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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

高能喷丸0Cr18Ni9Ti不锈钢自纳米化机理

为在0Cr18Ni9Ti不锈钢棒材端面制备出纳米晶,采用高能喷丸(HESP)对不锈钢棒材的端面进行表面自纳米化处理。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪对喷丸端塑性变形层不同深度的组织进行表征,并对0Cr18Ni9Ti不锈钢在高能喷丸过程中的晶粒细化机理进行讨论。结果表明:在喷丸端大约70μm深度内形成纳米组织,其中喷丸表面的晶粒尺寸达到52nm左右。晶粒细化机理为:在小应变作用下主要是孪生变形把粗大晶粒细化成孪晶薄片,在大应变作用下,孪晶交叉把孪晶片细化成纳米晶粒,同时在孪晶交叉处产生应变诱导马氏体相变。

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。

0Cr18Ni9Ti不锈钢表面纳米化层的组织和性能

采用高能喷丸对0Cr18Ni9Ti不锈钢棒材端面进行了表面自纳米化处理;利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪和显微硬度计对塑性变形层的组织和性能进行了表征。结果表明:在距表面70μm左右的范围内形成了100 nm以下的等轴纳米晶;从基体到喷丸表面,变形层的显微组织依次为单相奥氏体、奥氏体和马氏体两相共存、单相马氏体;晶粒细化显著提高了塑性变形层的显微硬度。

热处理对0Cr18Ni9Ti不锈钢耐蚀性的影响

用草酸电解实验结合金相观察以及动电位极化法研究了不同热处理工艺后0Cr18Ni9Ti不锈钢的耐晶间腐蚀和耐点蚀性能.结果表明,单一固溶处理后试样具有较好的耐点蚀性,稳定化处理后虽然具有很好的抗晶间腐蚀性能,但是耐点蚀性较差.同时,采用交流阻抗测试研究发现固溶处理后试样表面钝化膜比较稳定.

0Cr18Ni9Ti不锈钢表面渗锆合金层的硬度及耐蚀性

利用双层辉光等离子渗金属技术,在0Cr18Ni9Ti不锈钢表面形成厚约65μm、均匀致密连续的渗锆合金层,并对不锈钢基材与渗锆合金层分别进行硬度检测与电化学腐蚀性能测试。结果表明:渗锆后,试样表面的硬度约为1530 HV0.05,明显大于不锈钢基材的表面硬度(约为350 HV0.05);渗Zr合金层的硬度由表及里逐渐降低,呈梯度分布;在0.5 mol·L-1H2SO4溶液、0.5 mol·L-1HNO3溶液、3.5%NaCl溶液中,不锈钢基材的相对腐蚀速度分别是渗Zr合金层的2.18倍、9.73倍、2.44倍;未处理的不锈钢表面腐蚀较为严重,而渗Zr合金层表面只出现轻微的局部腐蚀,可见经渗锆处理后,不锈钢的耐蚀性能有所改善。

0Cr18Ni9Ti不锈钢表面渗Zr合金层的高温氧化行为

对0Cr18Ni9Ti不锈钢先后进行渗Zr、渗C、预氧化等表面处理,研究了经不同工艺阶段处理后,试样在1 000～1 150℃空气中的高温氧化行为。结果表明,各试样单位面积氧化增重与氧化时间的关系基本上均遵循抛物线规律,且氧化速率常数皆随温度升高而增大。经过渗Zr、渗C、预氧化工艺阶段处理后,试样的氧化激活能均有所提高,恒温氧化速率明显减小,即试样的抗高温氧化性能提高。

0Cr18Mo2与1Cr18Ni9Ti异种不锈钢焊接区显微组织的分析

采用光学显微镜、扫描电镜 (SEM)等设备对 0Cr18Mo2和 1Cr18Ni9Ti异种不锈钢焊接区进行了研究。结果显示该异种不锈钢焊缝及A一侧组织为少量的铁素体和奥氏体 ,但铁素体一侧靠近熔合区附近的铁素体晶粒有长大的倾向 。

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%。