渗氮温度对Y10钢表面离子渗氮层组织和性能的影响

在不同温度(480,500,520,540℃)下对经过淬火和回火处理的Y10钢进行离子渗氮处理,研究了渗氮温度对渗氮层显微组织、硬度和高温摩擦磨损性能的影响。结果表明:不同温度离子渗氮后Y10钢表面渗氮层中均不存在白亮的化合物层,主要为氮扩散层;渗氮层的氮化物主要为ε(Fe_(3)N)和γ′(Fe_(4)N),随渗氮温度升高,ε(Fe_(3)N)相的衍射峰强度降低,γ′(Fe_(4)N)相的衍射峰强度升高,α-Fe相衍射峰趋于消失,渗氮层厚度增加;随着渗氮温度由480℃升高到540℃,渗氮层硬度由880 HV增加到999 HV,稳定摩擦因数由0.75降至0.65,磨损质量损失由0.74 mg降至0.34 mg,高温耐磨性能提高,这主要与渗氮层中形成更多的高硬度氮化物有关。

超期服役10CrMo910钢高温性能及使用寿命评估研究

对某运行超过20万h的电站锅炉主蒸汽管道(材质为10CrMo910)进行取样,分别研究管道母材和焊缝的金相组织、机械性能和高温蠕变性能,通过数学模型预测其高温使用寿命。结果表明:在运行超20万h后,10CrMo910主蒸汽管道晶粒大小均匀,无明显的析出相聚集,处于稳态蠕变阶段。随着工作温度升高,韧性提高,管道和焊缝均保持良好塑性。使用等温线法预估,535℃、560℃、580℃下管道使用寿命均超过4.5万h,可以稳定运行。使用时应严格控制工作温度和压力,并增加检修次数,保证机组安全运行。

10钢锻件性能不合格的原因分析与改进

对大规格10钢锻件力学性能不合格的原因进行了分析。结果表明晶粒粗大是大规格10钢锻件力学性能不合格的根本原因。锻件始锻温度高和锻后正火冷却速度过慢造成晶粒粗大。通过二次正火并调整冷却方式使不合格的10钢锻件得以挽救。降低始锻温度并提高正火冷却速度确保了大规格10钢锻件力学性能满足技术要求。

T10钢低温盐浴渗铬工艺的研究

研究了T10钢低温盐浴渗铬工艺。结果表明 ,采用本文的盐浴渗剂 ,可在 86 0℃以下温度对T10钢进行盐浴渗铬 ,并获得较厚的渗铬层 ,渗层表面硬度可达 130 0～ 15 0 0HV ,表面铬浓度在 6 5 %～ 81%范围内。

T10钢双辉等离子渗铬改性层的形成条件研究

用双辉等离子渗金属技术,在880～900 ℃温度下,对T10钢进行了表面渗铬试验;分析了渗铬改性层的表观形貌和相结构,测量了渗铬改性层的成分。结果表明,在880～900 ℃温度下,对T10钢进行双辉等离子渗铬,可得到铬沉积层、铬渗镀层等形式的渗铬改性层。通过调节工艺参数,可对渗铬改性层形式进行控制。

T10钢双辉离子渗钛层的组织及摩擦学性能

采用双层辉光离子渗金属技术,在T10钢表面进行渗钛,研究了渗钛层的显微组织和摩擦磨损性能。利用超景深三维显微系统、X射线衍射仪、显微硬度计、能谱仪等分别对渗钛层的组织、相结构、硬度及元素的浓度分布进行检测和分析,用MM-W1万能摩擦磨损试验机研究了渗层的摩擦磨损性能。结果表明:T10钢双辉渗钛后可在表面形成均匀、致密且与基体结合良好的TiC层,渗钛层硬度达到1 100HV0.01以上,且呈平缓的梯度下降。与未处理的T10钢相比,渗钛层的磨损率明显降低,耐磨性增强。

T10钢表面HVOF喷涂WC-10Co-4Cr涂层的耐磨性研究

采用超音速火焰喷涂(HVOF)工艺在T10钢表面制备了WC-10Co-4Cr涂层,用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)观察了喷涂粉末和涂层的微观结构,用摩擦磨损试验机测试涂层在无润滑及油润滑条件下的摩擦磨损行为。结果表明:WC-10Co-4Cr涂层的未融颗粒较多,涂层微观结构致密,孔隙率约为0.8%;涂层表面显微硬度呈现常规的单模分布,而涂层-基体截面显微硬度呈现双态分布,涂层表面硬度高于截面硬度,且更为稳定;在干摩擦和油润滑条件下,涂层的摩擦系数随加载力的增大而减小,基体的摩擦系数也随加载力的增大而减小;WC-10Co-4Cr涂层的磨损深度约为T10基体磨损深度的1/3;WC-10Co-4Cr涂层的磨损机制为磨粒磨损,T10基体的磨损机制为黏着磨损。

