O含量对激光增材制造12CrNi2合金钢组织结构及力学性能的影响

对两种不同O含量(5 300ppm和350ppm)的12CrNi2合金钢粉末进行了激光增材制造(LAM)成形,发现低O含量合金钢粉成形后抑制了孔洞及氧化物夹杂形成,导致合金钢抗拉强度和延伸率明显提高。

预热对激光熔化沉积成形12CrNi2合金钢组织与性能的影响

使用高功率光纤激光器的快速成形系统和电磁感应加热设备,分别在未预热和预热的情况下成形12CrNi2合金钢.通过扫描电镜观察成形件微观组织、维氏硬度计测试不同部位硬度、万能材料试验机测试不同方向的拉伸性能,研究预热对激光熔化沉积12CrNi2合金钢不同方向的组织、硬度、拉伸性能的影响.结果表明：未预热条件下,单道熔池组织为板条马氏体,块状成形件熔池为回火马氏体与贝氏体混合组织,XOZ截面与YOZ截面组织没有明显的组织差别,但YOZ截面整体硬度大于XOZ截面,同时两个截面均出现了大尺寸宏观裂纹缺陷,力学性能差.在预热条件下,熔池由于温度梯度降低发生贝氏体转变,单道熔池呈现性能优异的下贝氏体组织;块状成形件熔池没有发生回火马氏体转变,主要为粒状贝氏体.截面硬度分布较未预热下更为均匀.在拉伸方向及搭接方向均呈现高强度、低塑性特征,抗拉强度可达1189 MPa,屈服强度为951 MPa,伸长率仅为2. 8%,性能没有明显的各向异性.预热能够降低熔池中温度梯度,减小热应力,有效控制裂纹缺陷,促进组织均匀化,降低组织、性能的各向异性,提高合金钢成型件力学性能.

不同补焊次数对X2CrNi12铁素体不锈钢焊接接头耐点蚀性能的影响研究

以X2CrNi12铁素体不锈钢为研究对象,采用MAG焊进行不同次数的补焊,探讨了补焊次数对焊接接头组织及耐点蚀性能的影响。研究结果表明,一次补焊和二次补焊接头的焊缝区显微组织基本相似,主要由白色的奥氏体基体以及黑色的板条状和网状δ铁素体组成。与母材相比,焊接接头的晶粒尺寸明显增大。电化学测试结果显示,焊缝区的耐蚀性最好,其次是母材,而HAZ的耐蚀性最差。SEM观察发现,焊缝区无点蚀产生,而母材和HAZ出现了均匀分布的小点蚀坑。与一次补焊相比,二次补焊后的焊缝区耐蚀性更好。因此,二次补焊有利于提高X2CrNi12铁素体不锈钢焊接接头的耐点蚀性能。这一研究结果为根据焊接接头的电化学点蚀性能选择合适的补焊次数提供了理论依据。

12CrNi9MoV合金钢热变形本构方程及热加工图

利用Gleeble-1500热模拟试验机研究了在变形温度850~1200℃、应变速率0.01~10 s^(-1)条件下12CrNi9MoV钢的热变形行为。基于试验钢的真应力-真应变曲线,获得了试验钢的热变形激活能为365.3 kJ·mol^(-1),进而得到了试验钢的热变形本构方程。结果表明:12CrNi9MoV钢为热敏感型和正应变速率敏感型材料,其流变应力随变形温度的降低和应变速率的升高而增大。基于动态材料模型,利用热加工图评价了试验钢的热加工性能。结合不同变形条件下12CrNi9MoV钢的金相显微组织特征,确定了其最优热加工工艺窗口为:变形温度为1050~1200℃、应变速率为0.05~0.37 s^(-1)。

核电站金属堆内构件设备用12Cr2Mo1合金钢锻件落锤试验

12Cr2Mo1合金钢锻件是高温气冷堆核电站示范工程金属堆内构件设备所用主体材质,为保证该材质在反应堆整个寿命期内的性能不发生失效,在制造时要求进行无延性转变温度RTNDT小于等于-25℃的落锤试验,而国内锻件生产企业以往从无此技术要求的铬钼合金钢锻件制造经验和实践活动,为实现在高温堆核岛主设备上的成功应用通过试验和科研攻关掌握了其核心制造技术。介绍了12Cr2Mo1材质锻件在制造过程中所出现的质量问题、原因分析、采取的改进措施及取得成效等,将对今后GW级高温堆核电设备的国产化用材提供借鉴。

