外加应力对15CrMo钢贝氏体相变和显微组织的影响

在Gleeble-3500热模拟机上对15CrMo钢进行了不同拉/压应力下的等温贝氏体相变试验。利用膨胀仪和扫描电镜研究了外加应力对15CrMo钢贝氏体相变动力学和微观组织的影响。结果表明,外加应力能为贝氏体相变提供额外的机械驱动力,促进贝氏体相变并增加贝氏体相变量,使贝氏体板条变得细长,同时细化了样品中的M/A岛组织,导致15CrMo钢的维氏硬度增加。由于施加了外应力,贝氏体相变过程中发生了择优取向现象。当外加拉应力和外加压应力大小相同时,总的相变驱动力大小相近,对贝氏体相变的影响差别不大,两种应力状态下的微观组织形貌没有明显差别。

15CrMo合金钢高温流变行为及热加工图研究

采用等温热压缩实验研究了15CrMo合金钢在温度900~1100℃,应变速率0.01~1 s^(-1)条件下的热变形行为,获得该合金在高温条件下的真应力-真应变曲线,并构建了适应于15CrMo合金流变曲线的修正型Hansel-Spittel本构模型,修正后模型的相对误差仅为2.82%;基于修正型本构模型绘制了应变为0.1~0.6的热加工图.根据热加工图,得到15CrMo合金钢的最佳热加工温度为900~1025℃,最佳应变速率为0.01~0.055 s^(-1).

15CrMo钢换热器焊后分步热处理工艺研究

15CrMo钢是一种含铬和钼的低合金钢,因优异的热强性和良好的机械性能而广泛应用于高温和高压环境,如用于制造换热器等关键设备。该钢种的化学成分赋予了其良好的硬度和耐磨性,但焊接后往往会因为热影响区的材料性能变化而导致力学性能下降。因此,详细研究15CrMo钢换热器焊后分步热处理的工艺流程,通过实验验证不同热处理参数对焊接接头力学性能和微观结构的影响,提出针对性的工艺优化建议,以期达到提升焊接接头性能的目标。

微束等离子弧熔凝处理15CrMo钢的组织和性能

利用微束等离子弧对15CrMo钢表面进行熔凝处理,研究了熔凝后各区域的组织和性能。采用光学显微镜、显微硬度仪、磨损试验机、电化学腐蚀试验等方法对各区域进行了测试分析。结果表明,经微束等离子弧熔凝处理后试样剖面由熔凝区、热影响区和基体三部分组成。15CrMo基体组织为铁素体和珠光体组织,熔凝区组织为马氏体组织,热影响区晶粒大小不一,组织不均匀。熔凝区和热影响区的显微硬度和耐磨性明显高于基体,其显微硬度值约为基体的2倍。电化学试验表明经微束等离子弧表面熔凝处理后可提高试样表面的抗腐蚀性能。

15CrMo钢和12Cr1MoV钢的快速金相制样方法

对15CrMo钢和12Cr1MoV钢的快速金相制样方法进行了探索,确定了一种磨抛光侵蚀剂法。结果表明:采用由25mL蒸馏水、30mL双氧水、2mL氢氟酸和2g草酸配置的磨抛光侵蚀剂,在室温下侵蚀试样约60s,能够清晰地显示出15CrMo钢和12Cr1MoV钢的显微组织;该方法具有操作简单、耗时少、不受部件位置和形状限制等优点,可极大地提高现场金相制样的效率。

15CrMo钢表面熔覆Ni-Cr-B-Si合金层的组织及性能

采用火焰喷涂的方法在15CrMo钢表面预置一层约0.4 mm厚的Ni-Cr-B-Si合金层,然后利用微束等离子弧作为热源进行重熔。通过试验深入分析了熔覆层与基材的结合界面、显微组织及成分分布情况,测试了熔覆层的显微硬度、耐磨性及抗腐蚀性等,并与基材进行了对比。结果表明,通过火焰喷涂+微束等离子弧重熔方法相结合制备的Ni-Cr-B-Si熔覆层,组织致密,界面清晰,成分过渡平缓,与基体达到良好的冶金结合;在优化工艺参数下熔覆层表面形成大量的等轴晶;由基材到熔覆层显微硬度呈阶梯分布,与基材220 HV0.025相比,熔覆层显微硬度提高到500～750 HV0.025,耐磨性也得到显著提高;电化学试验结果表明,在3.5%的NaCl腐蚀溶液中经微束等离子弧熔覆的镍基合金涂层的耐蚀性明显高于基材。

15CrMo钢在含有SO_4^(2-)的模拟汽轮机初凝水中的腐蚀特性

采用电化学方法考察了15CrMo钢在含有不同浓度SO42-汽轮机初凝水中的腐蚀特性;通过光学显微镜、扫描电镜(SEM)结合EDS能谱仪观察和分析了15CrMo钢表面腐蚀产物形貌和化学成分,采用X射线衍射(XRD)分析了腐蚀产物的物相成分。结果表明,随着SO42-含量的增加,15CrMo钢的腐蚀电位负移,腐蚀电流密度增加,SO42-可以造成15CrMo钢的点蚀,SO42-浓度越大,其造成的腐蚀越严重。