稀土元素对T10钢盐浴渗钒覆层结构影响机理研究

研究了T10钢盐浴渗钒过程中,稀土元素对渗钒覆层的影响;探讨了稀土元素影响渗钒的机理。结果表明,在渗钒过程中,稀土元素参与反应,使覆层表面碳化物更加细小弥散,有明显的催渗活化作用,并且可以提高覆层显微硬度。

T10钢火焰喷涂铝涂层性能研究

采用氧-乙炔火焰喷涂技术在T10钢表面喷涂铝涂层,通过分析其表面及截面特征、抗热震性能分析、盐水腐蚀测试、电化学腐蚀曲线分析的方法研究铝涂层对T10钢的耐蚀性能的影响。结果表明:T10钢经火焰喷涂铝涂层后,铝涂层组织致密、与基体有较强结合强度;耐腐蚀性能明显优于基体材料。

T10钢低温双辉等离子渗镀铬硬化的研究

采用双辉等离子渗铬＋离子渗氮的复合工艺,以T10钢为基材在560℃研究了该工艺对渗层硬化效果的影响。结果表明：离子渗氮前渗层表面有3-5μm的沉积层,组织致密并与基体结合紧密,基体组织无明显变化;沉积层含铬量达46%以上,扩散层深15-20μm;渗层表面物相均由Fe、Fe-Cr、Cr7C3、Cr23C6等组成;表面显微硬度达650-850HV,硬度向内呈梯度分布。渗镀层经离子渗氮后的组织与氮化前的组织无明显变化,但表面物相为Fe-Cr、Cr7C3、Cr23C6、CrN、Fe4N,表面显微硬度1000-1350HV,较未渗氮前提高65%以上,表明本复合工艺能有效提高铬渗镀层的显微硬度。

10CrMo910钢老化过程中的巴克豪森效应

基于Larson-Miller参数对10CrMo910钢进行了不同时段的高温加速老化模拟实验,运用光学显微镜(OM)和透射电子显微镜(TEM)对试样进行了显微组织观察,并研究了显微组织变化和不同老化程度对巴克豪森噪声(BN)的影响.结果表明,随高温加速老化时间的增加,老化过程中的主要组织结构变化为珠光体的消散与分解,碳化物自基体中析出与长大并向晶界迁移,晶粒亦有所长大,与此同时,位错密度则显著下降.与之对应的巴克豪森噪声检测结果显示,随着老化程度的增加,其BN振铃计数率呈逐渐降低趋势,作者从磁畴结构的角度并结合显微组织的变化对此进行了详细的分析并指出,老化过程中磁畴壁数目的减少是其最为主要的原因.

循环冷却水中SS317NC型杀菌剂对10钢腐蚀行为的影响

采用电化学测试、腐蚀失重试验、扫描电镜和能谱分析等方法,研究了10钢在不同含量SS317NC型杀菌剂(90~170mg·L-1)的循环冷却水中的腐蚀行为,分析了杀菌剂对其腐蚀行为的影响。结果表明:随着杀菌剂含量的增加,10钢在硫酸盐还原菌(SRB)、铁氧化菌(IOB)和腐蚀性阴离子的共同作用下,其腐蚀倾向和腐蚀速率均先降后升,在杀菌剂含量为130mg·L-1时最小,且都小于没有加入杀菌剂时的;10钢的基体表面呈现全面腐蚀,没有活化-钝化转变区,腐蚀产物主要为铁的氧化物及微量的硫化物;SS317NC型杀菌剂能够有效提高10钢的耐腐蚀性能。

10CrMo910钢薄壁主汽管θ法寿命评估及其应用研究

从实验、理论及应用三方面研究了θ法修正方程在 １０ＣｒＭｏ９１０钢蠕变寿命评估中的应用。研究结果表明，用θ法修正方程对１０ＣｒＭｏ９１０钢蠕变断裂性能数据进行处理效果较好；热力学理论研究阐述了θ法修正方程中三参数与应力及激活能的关系，指出可用短时高应力下的蠕变试验数据来确定低应力下的长期蠕变曲线；运用该方法对发电厂主汽管道的剩余寿命进行评估，实践证明其结果与传统法结果及管道实际蠕胀状况相吻合。此外，通过该方法还可描述管道在实际运行状态下的变形量与时间的关系曲线，从而为管道蠕胀测量工作提供了理论依据。

