厚壁16Cr不锈钢管高频焊接工艺优化及管接头性能

通过高频焊接方法在不同工艺下焊接3.4mm厚16Cr不锈钢板,分析了焊缝的显微组织及成形性能,并对其焊接工艺进行了优化;之后通过拉伸、压扁和扩口试验等方法研究了优化工艺下制备16Cr不锈钢焊管接头的性能。结果表明:在焊接速度10m·min-1,焊接热输入3.0kJ·cm-1时可获得成形性能良好的焊接接头,焊缝的组织为奥氏体和δ铁素体;制备的焊管虽然具有较高的强度,但焊缝处存在的氧化物夹杂使其韧性变差;采用适当的气体保护和避免水与高温焊缝的接触可有效地减少焊缝氧化物夹杂的产生。

16Cr奥氏体不锈钢晶间腐蚀的敏感性

为了研究1Cr17Mn6Ni5N奥氏体不锈钢(16Cr奥氏体不锈钢)的晶间腐蚀行为,通过光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)和晶间腐蚀试验研究了其在不同敏化温度和冷却方式下,晶间碳化物的析出和耐晶间腐蚀性能的变化。结果表明:16Cr奥氏体不锈钢在敏化温度区间内加热时,晶界碳化物随加热温度的上升而增加,加热温度为850℃左右时晶界析出碳化物最多,主要为Cr_(23)C_6和Cr_7C_3;在敏化温度区间内相同加热温度时,水冷可显著减少其晶界碳化物的析出;16Cr奥氏体不锈钢对晶间腐蚀不敏感。

热处理工艺对06Cr16Ni5Mo不锈钢组织与力学性能的影响

06Cr16Ni5Mo不锈钢对半机匣作为航空发动机压气机的重要组成结构,除需具备良好的耐腐蚀性和强度外,对铸件硬度也提出了较高的要求,须控制在221~294 HBW。对06Cr16Ni5Mo不锈钢试样进行不同淬火温度和回火温度的热处理,研究热处理工艺对试样组织和力学性能的影响。结果表明,随着淬火温度的升高,拉伸强度先增加后降低,而屈服强度先降低后升高,塑性和韧性先降低后升高,硬度逐渐增加。在淬火温度为1070℃时,合金的抗拉强度达到最大,塑韧性较高,硬度值较大。随着回火温度的升高,强度和硬度先降低后升高,塑性先降低后升高再降低,韧性先升高后降低再升高。回火温度在580~650℃范围时,合金的抗拉强度、塑性、韧性和硬度均满足技术条件要求。

16Cr奥氏体不锈钢高频焊接参数对焊缝组织性能的影响

为了分析16Cr不锈钢高频焊接参数对焊缝组织性能的影响,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和拉伸、弯曲试验,分析了不同高频焊接参数下1Cr17Mn6Ni5N不锈钢(以下简称16Cr不锈钢)焊缝组织与性能的变化情况。结果表明:16Cr奥氏体不锈钢高频焊随着焊接速度的增加,焊缝成形性能变好;焊缝中δ铁素体的含量随焊接热输入的增加先增后减,同时伴随σ脆性相析出;对于壁厚3.4 mm的16Cr奥氏体不锈钢,当焊接速度为10 m/min、焊接热输入为2.9 k J/cm、并配以适当的挤压力和开口角时,焊缝成形及焊接接头硬度匹配良好,且焊缝抗拉强度接近母材抗拉强度,焊缝显微组织以奥氏体+δ铁素体为主,但由于焊缝存在大量氧化物夹杂,焊接接头韧性较差。

0Cr16Ni5Mo低碳马氏体不锈钢的热变形行为及其热加工图

在Gleeble-3800热模拟试验机上进行高温压缩实验,研究0Cr16Ni5Mo低碳马氏体不锈钢在变形温度为900-1150℃、应变速率为0.01-10s-1条件下的热变形行为。采用双曲正弦模型确定了该材料的热变形参数随应变量的变化规律,建立了相应的热变形本构方程。根据动态材料模型建立并分析了其热加工图,同时观察了变形组织。结果表明：在热压缩过程中,流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的升高而增加,变形条件对材料的组织结构有较大影响。材料热变形参数与应变量之间可采用四次函数关系式表示,并且具有很好的相关性,获得了该材料的最佳热变形工艺参数范围为：变形温度980-1150℃,应变速率0.01-0.2s-1。

