温度对1Cr钢CO_(2)腐蚀行为的影响

为了提高石油管材的抗腐蚀性能并兼顾一定的经济性,低铬含量的钢受到油气田越来越多的关注。利用高温高压釜模拟CO_(2)腐蚀环境,研究温度对1Cr钢失重腐蚀行为和电化学腐蚀行为的影响,并采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)以及X射线衍射仪(XRD)分析了不同温度下1Cr钢表面腐蚀产物的形貌及组分特征。结果表明:在60~120℃范围内,随着温度的升高,1Cr钢的腐蚀速率先增加后降低,在80℃时腐蚀速率达到最大值。随着温度进一步升高,腐蚀产物膜变得更加致密均匀,提高了电荷转移电阻。同时高温下Cr元素在产物膜中的富集也提高了腐蚀产物膜电阻,最终导致100℃和120℃下1Cr钢腐蚀速率降低。

稀土对0.27C—1Cr钢TTT图的影响

通过测量不同温度下的等温转变曲线,建立了0.27C—1Cr钢的TTT图,研究了稀土对TTT图的影响,结果表明,加入稀土后,奥氏体晶粒细化,晶粒长大速率变慢,Ac_2不变,Ac_3升高;先共析铁素体和贝氏体相变的孕育期缩短,珠光体和贝氏体相变完成所需时间延长。

Mg处理对高碳工具钢75Cr1热轧组织及力学性能的影响

通过添加不同长度的含Mg包芯线对高碳工具钢75Cr1钢中夹杂物进行改性处理,对比研究了不同喂入长度下的夹杂物形态和微观组织变化规律;结合力学试验和形貌表征,研究了Mg处理对于试验钢组织及力学性能的影响规律。结果表明:Mg处理有利于细化夹杂物,可以将夹杂物核心部分改性为MgO·Al_(2)O_(3)或MgO,并形成以CaS包裹的小尺寸球型“核-壳”夹杂物;改性后的小尺寸夹杂物有利于钉扎晶界细化奥氏体晶粒;同时,小尺寸夹杂物还会阻碍钢中碳原子扩散从而降低珠光体形成孕育时间,减小珠光体片层间距,提高材料塑韧性。75Cr1高碳工具钢最佳包芯线喂入长度为2~2.5 m/t。

锅炉扁钢用免退火12Cr1MoV盘条控轧控冷工艺优化

为开发免球化退火扁钢用12Cr1MoV热轧盘条,基于形变诱导相变机理,采用830℃终轧温度和800℃的吐丝温度。通过抑制形变奥氏体晶粒回复和再结晶过程增加形变储能,促进奥氏体分解为铁素体和珠光体组织。同时配合轧后风冷辊道速度调节,实现分段控制冷却,延长盘条在630~750℃区间停留时间,可完全消除盘条中马氏体和贝氏体组织。试验结果为:热轧盘条抗拉强度从576 MPa降至520 MPa,断面收缩率从66%提高至74%,淬火组织的消除使盘条变形能力明显优化,避免少量或极少量马氏体组织无法协同变形而产生的心部孔洞或拉拔断裂,经用户多规格批量使用,未发生塑性开裂问题。

某锅炉12Cr1MoVG钢过热器管开裂失效的原因

某电站锅炉12Cr1MoVG钢过热器管运行半年即发生爆管开裂。为查明其开裂原因,采用形貌观察、化学成分检测、力学性能试验、硬度测试、非金属夹杂物分析、显微组织分析等方法,对过热器管进行了失效分析。结果表明:过热器管冷弯成型后未进行热处理以消除应力,且弯管内壁有微裂纹等加工缺陷;在服役过程中管子内壁氧化层大幅降低了传热效率,导致过热器管超温运行,从而使金属发生脱碳,降低了金属的耐腐蚀性能;炉水中Na_(3)PO_(4)含量和碱度超标,弯管内壁氧化层中游离态碱离子沉积并浓缩形成碱液,使过热器管在加工缺陷处产生碱应力腐蚀,在弯曲应力作用下过热器管发生沿晶界开裂。

