10Ni3MoVD钢锻件的低温韧性

将10Ni3MoVD钢锭按锻造比大于3.5锻造成钢板并进行调质热处理,研究了其显微组织、拉伸性能和低温韧性。结果表明:试验钢的显微组织主要由回火索氏体和贝氏体组成,不同厚度位置的晶粒度均不低于9.5级;试验钢的拉伸性能满足NB/T 47009-2017标准中的指标要求;在-50℃下,试验钢的冲击韧性优良,总冲击吸收能量不低于176J,晶状断面率低于20%,侧膨胀值大于2.25mm,表层及1/4厚度位置的无塑性转变温度分别为-75,-65℃。

10Ni3MoVD锻件焊接裂纹敏感性试验研究

采用多种试验方法对抗拉强度级别为610 MPa的-50℃低温高强钢锻件10Ni3MoVD焊接冷裂纹和再热裂纹敏感性进行试验和综合评定,为该锻件焊接和焊后热处理工艺的制订提供了可靠的依据。

10Ni3MoVD低温钢锻件焊接工艺研究

介绍了10Ni3MoVD低温钢锻件力学性能以及化学成分,并对其化学成分及焊接性能进行分析。焊接工艺评定试板采用GTAW+SMAW焊接方法焊接,焊前采取预热措施,避免焊缝及热影响区出现淬硬组织而产生冷裂纹以及降低冲击韧性。评定试板经最小、最大热处理后,进行了拉伸、弯曲、-50℃冲击试验、硬度试验、宏观、显微组织等理化试验,最终试验结果满足标准以及工程技术规范的要求。

10Ni3MoVD锻件焊接性试验

研究了-50℃低温乙烯球罐用10Ni3MoVD锻件的焊接性,包括最高硬度、斜Y型坡口裂纹、插销再热裂纹试验以及手工焊焊接接头的力学性能等。结果表明:10Ni3MoVD具有较低的焊接冷裂纹敏感性和一定的再热裂纹敏感性,焊接接头低温韧性良好,焊接性优良。

10Cr12Ni3Mo2VN马氏体耐热钢奥氏体晶粒长大行为

通过在不同加热温度和保温时间下等温奥氏体化,研究了10Cr12Ni3Mo2VN马氏体耐热钢奥氏体晶粒长大行为。结果表明:900~1150℃温度区间内,10Cr12Ni3Mo2VN马氏体耐热钢奥氏体晶粒尺寸随加热温度升高、保温时间延长而增大,且随保温时间延长,晶粒尺寸均匀性下降;由于碳氮化物在1100℃以上发生溶解,1100℃以上奥氏体晶粒发生粗化;1200~1280℃温度区间内,由于δ铁素体相的析出,10Cr12Ni3Mo2VN马氏体耐热钢奥氏体晶粒尺寸随加热温度升高而减小。拟合得到900~1150℃温度区间内10Cr12Ni3Mo2VN钢奥氏体晶粒生长模型为D=6.67×107×t0.303×exp(-1.81×105/RT)。

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。

奥氏体化温度对10Ni3MnCuAl钢贝氏体转变动力学的影响

利用热膨胀相变仪,研究了860～950℃不同奥氏体化温度对10Ni3MnCuAl钢贝氏体连续转变动力学的影响。结果表明,奥氏体化温度越高,奥氏体晶粒越粗大,贝氏体连续转变起始温度(Bs)和50%转变温度(Bm)越低,但贝氏体转变终了温度(Bf)几乎不变,并且奥氏体化温度越高,贝氏体转变速率峰向低温移动,贝氏体转变最大速率由相变驱动力和扩散速率共同决定,其中相变驱动力是主要影响因素。

塑料模具钢10Ni3MnCuAl的相变特性及热处理工艺

采用膨胀法,辅以硬度测试和金相分析测定了时效硬化型塑料模具钢10Ni3MnCuAl的相变点,以及900℃奥氏体化后过冷奥氏体的连续冷却转变曲线。根据相变特性结合切削试验确定该钢的热处理工艺以正火＋时效更为合适,所获贝氏体组织的工件直径范围为200～1000mm。

15Ni3CrMoV与10Ni5CrMoV异种钢对接接头的显微组织及力学性能

采用脉冲TIG焊及手工电弧焊相结合对15Ni3CrMoV钢与10Ni5CrMoV钢进行双边开坡口的对接焊,对异种钢对接接头的显微组织、拉伸性能、冲击韧性和显微硬度等进行了研究。结果表明:异种钢对接接头焊缝区的组织呈典型的树枝晶特征,手工电弧焊对接接头的焊缝晶粒呈垂直生长的特点,而脉冲TIG焊对接接头的焊缝晶粒则呈水平生长的特点;对接接头室温拉伸断裂位置均在焊缝区,热影响区的硬度最大;脉冲TIG焊对接接头的抗拉强度和冲击韧性均高于手工电弧焊的。

