10Ni和18Ni马氏体时效钢时效过程的穆斯堡尔谱

利用10Ni和18Ni马氏体时效钢穆斯堡尔谱,研究10Ni和18Ni两种马氏体合金钢的时效机理.研究表明:10Ni和18Ni马氏体时效钢存在富Fe-Co区域和富Fe-Ni-Mo区域,在时效初期,Mo原子的偏聚速度较快;10Ni合金时效30min后析出金属间化合物,18Ni合金时效15min后析出金属间化合物.由超精细内磁场值变化可知,随着时效时间的增加,Co原子作为与Fe原子最近邻的配位几率增加.

超纯净化18Ni(350)马氏体时效钢的研究

采用超纯净化冶炼工艺将１８Ｎｉ（３５０）型马氏体时效钢中的主要有害元素降低到１０－５的极限低水平，并适当调整了主要强化合金元素含量，达到了有效提高马氏体时效钢强韧性的目的．实验结果表明，超纯净化马氏体时效钢的断裂韧性在同一强度级别下较现有普通马氏体时效钢提高 １０％－３０％，最高达到 ６１ＭＰａ·ｍ１／２．显微组织结构分析表明，在超纯净化条件下，ＴｉＮ是钢中的主要夹杂物，其体积和数量都大幅度降低 同时钢中Ｔｉ等合金元素的利用率也显著提高，有助于提高马氏体时效钢的强韧化水平．

18Ni马氏体时效钢加热过程晶粒长大模型

研究了18Ni（1700MPa）马氏体时效钢加热一保温过程中晶粒长大的规律。通过回归分析建立了晶粒长大模型，同时验证了该模型的正确性。结果表明：在930～1070℃保温时，晶粒演变主要经历了逆变奥氏体再结晶孕育期、逆变奥氏体再结晶和二次长大3个阶段。在逆变奥氏体再结晶阶段，晶粒会发生明显的细化；在逆变奥氏体再结晶结束后的几十秒内，细化的晶粒将以较大速度发生二次长大，温度越高长大速度越快，但随着时间的延长，晶粒长大速度又会越来越慢。晶粒尺寸预测值与实测值吻合较好。

18Ni马氏体时效钢热变形行为

研究马氏体时效钢的热变形问题具有理论意义。在变形温度为900～1050℃，应变速率为0．001-1s-1，最大真应变为1．2的条件下，利用Gleeble-3800热模拟试验机研究18Ni（1700MPa）马氏体时效钢的热压缩变形行为，建立该合金的热加工图，并对组织演变规律进行研究。结果表明：在实验条件下，随变形温度的升高和应变速率的降低，合金的流变应力和峰值应变逐渐减小，而能量耗散率（η）逐渐升高，动态再结晶过程进行更充分；当应变量为0．6，流动失稳区面积最小。确定了18Ni马氏体时效钢的完全再结晶区域。

18Ni(1700MPa)型马氏体时效钢时效工艺研究

研究不同时效温度和时间对820℃×1h固溶处理后的18Ni马氏体时效钢硬度的影响规律。研究了480℃时效3h和4h的拉伸性能,并利用金相显微镜、扫描电镜对时效后的组织和断口进行观察分析。结果表明:当时效温度较低(460℃),时效3h达到峰值的98%左右;在较高温度(520℃)时效,10min左右即可达到该水平;最优时效工艺为480℃×3h;两种时效工艺下的断口有明显的延伸和缩颈,中心存在大量韧窝,为典型的韧性断裂。

18Ni马氏体时效钢高温变形本构关系研究

为了研究热变形参数对马氏体时效钢高温变形行为的影响,利用Gleeble-3800热模拟机对18Ni(1700 MPa)马氏体时效钢在变形温度900~1050℃、应变速率0.001~1 s^(-1)、真应变1.2的热变形参数范围内进行了高温压缩试验。并基于Arrhenius双曲正弦模型,采用多元线性回归方法建立了18Ni(1700 MPa)马氏体时效钢的本构方程。结果能为该马氏体时效钢的数值模拟和热加工工艺的制定提供理论基础。