列车制动系统杠杆螺栓用17Cr16Ni2不锈钢的应力腐蚀敏感性

通过慢应变速率拉伸试验,得到列车制动系统杠杆螺栓用17Cr16Ni2不锈钢分别在室温、40℃和70℃3个温度下质量分数为3.5%的NaCl水溶液(简称3.5%NaCl水溶液)中以及在室温空气中的断裂时间、抗拉强度、断后伸长率和断面收缩率等不同性能参数;采用扫描电镜观察不同试样断口,并采用比值法、应力腐蚀敏感性指数(I_(SSRT))法及断口分析法研究试验材料的应力腐蚀敏感性。结果表明:在室温和40℃2个温度下3.5%NaCl水溶液中的试验材料断裂时间比值、抗拉强度比值、断后伸长率比值及断面收缩率比值均大于95%,I_(SSRT)值均小于5%,试样断口特征与室温空气中相比无明显差异,均体现出试验材料无应力腐蚀敏感性;而在70℃温度下3.5%NaCl水溶液中的断裂时间比值、抗拉强度比值和断面收缩率比值虽均大于95%,但断后伸长率比值却小于95%,I_(SSRT)值大于5%,且试样断口剪切唇明显比室温空气中大,只是微观断口边沿并未发现明显的二次裂纹和脆性层,意味着试验材料在该条件下虽有应力腐蚀敏感性,但并不显著,应力腐蚀导致材料力学性能的劣化具有参量选择性;在方法的应用上,比值法、I_(SSRT)值法和断口分析法对材料应力腐蚀敏感性的判定结果一致。

0Cr16 Ni5 Mo不锈钢疲劳性能研究

通过疲劳试验对 0Cr16Ni5Mo不锈钢疲劳性能和海水中的腐蚀疲劳性能进行了研究 ,并对断口特征进行了金相及SEM分析。结果表明 :钢的σ-1 、σ-1SCC 和τ-1 分别为 5 5 0MPa、40 8MPa和 2 85MPa ,σ-1 、τ-1与σb 、σ0 .2 之间符合奥金格公式。不同条件下的疲劳断口特征各异 ,纯旋转弯曲疲劳断口属正常形貌 ,而扭转疲劳断口的扩展阶段疲劳条带不明显 ,这与受力条件复杂有关。海水介质中疲劳开裂具有表面多条裂纹源特征 ,裂纹尖端的应力集中加速裂纹扩展造成腐蚀疲劳强度降低 ,裂纹扩展至断裂符合正常疲劳断裂机理。

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。

0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢奥氏体晶粒生长行为

研究了0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢的奥氏体化相变及加热与等温过程中晶粒的生长行为。结果表明:加热速率对实验钢奥氏体化相变的开始(As)与结束(Af)温度影响显著,随着加热速率增加,相变温度呈明显上升趋势;实验钢的奥氏体化过程存在严重的组织遗传,导致得到粗大的晶粒;在进一步升温过程中,新的奥氏体晶粒会在原奥氏体晶界自发再结晶形核并长大;新晶粒在等温过程中的生长行为可用动力学模型D^(6.6)=1.883×10^(20)t^(1.617)e^((-353691.03/RT))进行描述。

马氏体-奥氏体沉淀强化型不锈钢0Cr16Ni6的性能试验研究

研究了马氏体-奥氏体沉淀强化型不锈钢0Cr16Ni6的耐腐蚀性及综合机械性能。结果表明,该钢适用于航空、航海等领域的某些零部件,有较好的推广价值。

0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢奥氏体化动力学研究

采用膨胀试验研究了0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢以0.05~10℃/s的速率连续加热时的相变动力学。结果表明:随着加热速率的增大,奥氏体化温度显著升高。利用杠杆定律计算获得了0Cr16Ni5Mo1钢中奥氏体生成量与加热温度之间的关系,采用Johnson-Mehl-Avrami(J-M-A)方程描述了钢的奥氏体化过程,并对相变动力学参数进行了拟合,得到奥氏体化相变激活能Q约为3.737×10^(5) J/mol,J-M-A指数n约为0.90543,指前因子lnk 0约为40.731,确定了0Cr16Ni5Mo1钢的奥氏体化动力学模型。基于非等温J-M-A方程绘制了等温奥氏体化动力学曲线和TTA(time-temperture-austenite transfor mation)图,可用于计算形状复杂零件连续加热的奥氏体化过程。

0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢静子叶片热处理工艺模拟

基于实测的0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢的基础参数,采用热处理工艺仿真软件对0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢压气机静子叶片进行了加热和冷却过程的数值模拟。揭示了静子叶片热处理过程中的三维温度场、组织场和应力应变分布随时间的变化。对残余应力的模拟结果和实测结果进行了对比。结果表明:数值模拟能较准确地预测淬火后0Cr16Ni5Mo1钢静子叶片残余应力的变化趋势,但预测应力大小的准确度仍有待提高。

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％.