12Cr1MoV珠光体耐热钢连续冷却相变研究

采用热膨胀测试仪、激光共聚焦显微镜、显微硬度仪以及扫描电镜等手段,研究了12Cr1MoV珠光体耐热钢连续冷却相变,绘制了实验钢过冷奥氏体连续冷却转变(CCT)曲线,分析了冷却速率对冷却过程相变组织演变规律的影响。结果表明,冷却速率为0.5~30℃/s时,实验钢CCT曲线中会出现铁素体、珠光体、贝氏体以及马氏体四个相变区域。冷却速率为0.5~1℃/s时,转变产物由铁素体和珠光体组成;冷却速率为1.5~10℃/s时,转变产物主要是上贝氏体和铁素体;冷却速率为10~20℃/s,转变产物主要是上贝氏体、下贝氏体以及马氏体混合组织;冷却速率为30℃/s,转变产物主要由马氏体组成。冷却速率为1.5~20℃/s时,过冷奥氏体转变组织出现上贝氏体,会导致材料机械性能下降,容易导致裂纹形成和扩展。基于上述研究结果,提出降低12Cr1MoV钢连铸坯和热轧线下冷速措施,以减少上贝氏体组织,通过调整后棒材表面裂纹得到有效控制。

12Cr1MoV钢过热器管开裂原因

某公司服役的12Cr1MoV钢过热器管在较短的时间内发生开裂现象,采用宏观观察、化学成分分析、硬度测试、氢气含量分析、扫描电镜分析、金相检验等方法分析其断裂原因。结果表明:由于管坯内部存在原始疏松缺陷,穿孔轧制后缺陷位于钢管内壁;在钢管服役过程中,锅炉气中超标氢分子扩散渗入管壁,在内部缺陷处富集,过热管弯管段存在较大的残余应力,使缺陷处发生氢致应力腐蚀开裂,最终导致过热器管开裂。

12Cr2Mo1V钢凸台附加填充丝埋弧堆焊工艺研究

针对12Cr2Mo1V钢加氢反应器壳体凸台采用单丝埋弧焊进行堆焊、制造效率低的问题,研究了采用附加填充丝埋弧焊的焊接方法堆焊12Cr2Mo1V材质凸台本体的工艺可行性。研究结果表明,在12Cr2Mo1V钢上采用附加填充丝埋弧焊进行本体堆焊,焊接工艺性良好;其工艺评定试验的各项力学性能完全满足母材的要求,特别是-30℃夏比KV_(2)型缺口冲击试验冲击值均≥54 J,抗回火脆化倾向评定试验结果均满足v Tr54+3Δv Tr54≤0℃的要求。与单丝埋弧堆焊相比,两枪六丝附加填充丝埋弧堆焊凸台可提高生产效率200%~250%。该项工艺研究在满足加钒钢凸台性能的前提条件下,能极大缩短凸台制造周期、节能减排,为加氢反应器先进绿色制造的发展提供了新的制造手段。

回火温度对5Cr5MoSiV1钢显微组织和性能的影响

对球化退火态5Cr5MoSiV1钢进行1050℃×1 h的淬火以及不同温度(515,530,560,590,620℃)保温1 h的回火处理,研究了回火温度对该钢显微组织、硬度、冲击韧性和耐磨性能的影响。结果表明:不同温度回火后5Cr5MoSiV1钢的组织均为回火索氏体和少量碳化物,随着回火温度升高,碳化物增多并发生聚集长大,当回火温度超过560℃时,基体回复和再结晶加剧,马氏体板条状特征逐渐模糊;随着回火温度的升高,5Cr5MoSiV1钢的硬度降低,冲击吸收能量先基本不变后升高,磨损质量损失呈先波动下降后升高的趋势。5Cr5MoSiV1钢合适的回火温度为590℃,此时该钢兼具良好的冲击韧性和耐磨性能,硬度为51.1 HRC,冲击吸收能量为25.7 J,磨损质量损失为3.864 g。

管坯用圆钢12Cr1MoVG表面长裂纹原因分析及改进措施

按照GB/T 31212—2014标准对12Cr1MoVG管坯用圆钢进行了表面漏磁探伤,结果表明,深度>0.30 mm的长裂纹比例占15%左右,分析发现造成管坯用圆钢表面长裂纹的主要原因是铸坯角部裂纹。通过采取将中包钢水过热度由15~30℃提高到35~45℃,铸坯拉速由0.85 m/min提高到0.95 m/min,铸坯采取弱冷和均匀冷却等措施来解决了该问题。12Cr1MoVG管坯用圆钢长裂纹比例降到了3%以下。