15CrMo钢的蠕变-疲劳试验及蠕变回复行为

试验测试了500℃时峰值保持时间分别为0,2,5,10和20 min条件下15CrMo钢的蠕变疲劳性能,重点分析了材料在蠕变疲劳载荷下的变形行为和蠕变回复行为。结果表明,随着峰值保持时间的延长,材料的蠕变-棘轮总变形显著增加;当疲劳-蠕变存在峰值保持时间时,前一个循环中峰值保持结束时的应变值大于再次加载达到峰值时的应变值,存在一定的蠕变回复行为;峰值保持时间越长,15CrMo钢蠕变应变回复量越大,且相同保持时间下的蠕变应变回复量总体上保持恒定。

基于JMatPro软件15CrMo渗碳钢淬火组织与热物理力学性能预测

利用JMatPro软件,计算了不同渗碳量的15CrMo钢淬火组织相组成,热物理、力学性能参数,CCT曲线及端淬性。结果表明:淬火组织中渗碳体含量随渗碳量的增大而增多,奥氏体化温度随碳含量的增多而降低。在相同温度下,线膨胀系数、热导率、泊松比和密度随渗碳量的增大而减小;相反,比热容和杨氏模量随渗碳量的增大而增大。珠光体、贝氏体、铁素体和马氏体的转变温度均随渗碳量的增加而降低;屈服强度、抗拉强度和洛氏硬度随渗碳量的增大而增大;随距离淬火端面距离的增大,屈服强度、抗拉强度和洛氏硬度明显呈梯度形式递减。

热电厂15CrMo钢管高温蒸汽氧化腐蚀机理研究

研究某热电厂锅炉过热器15CrMo钢管在540℃/3.9 MPa条件下运行3000 h发生高温蒸汽氧化失效行为。利用X衍射、扫描电镜和电子探针等对15CrMo锅炉氧化层形貌和氧化膜成分进行组织结构观察和分析,结合高温水蒸气存在的情况下氧化膜生长理论,分析了这一特定条件下高温蒸汽氧化层的形成机理及其非正常失效原因。15CrMo钢在较短的服役过程中珠光体组织球化严重,达到4～5级,组织结构的退化导致力学性能严重下降同时炉管内壁发生严重的内氧化,从而降低管壁的有效厚度造成承压能力下降。晶界优先腐蚀,靠近晶界的基体组织内部形成大量孔洞,孔洞的形成是因离子扩散优先形成氧化点引起。氧化腐蚀产物分为内外两层,内氧化层结构疏松,方便了气体分子和金属离子的扩散,加剧了高温氧化的进行。

15CrMo在含NaCl高温高压水/水蒸气中的腐蚀行为

为研究15CrMo钢在高温高压含NaCl工质中的腐蚀行为,搭建了高温高压反应釜实验台。利用SEM,EDS,XRD测试方法对在不同工况下的15CrMo腐蚀样品进行了分析。结果表明,当腐蚀温度为280℃时,相比于饱和水,Fe_(3)O_(4)的晶体结构在饱和蒸汽中的生成速率更快。当腐蚀温度上升到360℃时,15CrMo在含盐饱和蒸汽与含盐饱和水中腐蚀产物的晶体结构均已无明显变化,其表面的晶体结构各自趋于稳定。在饱和蒸汽中FeOCl的生成反应对温度变化的敏感性较高,温度为280℃时,该生成反应仅在腐蚀工质为含盐饱和水时发生,而在360℃,含盐饱和蒸汽中的样品表面也能够发生。在280~360℃,15CrMo在含NaCl饱和水中的腐蚀程度相较其在饱和蒸汽中更高。

15CrMo耐热钢Larson-Miller参数值的确定与应用

通过对已有文献资料的综合与分析处理,确定了珠光体型耐热钢15CrMo的Larson Miller(P)参数中的C值,并用以描述15CrMo的高温行为和性能,包括合金元素的贫化、蠕变强度和持久强度以及硬度的变化.并且进而用于15CrMo锅炉管道的寿命分析和剩余寿命的预测.

15CrMo合金钢常温态和热态时冲蚀磨损性能的试验研究

通过试验研究分析了金属材料在不同温度时冲蚀磨损的机理与性质,并主要针对电厂锅炉高温对流受热面常用钢材15 CrMo合金钢进行了常温态与热态冲蚀磨损的试验,得出15 CrMo合金钢材料在不同温度时抗磨损性能的特点与规律.