12Cr2Mo1合金钢锻件无延性转变温度RTNDT落锤试验在高温气冷堆核电站示范工程金属堆内构件设备上的应用实践

12Cr2Mo1合金钢锻件是高温气冷堆核电站示范工程金属堆内构件设备所用主体材质,在制造时要求进行无延性转变温度RTNDT≤-25℃的落锤试验(以下简称RTNDT落锤试验),而国内锻件制造企业以前从无此技术要求的制造经验和实践活动。本文介绍了在进行12Cr2Mo1合金钢锻件RTNDT落锤试验过程中所出现的主要问题、原因分析、采取的改进措施及所取得的成效等,将给今后百万千瓦级高温气冷堆核电设备的国产化用材提供经验借鉴。

基于均方误差修正的渗碳12CrNi3钢疲劳强度预测模型

为对渗碳12CrNi_(3)合金钢提供一种安全可靠的高周疲劳强度预测方法,本文利用高频疲劳测试机,在10^(4)~10^(8)循环周次内对渗碳12CrNi_(3)合金钢疲劳试样开展应力比为-1的高周疲劳实验。采用灰色估计法对渗碳12CrNi_(3)钢疲劳数据的威布尔W(α,β,γ)参数进行评估,并通过估算的威布尔参数,进一步确定渗碳12CrNi_(3)合金钢强度预测模型的参数。考虑应力-寿命关系,结合疲劳数据的威布尔分布规律,建立了失效概率为1%时的渗碳12CrNi_(3)合金钢高周疲劳强度预测模型。从预测疲劳强度安全可靠性出发,通过均方误差(MSE)方法对模型进行修正,并将修正后模型99%MSE下界线与渗碳12CrNi_(3)合金钢疲劳寿命P-S-N曲线(不同存活率P的S-N曲线)进行对比,研究发现12CrNi_(3)合金钢疲劳寿命数据点均位于模型99%MSE下界线内,预测结果很好。研究表明,在以渗碳12CrNi_(3)合金钢为材料,加载方式为拉压条件下的实际工程中,修正后模型99%MSE下界线可以更安全地作为构件可靠性设计的下界。

微量硼在12CrNi3MoV调质低合金高强度钢中的作用

本文研究不同硼含量对12CrNi3MoV钢力学性能的影响及其作用机制。如酸溶硼含量B_(sol)<0.001％时,钢的韧性有所改善;而B_(sol)>0.001％时,钢的韧性随硼含量的增加而逐渐下降,这是由于Fe_(23)(CB)_6等碳硼化物的析出而引起的。

不同热处理制度下激光增材制造12CrNi2钢组织研究

采用激光增材制造技术制备12CrNi2合金钢核电应急柴油机凸轮轴可以明显降低产品研发周期,优化产品结构.本研究采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和电子万能试验机对激光增材制造12CrNi2合金钢热处理前后的组织和力学性能进行了研究.微观组织观察发现,试样存在带状特征和柱状晶形貌,圆弧带间为致密的冶金结合,顶部由于无后一道的重熔热作用,柱状晶形貌十分显著.沉积态组织主要由铁素体组成,试样不同部位的铁素体形貌存在一定的差异.经退火处理后,铁素体边界出现大量白色粒状析出物,延伸率显著提高,达到22.9%.经淬火及不同温度回火处理后,带状特征和柱状晶形貌消除,得到马氏体及其回火组织,抗拉强度达到1000 MPa.与沉积态抗拉强度831 MPa相比,热处理态试样的抗拉强度显著提高.经固溶时效处理后,晶粒明显粗化.

成分偏析严重的12CrNi2MnCu铸钢冷脆转变特性研究

采用系列温度动态撕裂试验、断口分析和金相分析,并结合断裂力学研究了成分偏析严重的12CrN i2MnCu铸钢的冷脆转变特性。结果表明,本试验铸钢在试验温度范围内动态撕裂能普遍较低,但仍表现出冷脆转变特性。试验温度高于冷脆转变温度时,裂纹以沿脆化的一次晶晶界扩展为主,形成脆性的沿晶断裂;试验温度低于冷脆转变温度时,裂纹以在冷脆的晶内扩展为主,形成穿晶断裂。

12CrNi2A钢焊接性研究及焊接实践

１２ＣｒＮｉ２Ａ钢属合金结构钢，可焊性中等。为确保产品的焊接质量，特研制两种新型焊条，进行可焊性试验，终于实现冷焊工艺。而且对已经淬硬化的导杆，为了不使其在焊接热量作用下退火软化，成功地采用了浸入水中的快冷焊接工艺。

冲蚀角度对40CrNi2Mo材料冲蚀磨损性能的影响

采用自主研发的冲蚀磨损试验机对40CrNi2Mo合金钢试样进行冲蚀磨损试验,讨论在不同冲蚀角度下40CrNi2Mo合金钢材料的冲蚀磨损机制,采用电镜分析材料冲蚀磨损后的形貌特征。结果表明:该合金钢的磨损量随冲蚀角度的增大先增大后减小,最后出现小幅回升,最大磨损量出现在30°左右,小角度冲蚀磨损特征表现为微切削,大角度冲蚀磨损特征表现为塑性变形,符合典型的塑性材料的冲蚀磨损规律。