三维原子探针对10Ni3MnCuAl钢中NiAl和Cu析出位置关系的研究

将析出硬化钢10Ni3MnCuAl在900℃固溶处理2 h,500℃时效处理4 h或100 h后,用三维原子探针(3DAP)研究钢中NiAl和Cu的析出位置关系。结果表明,固溶样品中Ni、Al和Cu三种元素分布均匀。500℃时效4 h的样品中发现金属间化合物NiAl和富Cu相在相同位置析出,随着时效时间增加到100 h,NiAl相和富Cu相有逐渐分离的趋势,这是因为NiAl相为体心立方的B2结构,而富Cu相此时已趋于向面心立方的ε-Cu转变。

固溶工艺对10Ni3MnCuAl钢组织和性能的影响

采用OM、SEM、TEM及力学性能分析方法,研究了不同固溶温度、时间、冷却方式对10Ni3Mn Cu Al钢组织和性能的影响。结果表明:固溶空冷条件下,随着固溶温度的升高,固溶硬度呈现先升高后降低的趋势;随着固溶时间的延长,硬度峰向低温移动。在830~910℃范围之间,试验钢的屈服强度在872.7~894.2 MPa之间,抗拉强度在1313.0~1330.3 MPa之间,断后伸长率在14.0%~14.5%之间,断面收缩率在65.0%~66.3%之间,冲击功在158~180 J之间。在870℃,2 h最佳力学性能出现;固溶空冷得到以板条马氏体为主的组织,固溶炉冷得到粒状贝氏体为主的组织;板条马氏体具有比粒状贝氏体组织具更优异的硬度、强度、塑性和韧性,尤其是冲击韧性。

07MnNiMoDR与10Ni3MoVD组焊焊接试件性能研究

通过试验研究,获得了07MnNiMoDR与10Ni3MoVD(均为淬火+回火)两种高强合金钢建造的低温设备组焊焊接试件的室温拉伸试验、弯曲试验、冲击试验和硬度试验检测数据及金相组织图。试验数据表明,(1)焊接后焊缝的抗拉强度高于07MnNiMoDR母材。(2)焊缝区、热影响区、母材区的材料伸长率一致,焊接接头的塑性和完整性较好。(3)在-50℃条件下,焊缝区的冲击功大于80J,母材和热影响区的冲击功明显高于焊缝区。(4)母材区与相应热影响区的硬度值偏差不大,高于焊缝区。同一区域不同部位测试结果偏差较小,焊缝区、热影响区及母材区淬硬倾向不明显。金相试验组织图分析结果与试验数据吻合良好。

三维原子探针表征10Ni3MnCuAl钢时效过程中析出相NiAl和Cu的变化规律

本研究使用三维原子探针表征了10Ni3MnCuAl钢在540℃时效过程中析出相随时间的变化规律,使用透射电镜分析了NiAl析出相的晶体结构及其在基体上的分布状态。结果表明:10Ni3MnCuAl钢在540℃时效过程中,NiAl析出相由时效2h后的近球状转变为时效100h后的长条状,平均粒子半径由1.13nm长大到2.13nm,数量密度由1.70×10^22m^-3降低到3.40×10^21m^-3;Cu析出相由时效2h后的球状转变为时效100h后的长条状,平均粒子半径由1.04nm长大到2.08nm,数量密度由6.04×10^21m^-3降低到2.00×10^21m-3。两种析出相由相邻位置转变为以Cu为核心,NiAl为外壳的壳状结构。B2结构的NiAl相对基体的强化作用大于Cu相对基体的强化作用,NiAl相弥散分布在马氏体板条上,并在基体的[200]方向存在超结构反射斑点。

10Ni3CrMoV钢CO_2激光多层焊的接头组织与性能

与传统电弧焊相比,激光焊接厚板优势明显。采用纯激光焊和激光电弧复合焊等多道焊接技术实现了28 mm厚10Ni3CrMoV钢的高效焊接,采用光学显微镜分析焊缝、热影响区和焊缝重叠区的组织,激光复合焊缝组织主要为针状铁素体,纯激光焊缝、粗晶区和细晶区组织主要为板条马氏体,激光复合焊缝重叠区组织为粒状贝氏体+马氏体,纯激光焊缝和激光复合焊缝重叠区组织为马氏体+少量粒状贝氏体。测试了焊接接头的力学性能,结果表明,激光复合焊缝金属的冲击韧性较高,焊接接头的抗拉强度和屈服强度与母材相当,延伸率略小于母材,焊接接头的最大硬度小于360 HV,弯曲性能合格。