15CrMo钢免热处理现场焊接修复工艺研究

以15CrMo钢的焊接修复为例,研究焊接速度、焊材规格、堆焊道次和层数对堆焊接头硬度和显微组织的影响,获得了最佳的同种钢堆焊的工艺参数。采用该工艺参数进行V型坡口免焊后热处理焊接试验,并对焊接修复区的力学性能进行了验证。结果表明15CrMo钢同种材料免焊后热处理焊接修复工艺为:先使用φ2.5 mm的TIG-R30焊丝进行氩弧焊打底,再使用φ3.2 mm的R307焊条进行手工电弧焊,焊接速度为150 mm/min,同时在焊接过程中采用去半道焊和气锤去应力处理。所得到的焊接修复区硬度甚至优于传统焊后热处理修复工艺的,能满足工程上对焊接热影响区和焊缝区硬度不高于母材硬度100HV、冲击功大于40J的要求。

15CrMo钢用于余热锅炉进口烟道的焊接工艺评定试验研究

本文根据余热锅炉进口烟道的结构特点及技术参数的要求,对15CrMo钢和R307焊丝的理化性能,不同工艺参数下的焊接接头性能及抗裂性能等进行了试验。各项性能试验结果表明,15CrMo钢具有良好的焊接性能,可满足进口烟道的使用要求,而制定的焊接工艺可指导15CrMo钢进口烟道的焊接生产。

热暴露对15CrMo钢微观组织的影响

在复杂的工况和恶劣环境（超温、火灾、爆炸、燃烧）下,15Cr Mo钢可能会过热。为了判断材料能否继续服役,通过模拟试验考察加热温度（500、600、700、750、850、900℃）、保温时间（1、2、5 h）和冷却方式（空冷、水冷）对15Cr Mo钢的微观组织及脱碳层深度的影响。结果表明,在500~900℃,随着加热温度的升高,15Cr Mo钢的总脱碳层深度逐渐增大。空冷处理后试样的总脱碳层深度比水冷处理的大。15Cr Mo钢总脱碳层深度与保温时间的平方根成线性关系。

高能喷丸处理对15CrMo低合金钢常温黑色转化膜特性的影响

采用高能喷丸的方法在15CrMo低合金钢表面获得剧烈变形层达到组织细化的效果,在喷丸处理前后试样表面分别制备常温黑色转化膜。利用扫描电子显微镜及能谱仪分析转化膜的形貌及组成,采用全浸泡、动电位极化和电化学阻抗谱方法测试转化膜在3.5%NaCl溶液中耐蚀性。结果表明,高能喷丸处理后15CrMo低合金钢表层组织显著细化,组织更加均匀,促进了结晶颗粒细小、致密的黑色转化膜的形成。与未经喷丸处理试样表面的转化膜相比,高能喷丸处理提高了15CrMo钢表面黑色转化膜的耐蚀性,表现为自腐蚀电位提高90mV,自腐蚀电流密度降低60%,耐盐水浸泡时间延长。

15CrMo钢的高温时效性能的变化规律及计算模型

根据现有标准DL/T 787-2001提供的数据分析了随温度和球化等级的改变,15CrMo钢的碳化物相中钼元素含量、抗拉强度、屈服强度、伸长率、断面收缩率以及硬度的变化规律,同时建立了相关计算模型,并且预测出球化等级为1.5,2.5,3.5和4.5级所对应的性能参数值。此外还分别给出了依据常温抗拉强度、屈服强度、布氏硬度以及碳化物相中钼元素含量判断球化等级的相关计算模型。通过这些模型可以实现用计算机对材料力学性能和球化等级的快速自动评判。

15CrMo钢管道的焊接

针对辽河化工厂换热器管道环焊缝出现裂纹的情况,选择了新的焊接方式——钨极氩弧焊打底+手工电弧焊填充盖面,并对焊接坡口处理、焊材选择、焊接工艺参数进行了较为详细的介绍,对15CrMo钢管道焊接有一定的参考意义。

热浸镀铝对15CrMo水冷壁管热氧化行为的影响

采用热浸镀铝及随后的高温扩散处理在15CrMo钢表面制备热浸镀铝镀层。对热浸镀铝15CrMo钢和未处理15CrMo钢进行等温氧化测试。结果表明,通过热浸镀工艺获得了包含FeAl和Fe_3Al两相的镀层,镀层内存在Kirkendall孔洞和碳化物聚集区。相比较未处理15CrMo钢而言,热浸镀铝15CrMo钢具有优异的耐氧化抗性。热浸镀铝15CrMo钢的氧化增重曲线在650、850℃下缓慢升高;在850℃,未处理的15CrMo钢具有较差的耐氧化性,其氧化增量曲线随氧化时间延长而线性升高。在热氧化过程中,优先形成于铝化钢表面的Al_2O_3可作为屏障而阻碍氧进入镀层,而在裂纹周边形成的Fe_2O_3对镀层没有保护作用。