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。

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。

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。

加工工艺对0Cr18Ni10Ti不锈钢管高温拉伸性能的影响

文章研究了拉拔变形量、固溶温度及矫直次数对0Cr18Ni10Ti不锈钢管320℃高温拉伸性能的影响。结果表明:随着拉拔变形量的增大,0Cr18Ni10Ti不锈钢管的屈服强度和抗拉强度明显降低,延伸率显著升高;随着固溶温度的升高,0Cr18Ni10Ti不锈钢管抗拉强度先升高后降低,屈服强度升高,延伸率降低;随着矫直次数的增加,0Cr18Ni10Ti不锈钢管的高温抗拉强度先降低后变化不大,高温屈服强度略有升高,延伸率变化不大。

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。

0Cr18Ni10Ti不锈钢特殊结构件的焊接

通过改变0Cr18Ni10Ti不锈钢产品焊接接头的形式,改变其焊接工艺措施,减少产品焊缝的开裂现象,提高产品质量。

热处理工艺对铸造0Cr18Ni10Ti不锈钢组织性能的影响

铸造0Cr18Ni10Ti不锈钢虽然经过单一的固溶处理可以改善其耐腐蚀性能,但仍不能满足应用要求。本文利用优化的固溶处理与固溶+稳定化复合热处理来提高0Cr18Ni10Ti的耐腐蚀性能,并对试样进行金相、硬度和腐蚀试验,分析对比得出:在1 020℃×1.5 h固溶处理+890℃×2 h稳定化处理,试样有最优的耐蚀性。

0Cr18Ni10Ti不锈钢导向管固溶处理设备和工艺研究

300兆瓦燃料组件控制棒用0Cr18Ni10Ti不锈钢导向管及通量测量管工艺要求在轧制成12.91 mm×0.5 mm规格后,进行固溶处理,需要控制加热温度和时间。但是由于系统不能直接控制管材温度,所以将固溶加工的参数确定为电流和时间。并通过设备工作原理分析和工艺试验验证,得出了加热温度、加热时间、电流等工艺参数的较合理匹配值,为其他规格核用材料的固溶处理提供参考。

0Cr18Ni10Ti不锈钢锻件横向冲击性能不合格分析

针对6件横向冲击韧性不合格的冲击试样,采用断口观察、金相分析、SEM微观形貌分析及化学成分分析等手段对其进行分析。结果表明:σ相的存在是造成材料冲击韧性降低的主要原因,采用高于σ相的稳定化温度短时间加热可消除σ相。

0Cr18Ni9不锈钢钣金件的锈蚀防护工艺

针对0Cr18Ni9不锈钢深落压钣金件因热处理造成表面氧化皮较重,使用过程中出现锈蚀的问题,制定了磁力抛光、磁力抛光+钝化和钝化+磁力抛光等3种锈蚀防护改进措施,并与未处理试样进行了对比。结果表明:未处理、仅磁力抛光处理的试样经过96 h盐雾试验后腐蚀严重,经磁力抛光+钝化处理的试样经96 h盐雾试验后发生局部点腐蚀;而经钝化处理+磁力抛光的试样经96 h盐雾试验后未出现腐蚀,在960 h盐雾试验后仅出现局部锈蚀,表面依然光亮,耐盐雾时间是其余3种试样的10倍以上。

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不锈钢热浸镀铝高温短期氧化行为

采用熔剂法对0Cr18Ni10Ti热浸镀铝,通过SETSYS Evolution高温热重分析仪对0Cr18Ni10Ti热浸镀铝及0Cr18Ni10Ti不锈钢在900℃×24 h、1000℃×24 h短期氧化行为进行了研究,采用EDS、SEM对表面、截面进行了能谱分析及形貌观察。研究结果表明,热浸镀铝及不锈钢900℃×24 h、1000℃×24 h氧化动力学曲线均符合抛物线规律,热浸镀铝900℃×24 h、1000℃×24 h氧化速率分别为2.419×10-12mg/cm2·h、1.483×10-13mg/cm2·h,0Cr18Ni10Ti不锈钢900℃×24 h、1000℃×24 h氧化速率分别为3.927×10-12mg/cm2·h、6.49×10-12mg/cm2·h。热浸镀铝提高了0Cr18Ni10Ti不锈钢的抗高温氧化性。热浸镀铝900℃×24 h、1000℃×24 H高温氧化分别生成θ-Al2O3氧化物及θ-Al2O3和α-Al2O3的混合物。

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。

1Cr18Ni9Ti不锈钢氮气瓶支架断裂原因分析

利用扫描电镜和光学显微镜的等分析设备,研究1Cr18Ni9Ti不锈钢氮气瓶支架断口的组织形貌,分析了基体成分和性能。研究表明断裂原因为在支架铆接部位的局部尺寸减薄,降低了构件的承载能力,诱发裂纹最终导致疲劳断裂,并提出相应的解决措施。

异种不锈钢1Cr18Ni9Ti/Mn-Ni-Cr/1Cr21Ni5Ti钎焊接头的组织和性能

针对液体火箭发动机燃烧室的焊接制造,采用Mn-Ni-Cr箔材钎料对异种不锈钢1Cr18Ni9Ti与1Cr21Ni5Ti进行了钎焊实验,研究了工艺参数对接头微观组织结构的影响规律,揭示了焊缝区缺陷、第二相的形成过程。通过力学性能测试获得了接头组织结构与力学性能的响应关系,确定了钎焊的最佳工艺参数为1190℃、30 min,其爆破压力达到80 MPa。利用SEM、EDS以及EBSD等表征手段对断口形貌进行了分析,研究了不同工艺规范下接头的断裂机理,为不锈钢燃烧室的焊接制造提供了工艺理论基础。

1Cr18Ni10Ti不锈钢疲劳性能研究

采用真空感应加电渣重熔冶炼技术生产的 1Cr18Ni10Ti不锈钢 ,其冶金质量和全面性能较以前相比均有很大提高。通过对 1Cr18Ni10Ti棒材样品疲劳断口的研究分析表明 ,材料的疲劳性能与冶金质量、内部组织结构、试件表面完整性有关。改变热处理制度能显著提高材料的疲劳寿命 ,在其他条件相同的情况下 ,样品的表面完整性对疲劳寿命有很大影响。在试验过程中发现 ,疲劳裂纹源多为机加工留在表面的刀痕、划痕。