T10钢的脉冲爆炸-等离子体表面改性

为了提高T10钢的耐磨性和表面硬度,通过脉冲爆炸-等离子体(PDP)对T10钢进行表面改性,使用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)分析PDP处理前后T10钢的组织形貌,使用X射线衍射仪分析PDP处理后的试样的结构变化,使用显微维氏硬度计检测试样PDP处理前后的显微硬度,使用磨损试验机检测PDP处理前后的耐磨性能,使用电化学工作站检测试样PDP处理前后的耐腐蚀性能。结果表明:PDP处理T10钢后,在材料表层形成了外层为柱状区、内层为组织细化区双层结构的改性层,厚度约为70.71μm,显微硬度约为PDP处理前的2倍,磨损质量损失较基体减少,磨痕宽度明显减小;PDP处理前后T10钢自腐蚀电位无明显变化;PDP处理过程中试样快速加热、快速冷却且空气中N2参与,使改性层有残余奥氏体出现,并生成新相Fe3N,从而提高了T10钢的硬度和耐磨性;PDP前后试样耐蚀性变化不大。

21CrMo10钢高温塑性变形性能

研究21CrMo10钢的塑性变形性能,对制造热作模具具有重要的意义。文章利用Gleeble 1500D热力模拟机,在不同的温度和变形速率条件下对21CrMo10钢进行试验,测得了P91不同变形条件下的真实应力-真实应变曲线。试验曲线表明,21CrMo10钢在变形的过程中存在着动态再结晶;而且,随着温度的升高或应变速率的降低,其流变应力下降。对比试验得出的变形曲线认为,FORGE 2005材料库的变形曲线由于未考虑到动态结晶过程,不符合实际。对各种变形条件下的峰值流变应力进行分析得出,流变应力基于Zener-Holloman参数存在函数关系。

10CrMo910钢管蒸汽侧氧化膜的形态特征

对某电厂锅炉过热器和再热器受热面10CrMo910钢管蒸汽侧氧化膜进行了金相、扫描电镜、能谱和X衍射等试验分析,研究了蒸汽侧氧化膜的形态特征及其形成规律.结果表明:蒸汽侧10CrMo910钢管氧化膜分为内、外2层,内层为富含孔洞的富Cr层的非均质氧化膜,外层为疏松而细小的Fe3O4和Fe2O3;金属基体与内层氧化膜的界面处存在内氧化,使界面结合紧密;内层与外层氧化层界面不明显,离解后的氧化物颗粒较少,界面黏附强度较高,且内、外层氧化膜均由纳米和微米级颗粒组成,由于热膨胀系数不同导致应力大部分由氧化颗粒间空隙吸收;10CrMo910钢管蒸汽侧氧化膜难以剥落,且增厚的氧化膜容易导致受热面钢管长期处于过热状态.

T10钢低温双辉等离子表面渗镀铬硬化的研究

采用双辉等离子渗铬技术,首先在560℃对T10钢进行不同时间的渗铬,再对已渗铬试样进行4h离子氮化,研究了该工艺对渗镀铬层硬化效果的影响。结果表明:双辉渗铬后的渗层由厚3～5μm的沉积层+扩散层组成,沉积层组织致密并与基体结合良好,基体组织和晶粒度与渗铬前基本一致;沉积层铬浓度达45%(质量分数)以上,内有20～25μm的扩散层,铬浓度向内呈梯度分布;表面物相均由Fe,Fe-Cr,Cr7C3,Cr23C6等组成;渗层表面显微硬度达650～850HV,向内逐步降低,呈梯度分布。沉积层厚度、渗层深度、渗层的铬浓度及显微硬度等均随渗铬时间的增加而增加。渗层经离子氮化后的组织与氮化前的组织无明显变化,但表面物相为Fe-Cr,Cr7C3,Cr23C6,CrN,Fe4N,表面显微硬度提高到1000～1350HV,较未氮化前提高约60%以上。

激光淬火工艺参数对T10钢淬硬层深的影响

为探讨钢的激光淬火工艺参数对淬硬层深的影响 ,本文对T10钢进行了激光淬火试验。结果表明 :淬硬层深随激光功率的增大、扫描速度的降低、激光束重叠尺寸的增大而增大 ,其中扫描速度对淬硬层深的影响相对较大 ;在功率 (0 .9～ 1)kW ,扫描速度 2 0～ 30mm s ,光斑直径 3mm ,激光束重叠 1.0～ 1.5mm的工艺参数范围内 ,可获得不小于 0 .5mm的淬硬层深 ,表面硬度达HV10 95左右 ;此外还发现 ,激光淬火前用碳黑进行黑化处理 ,有可能在T10钢表层形成亚共晶组织。

T10钢快速球化退火工艺的研究

通过对球化退火的理论和工艺的研究,制定出T10钢奥氏体化温度Ac1透烧的快速球化退火新工艺,使球化加热的保温时间缩短到原工艺的1/4.

热处理对10钢磁性能的影响研究

通过对10钢进行不同的磁性热处理,探讨不同工艺参数对10钢电磁性能的影响规律。结果表明:加热温度越高、保温时间越长及冷却速度越慢,其磁性能越好。