4Cr5Mo2V钢与4Cr5MoSiV1钢组织和性能的对比

采用金相检验、冲击试验、扫描电镜及能谱分析等方法对4Cr5Mo2V钢和4Cr5MoSiV1钢的组织、性能进行对比分析,并用软件模拟计算相图。结果表明:4Cr5Mo2V钢较4Cr5MoSiV1钢的V元素含量降低、Mo元素含量升高,改变了钢中MC相的稳定性;4Cr5Mo2V钢中高熔点MC相液析碳化物的溶解温度和含量较4Cr5MoSiV1钢降低,使4Cr5Mo2V钢的冲击韧性增大。

AOD法冶炼护环用奥氏体不锈钢1Mn18Cr18N

通过对1Mn18Cr18N护环钢中氮的溶解度进行热力学计算分析,发现增加钢水中Cr、Mn的含量,能够显著提高氮的溶解度。同时,随着钢水温度的降低,氮的溶解度也会提高。阐述了采用非真空感应炉和电弧炉、AOD与LF精炼等冶炼工艺生产1Mn18Cr18N护环钢的过程,并利用底吹氮气进行合金化处理,缩短了生产时间,同时成分控制也相当稳定。在使用AOD精炼底吹氮气进行合金化时,钢水中氮含量可达到0.547%,氮的溶解度趋于饱和。LF精炼过程在使用氮气底吹和含氮合金的情况下,钢中氮含量可达0.68%。

1Cr11Ni2W2MoV不锈钢气体渗氮工艺研究

研究了1Cr11Ni2W2MoV马氏体不锈钢气体渗氮工艺参数对试样尺寸变化的影响,讨论了固溶冷却介质对其钝化膜形成与气体渗氮的影响。通过光学显微镜、扫描电镜和X-ray衍射仪分析了渗氮层组织和物相,利用显微硬度计检测了其硬度,采用中性盐雾试验评价了钝化膜形成能力。结果表明:1Cr11Ni2W2MoV不锈钢固溶油淬时,其中性盐雾试验24h时发生表面锈蚀现象。在600℃×12h气体渗氮时,渗氮层由Fe_(2-3)N与Fe_(4)N相为主和少量CrN相组成,渗层硬度950HV0.1以上,渗层厚度≥260μm。采用固溶水淬时,中性盐雾试验72h未发现表面锈蚀现象,其渗层深≤10µm,表明固溶快速冷却有利于提升马氏体不锈钢表面钝化膜形成能力。

热处理对1Cr15Ni4Mo3N不锈钢组织与力学性能的影响

对1Cr15Ni4Mo3N试验钢进行1050℃×1.5 h固溶、-73℃×2 h冷处理后,再进行不同温度、保温3 h的时效处理,采用扫描电镜、透射电镜、万能试验机、冲击试验机等检测方法研究了时效温度对试验钢组织与力学性能的影响。结果表明:试验钢固溶、冷处理后,经460℃×3 h时效,其抗拉强度、屈服强度及伸长率均达到峰值,经580℃×3 h时效的试验钢冲击功达到峰值。460℃×3 h时效的试验钢组织为含有高密度位错的板条马氏体和残余奥氏体,540℃×3 h时效试验钢的马氏体板条特征有所减弱,620℃×3 h时效试验钢中逆转变奥氏体含量明显增加。

14Cr1MoR钢的热处理工艺创新实践

结合某钢厂订货产品结构和热处理装备特点,针对当前14Cr1MoR钢热处理工艺中存在的低温冲击性能波动和成本偏高等瓶颈问题,在试验室开展14Cr1MoR钢高温退火+淬火+回火的新型热处理工艺创新。结果表明:采用本文所述工艺所得板厚1/2处常温拉伸性能控制水平与现行工艺水平相当,板厚1/2处低温冲击韧性总体更优,组织也更为均匀、细化,实现吨钢降低热处理成本350元左右,为企业创新发展提供技术支撑。

