢换热器在稳定化热处理后产生裂纹的原因,提出了有针对性的改进措施,为解决0Cr18Ni10Ti奥氏体不锈钢在热处理后出现裂纹的问题提供了一定的参考依据。

0Cr18Ni10Ti动态力学性能及其冲击吸能应用

对不锈钢0Cr18Ni10Ti进行了分离式霍普金森压杆(SHPB)冲击试验,获得了不同应变率下材料的动态力学响应,采用Cowper-Symonds本构模型对其力学性能进行拟合,获得了相关的模型参数。利用不锈钢0Cr18Ni10Ti的高延展性和韧性,设计了一个依靠径向扩张变形从而吸收冲击能量的圆管,并采用拟合得到的材料本构模型对该圆管进行了低速冲击仿真,分析结果表明采用该不锈钢制成的圆管具有较为理想的缓冲力-位移响应,且载荷波动小,是一种较为理想的吸能装置。

中间热处理对0Cr18Ni10Ti不锈钢管组织及性能的改善

研究了0Cr18Ni10Ti不锈钢管制备过程中中间管坯的热处理工艺对成品管组织和性能的改善。研究表明:中间管坯经不同温度真空热处理后,管坯表面光洁,无明显氧化层且管材组织均匀,其中经1080℃×8min热处理后管坯晶粒度为6级;经900℃×60min真空热处理后管坯晶粒度为10级。中间管坯在大气环境中经1100℃×3min热处理后,管坯表面氧化严重,管坯晶粒组织粗大不均匀,在管坯内壁出现明显细晶区域。成品钢管拉伸试验表明,采用1080℃×8min真空热处理后的中间管坯所制备的成品钢管拉伸综合性能优良。

304NG不锈钢均匀腐蚀性能研究

用MARS循环腐蚀回路对304NG不锈钢进行了1500h的循环水腐蚀考验,对均匀腐蚀速率进行了定量评估。试验结果表明:在模拟核反应堆一回路循环水条件下,304NG控氮不锈钢板材、锻件的均匀腐蚀速率为1.40mg/(dm2ˇ30d)和1.91mg/dm2(dm2ˇ30d),0Cr18Ni10Ti不锈钢板材、锻件的均匀腐蚀速率为4.44mg/(dm2ˇ30d)和4.65mg/(dm2ˇ30d),304NG控氮不锈钢的均匀腐蚀速率低于0Cr18Ni10Ti不锈钢。

不锈钢换热管的失效分析

某化工厂换热器的0Cr18Ni10Ti不锈钢换热管发生开裂。为查明开裂管道的失效原因,对其进行化学成分、硬度、金相、断口形貌和腐蚀产物分析。换热管发生开裂原因为管道加工后残余应力较大,在氯离子环境中发生了应力腐蚀开裂(SCC)。

两种奥氏体不锈钢酸性盐雾腐蚀行为研究

目的研究0Cr18Ni9(钝化)不锈钢与0Cr18Ni10Ti(钝化)不锈钢在酸性盐雾条件下的腐蚀行为,为发动机零件选材及防护措施的改进提供依据。方法按GJB150.11A-2009《军用装备环境试验方法盐雾试验》进行,调节溶液p H到3.5±0.5,以24 h喷雾润湿+24 h干燥为一个循环,分别开展2(96 h)、4(192 h)、5(240 h)个循环的酸性盐雾试验。采用目视、称量、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)对盐雾腐蚀后试样进行观察及分析。结果 0Cr18Ni9(钝化)与0Cr18Ni10Ti(钝化)两种奥氏体不锈钢均发生了轻微的腐蚀,主要为局部腐蚀及均匀腐蚀。结论两种金属在酸性盐雾条件下耐蚀性良好,且可满足目前海军型发动机对材料耐酸性盐雾腐蚀的要求,0Cr18Ni9(钝化)略优于0Cr18Ni10Ti(钝化)。

冷变形对0Cr18Ni10Ti不锈钢管拉伸性能的影响

研究了经冷拉拔预变形后0Cr18Ni10Ti不锈钢管的室温和320℃拉伸性能及其断口形貌特征。结果表明,随着冷变形率的增大,0Cr18Ni10Ti不锈钢管室温和320℃抗拉强度和屈服强度增大,断后伸长率减小;钢管320℃拉伸性能较室温有所下降,其中断后伸长率下降明显。拉伸断口观察表明,不锈钢管室温和320℃拉伸断口均呈韧性特点,320℃拉伸断口较室温断口韧窝密度降低,尺寸增大。