20CrNi_2Mo齿轮传动轴局部剥落失效分析

通过对 2 0 Cr Ni2 Mo齿轮传动轴斜齿轮局部剥落处进行宏观分析和微观断口分析 ,对比剥落处与完好处的宏观硬度与显微硬度分布以及金相组织和渗层深度 ,结合磁粉探伤检验结果。结果表明 :齿轮轴经过渗碳热处理 ,在随后的机械磨齿过程中 ,由于磨削过多 ,致使渗层只有 0 .5 mm,达不到技术要求。齿轮在交变接触应力的作用下 ,首先在齿面产生极小的显微裂纹 ,小裂纹进一步扩展 ,最终造成齿面剥落。

12Cr2Mo1V材质火花直读光谱内控样的研制与应用

铬钼合金钢应用广泛,火花原子发射光谱仪是铬钼合金钢化学分析最常用的检测方法,鉴于光谱分析工作中验证光谱分析结果准确性的标准样品需求越来越大,自制铬钼合金钢内控样能够有效保证检测结果准确度并降低成本。本文从试验、定值、均匀性检验、稳定性检验及准确性检验等几个方面详细阐述了12Cr2Mo1V材质光谱内控样的研制及验证过程。

Effect of laser incident energy on microstructures and mechanical properties of 12CrNi2Y alloy steel by direct laser deposition

This work aims to establish the effect of laser energy area density(EAD) as the laser incident energy on density, microstructures and mechanical properties of direct laser deposition(DLD) 12CrNi2 Y alloy steel.The results show that the density of DLD 12CrNi2 Y alloy steel increases at initial stage and then decreases with an increase of EAD, the highest density of alloy steel sample is 98.95%. The microstructures of DLD12CrNi2 Y alloy steel samples are composed of bainite, ferrite and carbide. With increase of EAD, the microstructures transform from polygonal ferrite(PF) to granular bainite(GB). The martensite-austenite constituent(M-A) in GB transforms from flake-like paralleling to the bainite ferrite laths to granular morphology. It is also found that the average width of laths in finer GB can be refined from 532 nm to 302 nm, which improves the comprehensive properties of DLD 12 CrNi2 Y alloy steel such as high hardness of 342 ± 9 HV_(0.2), yield strength of 702 ± 16 MPa, tensile strength of 901 ± 14 MPa and large elongation of15.2%±0.6%. The DLD 12CrNi2 Y material with good strength and toughness could meet the demand of alloy steel components manufacturing.

20CrNi2Mo钢高温变形的本构方程与动态再结晶行为

在DIL805A/T热模拟机上对低碳合金钢20CrNi2Mo进行等温单向热压缩试验,研究了该钢在温度为900~1 050℃、应变速率为0.001~1 s^(-1)条件下的应变补偿本构方程及动态再结晶行为,为探索塑性变形行为和组织控制提供理论指导。对应变补偿本构方程进行验证发现,考虑应变补偿后得到的应力值与试验值的线性相关系数R=0.992 1,平均相对误差AARE为3.019 2%;采用对θ-σ曲线进行3次多项式拟和求解拐点的方法,建立了临界动态再结晶模型,并结合微观组织分析了不同变形条件下动态再结晶进行的难易程度。结果表明,20CrNi2Mo钢在试验条件范围内全部发生了动态再结晶,且变形温度越高,应变速率越小,动态再结晶进行得越充分,并建立了Z参数动态再结晶临界应力模型和临界应变模型。

船用柴油机大型凸轮的热处理

本文采用CaCL_2饱和水溶液作淬火介质,使12CrNi2A渗碳钢大型凸轮的表面硬度达到要求,并通过降低淬火温度解决了凸轮的淬火变形问题。另外还论述了大型凸轮的选材、渗碳等。

Cr-Ni钢制材料多参数热处理工艺研究及应用

对20Cr2Ni4A、12CrNi3等Cr-Ni钢制渗碳件的高温二次回火、二次淬火热处理工艺进行了研究,并对其显微组织、硬度、晶粒度和力学性能等指标进行了分析测试。结果表明,20Cr2Ni4A等齿轮钢渗碳后采用多参数热处理,表面获得细小的马氏体加粒状碳化物组织,细化了芯部组织,有效消除了表面渗碳层中的网状渗碳体,满足了齿轮表面高性能的设计要求,工件同时具备了良好的综合力学性能和冷加工性能。