1Cr11Ni2W2MoV钢疲劳裂纹闭合与试样类型的相关性

压力容器材料的疲劳裂纹扩展门槛值在预测服役寿命方面具有重要意义,而门槛值的准确测定常受到裂纹闭合的影响。为了验证采用角裂纹(CC)试样测定疲劳裂纹扩展门槛值时是否受裂纹闭合影响,采用1Cr11Ni2W2MoV钢加工了角裂纹试样和紧凑拉伸(C(T))试样,在室温下开展了疲劳裂纹扩展门槛值试验,并测定了门槛值对应的载荷-裂纹张开位移曲线。通过扫描电子显微镜对断口形貌中由裂纹闭合产生的磨损痕迹进行了观察。结合试验结果分析了两种试样类型的裂纹闭合程度及成因。通过CC试样测定的门槛值与C(T)试样相近或更小。在所测试4个CC试样中,仅有一个出现了足以影响裂纹扩展驱动力的裂纹闭合现象,而在所有测试的C(T)试样中均观察到了裂纹闭合。CC试样可用于疲劳裂纹扩展门槛值试验,并在当前试验条件下获得了接近理想门槛值的结果。

热处理工艺对14Cr1MoR钢组织性能及腐蚀行为的影响

采用扫描电镜、透射电镜和电化学工作站,分析了控轧+回火、淬火+回火、正火+回火不同热处理工艺对14Cr1MoR钢显微组织、力学性能和腐蚀行为的影响。结果表明:控轧+回火和正火+回火后,试验钢的显微组织由多边形铁素体和贝氏体回火组织构成,但相比例不同。淬火+回火后,试验钢的显微组织为回火索氏体,该热处理工艺下的14Cr1MoR钢室温和高温强度最高,韧性最佳。耐蚀性能方面,淬火+回火态试验钢最佳;其次为正火+回火态试验钢;控轧+回火态试验钢最差。

火烧温度和冷却方式对12Cr1MoV钢显微组织和力学性能的影响

将12Cr1MoV钢加热至不同温度(650,750,850,950,1050,1150℃)保温3 h并分别进行空冷和水冷来模拟火灾现场的火烧过程,采用金相检测、小冲杆试验、拉伸试验和硬度测试研究了火烧温度和冷却方式对试验钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:当火烧温度不高于750℃时,空冷和水冷方式下试验钢的显微组织均主要为铁素体、珠光体和碳化物,强度、断后伸长率和硬度随火烧温度的变化很小;在空冷方式下,当火烧温度高于750℃时,随着火烧温度升高,试验钢的晶粒尺寸变大,珠光体含量增加,使得强度增大,断后伸长率降低;在水冷方式下,当火烧温度高于750℃时,试验钢组织中出现马氏体,随着火烧温度升高,马氏体含量增加,试验钢强度和硬度提高,断后伸长率降低。

固态相变对2.25Cr1Mo钢多道焊组织及残余应力的影响

基于Abaqus及其子程序,提出了考虑包括奥氏体相变、贝氏体相变和马氏体相变在内的固态相变的2.25Cr1Mo钢焊接模拟方法。模拟考虑了固态相变产生的相变潜热、体积变化和屈服强度改变,对2.25Cr1Mo钢平板多道焊模型的温度场、组织分布及焊后残余应力进行了计算,并研究了其规律。研究结果表明:相变潜热使得焊后贝氏体生成量增多,马氏体生成量减少。相变导致的屈服强度改变使得焊后残余应力大幅下降,相变导致的体积变化减小了焊缝内部残余应力。

稀土Ce对4Cr5MoSiV1钢热变形行为的影响

利用Gleeble⁃3800热模拟试验机对不含稀土和含稀土的4Cr5MoSiV1钢进行高温热变形模拟试验,变形温度为1100~1200℃,变形速率为0.1~3 s^(-1),总变形程度为60%.根据得到的真应力⁃应变数据,对比试验钢在应变量为30%时的变形抗力值,并分析变形后的显微组织.结果表明:4Cr5MoSiV1钢在研究的试验条件下均发生了动态再结晶;相同变形条件下,含稀土4Cr5MoSiV1钢的变形抗力比不含稀土4Cr5MoSiV1钢增大12~36 MPa;稀土Ce的添加细化了再结晶晶粒,提高了试验钢变形抗力,推迟了动态再结晶的发生.稀土含量为0.0120%的4Cr5MoSiV1钢适宜的热加工参数为变形温度1100℃,变形速率0.1 s^(-1).