扫描策略对激光选区熔化成型18Ni300马氏体时效钢打印质量和性能的影响

为研究扫描策略对成型零件打印质量和性能的影响规律,采用激光选区熔化(selective laser melting,SLM)技术,选用单向填充重复扫描策略(X扫描)、90°交替变向填充扫描策略(XY扫描)、条形分区变向填充扫描策略(S扫描)和棋盘格分区变向填充扫描策略(C扫描)打印18Ni300马氏体时效钢,系统地研究不同扫描策略对打印零件表面形貌、致密度、组织物相和力学性能的影响规律,分析不同扫描策略拉伸性能在不同成型方向上的各向异性。结果表明:分区扫描策略的打印质量和性能优于X扫描策略和XY扫描策略。究其原因在于,在打印过程中分区扫描策略可将打印表面划分成多个区域进行加工,提高了每一层的冷却凝固速率。相比于X扫描策略和XY扫描策略,分区扫描策略的扫描方向呈周期性变化,不仅有利于填补上一层熔道的凸起和搭接孔隙,而且可以减少热量积累,有利于提高试样性能。

热处理对SLM 18Ni300马氏体时效钢组织及腐蚀性能的影响

目的探究热处理对激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)成形18Ni300马氏体时效钢组织和耐腐蚀性能的影响。方法利用激光选区熔化技术成形18Ni300马氏体时效钢试样,分别对成形试样进行时效处理和固溶+时效处理。通过金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计和电化学工作站,分别测试分析了不同热处理SLM 18Ni300马氏体时效钢的微观组织、显微硬度和耐蚀性。结果热处理后,试样微观组织发生显著变化,时效试样组织细化,得到板条马氏体组织;固溶+时效试样激光熔池消失,组织为均匀致密的板条马氏体,且均有细小析出物弥散分布于晶界和板条间。时效处理和固溶+时效处理显著提高了SLM 18Ni300马氏体时效钢硬度,SLM试样硬度为376.6HV1,时效试样和固溶+时效试样硬度分别为651.5HV1和641.8HV1。0.5 mol/L H2SO4溶液中,SLM试样的Jcorr最小,为1.375×10^-3 A/cm^2,耐腐蚀性最好,各试样耐蚀性优劣有SLM试样>固溶+时效试样>时效试样。3.5%NaCl溶液中,SLM试样的极化曲线有明显的钝化平台,且Jcorr最小,为3.630×10^-6A/cm^2,耐腐蚀性最好,各试样耐蚀性优劣有SLM试样>时效试样>固溶+时效试样。结论时效处理和固溶+时效处理后,SLM 18Ni300马氏体时效钢得到板条马氏体组织,硬度显著提高,但在H2SO4溶液和Na Cl溶液中的耐腐蚀性能有所下降。

18Ni300马氏体时效钢表面离子氮化研究

通过对渗层硬度分布、金相组织形貌和物相组成,以及拉伸性能、缺口敏感性和延迟断裂抗力等的分析,研究了18Ni300马氏体时效钢离子氮化后的渗层及对力学性能的影响。结果表明:离子氮化表面形成了Fe_4N硬化相,硬度从表面820 HV逐步下降到基体的610HV。由于平缓的硬度分布和不存在Fe_(2-3)N脆性相,使渗层与基体具有较强的协调变形能力;离子氮化后缺口与光滑抗拉强度之比仍达到1.2,可保障氮化构件的安全性。极低的位移速度(0.0015mm/min)缺口拉伸证明了氮化并未增大延迟断裂倾向。