10CrNi3MoV钢MAG焊接头组织与力学性能研究

采用MAG焊对8 mm厚的10Cr Ni3Mo V钢板进行焊接,借助光学显微镜、扫描电镜、HVS-10型硬度仪、WES600D液压万能试验机、JBN-300B冲击试验机等,对接头组织、硬度和力学性能等进行了研究。结果表明：焊缝组织为针状铁素体、少量的粒状贝氏体和沿柱状晶分布的先共析铁素体。粗晶热影响区晶粒较大,组织为粗大的马氏体。接头的硬度峰值在粗晶热影响区。接头拉伸性能优良,试样均断在母材。从焊缝到热影响区,冲击吸收功逐渐增加。

超(超)临界锅炉用10Cr18Ni9NbCu3BN钢制管工艺研究

系统地分析研究了10Cr18Ni9NbCu3BN钢的热穿孔工艺、冷轧工艺、半成品高温软化工艺和成品固溶工艺以及冷轧变形量对成品晶粒度均匀性的影响,重点研究讨论了半成品管不同软化温度和不同保温时间以及成品管不同固溶温度和不同保温时间对成品晶粒度的影响。

含Ti不锈钢大锻件研制

采用EAF+AOD+ESR法研制了有特殊要求的OCr18Ni10Ti大锻件33件。单件最重8.3t,最大管板Φ1850mm×260mm(5.5t),是目前最大的含Ti不锈钢锻件。所有产品一次验收合格。本文着重讨论了Ti含量控制及含Ti钢的均匀性、纯净度、晶粒度、α相和高温力学性能等问题。

10Cr12Ni3Mo2VN超超临界机组用叶片钢的热变形行为

利用Gleeble-1500热模拟试验机对10Cr12Ni3Mo2VN钢进行压缩实验,研究了变形温度为850～1200℃,应变速率为0.01～10 s-1条件下的热变形行为.结果表明,随变形温度升高和应变速率降低,再结晶晶粒尺寸增加.变形温度1200℃,经60%压缩变形后,应变速率较高时再结晶晶粒呈等轴状,应变速率较低时出现混晶.通过传统直线拟合方法和LevenbergMarquardt算法分别建立了热变形双曲正弦本构方程,2种方法建立的本构方程均具有较高预测精度.采用Levenberg-Marquardt算法可以一次性求解所有材料参数,求解步骤简单,结果可信.利用加工硬化率-应力（θ-σ）曲线,通过二次求导,准确测得临界应变,并建立了临界应变、峰值应变与Zener-Hollomon因子（Z因子）之间的关系方程.

新型时效硬化塑料模具钢10Ni3Cr2MnMoCuA1的CCT曲线

使用Formaster-FⅡ型膨胀仪测定了新型时效硬化塑料模具钢10Ni3Cr2MnMoCuA1以不同冷却速度连续冷却后的相变膨胀曲线,并结合试验过程中所采集的金相照片和硬度数据,获得了该钢的连续冷却转变（CCT）曲线,研究了冷却速率对相变组织转变规律的影响。结果表明：10Ni3Cr2MnMoCuA1钢的相变主要发生在200~400℃的温度区间;贝氏体组织转变的临界冷却速度为：0.03℃/s,马氏体组织转变的临界冷却速度为：0.8℃/s;冷速为0.03℃/s时,相变组织为贝氏体（B）和少量铁素体（F）;冷速为0.15℃/s时,相变组织为贝氏体（B）和马氏体（M）的混合组织;冷速为0.8℃/s时,相变组织为全马氏体组织（M）。

析出硬化型贝氏体钢连续加热转变研究

用热膨胀相变仪测定了贝氏体析出硬化钢10Ni3MnCuAl的连续加热转变曲线,并探讨了加热过程中的相变机制。结果表明,当加热速率小于1℃/s时,在300-600℃之间发生析出反应,为扩散型相变;在600-900℃之间,奥氏体化过程分两个阶段进行。第一阶段转变为扩散型相变,扩散激活能为505kJ/mol,第二阶段转变为切变型相变,较低的加热速率是造成奥氏体化过程分为两个阶段的原因。加热速率大于1℃/s时,无析出反应,奥氏体化过程只有一个阶段为切变机制。