回火温度对激光选区熔化0Cr16Ni5Mo1不锈钢组织性能影响的探讨

本文研究了采用激光选区熔化技术制备的0Cr16Ni5Mo1不锈钢,探讨了回火温度对合金组织性能的影响。经回火处理,试样中淬火马氏体由亚稳态向稳态转变,组织中存在残余奥氏体。

16MnR+0Cr18Ni9不锈钢复合板的焊接

为了分析16MnR+0Cr18Ni9不锈钢复合板的焊接性,对16MnR(δ=14mm)+0Cr18Ni9(δ=4mm)不锈钢复合板进行了焊接性分析及焊接工艺试验、评定,以此确定出合理的焊接工艺,达到了该种钢材球形储罐的设计要求。

列车制动系统杠杆螺栓用17Cr16Ni2不锈钢疲劳裂纹扩展规律

针对Paris幂律方程计算获得的疲劳裂纹扩展速率在扩展后期小于真实值的问题,以列车制动系统杠杆螺栓用17Cr16Ni2不锈钢为研究对象,进行空气中以裂纹尖端应力强度因子范围△K为驱动参量的疲劳裂纹扩展速率da/d N试验研究,建立相应的da/d N-△K曲线方程,并采用扫描电镜观察分析试样断口。结果表明:有效da/d N相应的△K近似为16~90 MPa·m^(1/2),当△K约为16~72 MPa·m^(1/2)时,da/d N-△K数据分布可以较好地用Paris幂律方程表达;当△K约为72~90 MPa·m^(1/2)时,由于驱动力越来越大,试样裂纹尖端附近因屈服区过大而不满足Paris幂律方程所要求的小范围屈服条件,使得da/d N-△K数据逐渐偏高于Paris幂律方程曲线;在整个有效△K内,da/d N-△K数据分布可用递增多项式表达;在疲劳裂纹扩展后期,试样断口呈现大量撕裂棱、二次裂纹、疲劳辉纹等微观特征,表明裂纹尖端附近应力越来越大,致使其附近塑性区也越来越大,不再满足小范围屈服要求,从微观上佐证了疲劳裂纹扩展后期用断裂力学法计算的塑性区因过大而不满足Paris幂律方程要求的结果。

大型不锈钢上冠的研制

介绍ZG0Cr16Ni5Mo新材料科研成果及国内首件大吨位不锈钢上冠工艺技术文件的制定。

Ni对0Cr16Ni4Mo钢组织与性能的影响

调整Ni元素在0Cr16Ni4Mo钢锭中的含量,采用力学性能测试及光学显微镜进行微观组织分析,研究不同Ni元素含量对0Cr16Ni4Mo马氏体不锈钢组织与性能的影响。实验结果表明:当Ni元素含量达到5.3%时,0Cr16Ni4Mo钢的屈服强度和抗拉强度优于Ni含量较少的坯料;当Ni元素含量达到5.3%时,热处理后钢的微观组织的主体为板条马氏体,铁素体几乎不存在;冲击试验结果表明,随着Ni元素的提高,材料微观组织中的铁素体数量得到一定程度的控制,有利于材料冲击韧性的提升。

高强管道用1Cr16Ni4Mo2N不锈钢的热处理与组织性能研究

为了提升高强管道用不锈钢的力学性能和耐腐蚀性能,对高强管道用1Cr16Ni4Mo2N不锈钢进行了固溶和时效处理,研究了时效温度对不锈钢显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响,并分析了其作用机理。结果表明,1Cr16Ni4Mo2N不锈钢在350~625℃时效处理4 h后,基体组织均为马氏体和奥氏体,且随着时效温度升高,马氏体向奥氏体转变;不锈钢的屈服强度ReL和抗拉强度R_(m)随着时效温度的升高先增大后减小,在时效温度为350℃时具有较高的强塑性。FeCl_(3)溶液中浸泡腐蚀试验结果与电化学试验结果一致,1Cr16Ni4Mo2N不锈钢的腐蚀速率随着时效温度的升高先增大后减小,在时效温度为350℃时具有最佳的耐腐蚀性能。因此,高强管道用1Cr16Ni4Mo2N不锈钢最佳的时效温度为350℃,此时不锈钢具有良好的强塑性和耐腐蚀性能。

回火温度对0Cr16Ni5Mo马氏体不锈钢组织和性能的影响

通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)和力学性能测试,研究了回火温度对0Cr16Ni5Mo马氏体不锈钢组织和性能的影响。结果表明,试验钢在450—700℃温度区间回火处理后的组织均为回火马氏体+残余奥氏体+δ-铁素体,随着回火温度的升高,韧化相残余奥氏体含量先增加后降低,在600℃其含量达到最大值29.8%。其强度则随着回火温度的升高先降低然后回升,在600℃回火后强度最低,而伸长率变化趋势与强度相反;不同温度回火后的冲击断口均呈韧窝状,撕裂棱清晰可见,断裂方式均为韧性断裂。