18Ni(350)马氏体时效钢磁滞性能的研究

本文研究了固溶温度、时效温度、冷变形对18Ni(350)马氏体时效钢室温和高温磁滞性能的影响。结果指出,材料高温磁滞性能下降的主要原因是热骚动力的增大和部分铁磁性奥氏体在高温下变为顺磁性。提高固溶温度使材料的磁滞性能提高。采用冷变形在晶体内产生一定的织构和增加的效后金属化合物的数量及弥散度,使基体贫Ni,而控制逆转变奥氏体的大小。分布和数量,改善了磁滞性能。

固溶时效温度对10Ni3MnCuAl钢组织和性能的影响

研究了不同固溶时效温度对10Ni3MnCuAl钢组织和力学性能的影响。结果表明：10Ni3MnCuAl钢在830～890℃固溶后可以获得优良的综合力学性能；在400～500℃时效时，随温度的升高，强度逐渐升高，塑韧性逐渐降低；500℃时效时硬化达到最大效果，强度达到峰值，塑韧性降到低谷；超过500℃后，随温度的升高，强度逐渐降低，塑韧性逐渐升高；与固溶态的钢相比，时效后钢的冲击韧度大幅下降，但与原始态的试验钢相比，同等硬度时，特别是过时效状态下，冲击韧度有了大幅提高。

0Cr18Ni10Ti管道钢的随机循环本构模型

通过完成增量步应变控制疲劳试验,研究了新管道钢0Cr18Ni10Ti的随机循环本构关系。试验验证了以前在焊缝金属试验中的发现与推断,即工程材料的循环本构存在随机性,与循环应变-寿命关系的随机性一样,是固有的疲劳现象。拓展以前赵等人的工作(Nucl. Eng. Des., 2000, 199(3): 315-326),基于Ramberg-Osgood方程及其修正形式,提出了任意存活概率和置信度的随机循环本构模型及参数的求解方法。模型包括存活概率-应变-寿命曲线、置信度-应变-寿命曲线和存活概率-置信度-应变-寿命曲线。试验数据分析验证了模型的有效性和实用性。

平均应变对0Cr18Ni10Ti管道钢随机应变-疲劳寿命关系的影响规律

试验研究了平均应变对0Cr18Ni10Ti管道钢随机应变-寿命关系的影响规律.从节约试样和试验费用角度,采用改进的极大似然疲劳试验法,应变比分别为-1、-0.52、-0.22、0.029、0.18和0.48的条件下,完成了104个试样的应变控制疲劳试验.在材料具有完全平均应力松弛特征、现有平均应变理论无法表征其影响情况下,首先基于Coffin-Manson方程,应用广义极大似然法有效地测定出各应变比下材料的随机应变-寿命关系.通过比较各应变比下疲劳寿命均值、对数疲劳寿命均方差和概率疲劳寿命,揭示出0Cr18Ni10Ti管道钢高可靠性时,应变比大于0有大约1.3～1.6的正面效应,小于0为负面效应.现有平均应变效应研究仅考虑疲劳寿命均值可能给出错误评价;必须综合考虑均值、均方差和样本量3因素才能给出合理评价.

固溶温度对新型无钴马氏体时效钢00Ni14Cr3Mo3Ti冲击性能的影响

研究了固溶温度750~1050℃对00Ni14Cr3Mo3Ti新型马氏体时效钢冲击性能和硬度的影响,并用扫描电镜观察试验钢冲击断口的形貌和固溶态显微组织。试验结果表明,钢的固溶温度低于900℃时,随着固溶温度的升高,基体中未溶的Laves相逐渐溶解,固溶态和510℃5 h时效态的冲击性能均随着固溶温度的上升而提高;固溶温度高于900℃,固溶态冲击性能随着固溶温度的上升而提高,该钢固溶态冲击功由900℃的215 J增加至1050℃固溶的226 J,但时效态冲击性能随着固溶温度上升而降低,5105 h时效钢的冲击功由900℃最大值62 J降至1050℃固溶的25 J。

