10Cr21Mn16NiN高锰氮奥氏体不锈钢组织与性能研究

研究了固溶处理温度对热轧态10Cr21Mn16NiN高锰氮奥氏体不锈钢微观组织、力学性能和腐蚀性能的影响,并进一步揭示了该材料的低温韧脆转变行为。结果表明,随着固溶温度的升高,屈服强度和抗拉强度逐渐降低,而延伸率和耐腐蚀性能逐渐增大。这是因为高温固溶促进了热轧阶段形成的有害相重新溶解,从而消除析出相对性能带来的不利影响。10Cr21Mn16NiN钢在低温冲击载荷下表现出明显的韧脆转变行为,韧脆转变温度在-110℃附近,高于-110℃可以获得强度与韧性的良好配合。

10Cr21Mn16NiN不锈钢冶炼与连铸生产实践

通过对10Cr21Mn16NiN高氮不锈钢冶炼和连铸工艺研究,在生产中改进两步法冶炼和连铸生产工艺,与三步法工艺相比,LF精炼后期增氮速度由5×10^-6~10×10^-6/min提高到20×10^-6~30×10^-6/min,LF精炼时间由390 min缩短至240 min,连铸等钢时间由4 h降至2 h以下;解决了钢包增氮炉渣外溢的问题;避免了方坯在连铸过程中的翘头,No.1、No.2流断浇率由开发时100%降至0,设备事故率由66.7%降至0,2炉连浇率实现100%。实践证明,方坯连铸机辊子非密排且仅有1台五辊拉矫机也能生产出高强不锈钢方坯。

高锰高氮不锈钢10Cr21Mn16NiN线材开发

介绍了10Cr21Mn16NiN钢线材成分设计、增氮原理、冶炼工艺、轧制和固溶工艺、Cr_(2)N相析出的生产工艺。采用30 t AOD精炼,吹氮气增氮,精炼后期加氮化锰。轧制时采用1240℃加热、控轧控冷,保证了盘条表面质量,避免了中心缩孔等问题;固溶温度应控制在1100℃左右,且保温30 min后快冷,可防止Cr_(2)N相析出。成功生产出表面质量和性能优良的10Cr21Mn16NiN不锈钢线材。

45t AOD精炼高氮奥氏体不锈钢10Cr21Mn16NiN的工艺实践

冶炼高氮不锈钢10Cr21Mn16NiN（/％：0.03 ～0.13C,0.30 ～0.60Si,15.0～ 17.0Mn,≤0.045P,≤0.030S,21.0 ～22.0Cr,1.0 ～ 1.8Ni,0.40 ～0.65N） EAF粗炼钢水主要成分为2.20％C,21.32％Cr.AOD精炼时,采用顶吹和底侧吹氧氮进行脱碳,加入锰铁和镍铁,并加入石灰脱硫,用硅铁还原后再用铝和硅钙粉进行深脱氧;使用金属锰进行锰合金化后钢中Mn含量达16％;在钢水量为45.2 ～46.0 t时,AOD出钢时钢中氮含量为0.49％～0.54％,在出钢过程加入1.34～1.67t氮化锰后钢中氮含量为0.64％ ～0.65％,氮的收得率可达42.1％～50.2％.

6Cr21Mn10MoVNbN气阀钢晶粒长大及其动力学研究

研究了6Cr21Mn10MoVNbN气阀钢在1 000℃到1 250℃固溶处理时的晶粒长大规律,并分析了等温固溶时晶粒长大的动力学.结果表明,弥散分布的碳氮化物对晶粒长大有显著阻碍作用,在低于该钢的晶粒粗化温度（1150℃）固溶处理时,大量未溶解的碳氮化物使得晶粒尺寸增幅较小、洛氏硬度小幅下降;在高于1150℃时,随温度的升高或时间延长,晶粒长大迅速,洛氏硬度大幅下降;晶粒生长指数随固溶温度的升高而呈台阶式增长;在固溶温度为1 050～1100℃下的晶粒长大激活能为189.9 kJ/mol,晶粒长大机理为自扩散过程控制机理,并建立了相应的晶粒长大动力学方程.

6Cr21Mn10 MoVNbN大功率发动机气阀钢的研究

通过热模拟压缩试验和热轧固溶试验研究了6Cr21Mn10MoVNbN气阀钢不同变形条件下的热变形行为和不同固溶工艺下的显微组织演变规律。结果表明:6Cr21Mn10MoVNbN钢最佳的热变形温度范围为1150～950℃,最佳的固溶处理温度范围为1100～1150℃。经过实际生产线在线试验的参数优化,生产出了常温抗拉强度高于1000MPa、伸长率大于8%、500℃和800℃抗拉强度分别超过800MPa与400MPa的高性能气阀钢,成品率达到60%以上。

6Cr21 Mn10 Mo VNbN钢高温氧化行为

研究了6Cr21Mn10MoVNbN钢700-900℃范围内的抗氧化性能。实验结果表明,在800℃以下该钢属于完全抗氧化级,900℃时属于抗氧化级。进入氧化稳定期后,随着温度的升高,6Cr21Mn10Mo-VNbN钢氧化动力学曲线从抛物线规律逐渐向线性规律偏离。XRD、SEM和能谱分析表明,随氧化温度升高,氧化层不断加厚,氧化皮组成从锰的氧化物为主向铁的氧化物占较大比例转变,致密度和抗剥落性能下降,氧化皮中铁的氧化物大量出现和氧化皮疏松是耐热钢抗氧化性能降低的主要原因。

6Cr21Mn10MoVNbN钢热变形显微组织研究

采用Gleeble 2000热模拟试验机研究了不同变形条件对6Cr21Mn10MoVNbN气阀钢热变形后显微组织的影响。结果表明,6Cr21Mn10MoVNbN钢试样热变形时随变形温度升高动态再结晶晶粒尺寸增大,M7C3相数量先减少后增加;随着变形速率升高或变形后冷却速度加快,再结晶晶粒尺寸和M7C3相数量减小。动态再结晶未完成时,再结晶晶粒随变形量的增加而细化,而M7C3相难以析出;动态再结晶完成后,随变形量的加大,再结晶晶粒粗化和M7C3相数量逐步增多。M7C3相析出是在热变形结束后的冷却过程中进行的,主要在晶界上形核,析出机制为γ0→γ1+M7C3的胞状脱溶。

时效对6Cr_(21)Mn_(10)MoVNbN钢制排气门工艺性能的影响研究及推广应用

本文针对时效工艺对6Cr21Mn10MoVNbN钢制排气门在生产过程中存在的问题进行分析,通过对比工艺试验和生产现场跟踪,研究了时效对其工艺性能的影响,并在生产中加以推广应用。

一种高氮钢的高温力学性能和组织演变规律

6Cr21Mn10MoVNbN合金是重型发动机用高氮钢。采用Gleeble1 500热模拟、金相分析、扫描电镜、XRD和理论分析相结合的方法研究了该合金的高温变形特性。微观结构分析表明,变形温度和应变速率对该合金微观组织的演变有很大的影响。合金在850,950,1 050℃经历相同的变形量后,合金晶粒尺寸相差不大。但当温度升至1 150℃,变形后合金晶粒尺寸迅速增大,此类变化主要是由于温度升高使合金中铬的碳化物快速溶解和转化所致。