固溶温度对马氏体时效钢00Ni14Cr3Mo3Ti组织和力学性能的影响

研究了马氏体时效钢00Ni14Cr3Mo3Ti(%:0.002C、14.06Ni、3.19Cr、3.06Mo、1.32Ti)750～1 050℃固溶处理的组织和力学性能。结果表明,≤900℃固溶处理,该钢奥氏体晶粒和强度无明显变化,固溶温度超过900℃时钢的奥氏体晶粒显著增大,钢的强度呈下降趋势。当固溶温度由750℃增加至900℃时,随固溶处理温度提高,钢中Fe_2Mo相量降低,810℃时完全溶解,钢的冲击功由32 J提高至61 J,当固溶温度由900℃增至1 050℃,随奥氏体晶粒增大,钢的冲击功由61 J降至26J。

深冷处理对18Ni马氏体时效钢性能及组织的影响

通过采用固溶、深冷及时效等处理方式,对18Ni马氏体时效钢进行了不同热处理工艺试验,研究了深冷处理对18Ni马氏体时效钢性能及组织的影响。结果表明,18Ni马氏体时效钢经深冷处理后硬度能有效提高;随着深冷处理时间的延长,材料的性能仍有所提升。深冷处理能使材料中的残余奥氏体向马氏体转变,但不能完全消除残余奥氏体。

Al-9Si-10Cu储能材料对0Cr18Ni9钢的腐蚀行为研究

铝合金是比较理想的中高温储能材料,但在高温时易腐蚀金属容器,所以在实际工程应用时,需控制储能铝合金对容器的腐蚀。通过设置合理的腐蚀试验,研究了储能温度和储能时间分别对Al-9Si-10Cu储能材料腐蚀容器0Cr18Ni9钢的影响规律以及相应的腐蚀机理,结果表明:腐蚀速率和腐蚀层厚度随储能温度的升高而逐渐增加;腐蚀速率随着储能时间的延长逐渐下降并趋于稳定,腐蚀层厚度却随储能时间的延长而不断增加;腐蚀层由两个区域组成,两者的颜色不同且具有明显的分界线;随着储能时间的延长,腐蚀层B区域的宽度几乎保持不变,而腐蚀层C区域却逐渐疏松并剥落,以致0Cr18Ni9钢被逐渐腐蚀。

时效对18Cr2Ni4WA钢性能的影响

通过对不同时效时间的处理 ,得到 18Cr2Ni4WA钢的冲击韧性值、硬度及晶粒度 ,并研究了它们之间的关系。

熔化极电弧增材制造18Ni马氏体钢组织和性能

采用熔化极电弧增材工艺制备了成形良好的18Ni马氏体钢单墙体,研究了增材构件热处理前、后的组织力学性能.结果表明,增材构件的微观组织主要是柱状树枝晶,沉积态增材构件组织和力学性能存在局部差异:构件组织顶部为马氏体,硬度平均值为360 HV;中部和底部区域则为马氏体和奥氏体且中部硬度平均值为468 HV,略高于底部硬度平均值437 HV;构件纵向抗拉强度(1375 MPa)高出横向抗拉强度(1072 MPa)约28.3%,对应的断后伸长率分别为1.1%和0.8%.对增材构件进行825℃保温1 h的固溶热处理后,析出相重新溶入奥氏体,构件组织转变为马氏体,硬度值下降(平均值为328 HV),变化波动小;纵向和横向抗拉强度相当,分别为1025 MPa和1034 MPa,断后伸长率分别为6%和14%.

00Cr18Ni10N钢高温持久强度的预测与验证

研究了00Cr18Ni10N钢的高温持久强度.在Larson-Miller方程基础上,利用全微分和状态函数特征,建立了00Cr18Ni10N钢在给定温度条件下持久强度与高温抗拉强度之间关系的数学模型.通过试验结果表明,利用该数学理论模型预测00Cr18Ni10N钢在700℃,持久拉伸200h理论与实测持久强度值相符,相对误差为0.6%.