1Cr13不锈钢连铸保护渣成分设计

在生产1Cr13不锈钢的过程中,铸坯出现了严重的纵裂漏钢及横向凹陷。利用FactSage8.2热力学软件计算三元以及四元相图对保护渣成分进行设计,同时,计算1Cr13不锈钢的凝固特性,由于该钢属于包晶钢,在凝固过程中会产生急剧的体积收缩,从而在坯壳薄弱处产生纵裂。为了避免初生坯壳不均匀引起的凹陷和纵裂,应适当提高保护渣碱度、改善保护渣结晶性能,并提升保护渣控制传热能力。新型保护渣碱度为1.5,渣成分为w[MgO]6%,w[Li_(2)O]2%,w[Al_(2)O_(3)]16%,w[Na_(2)O]8%,w[B_(2)O_(3)]3%,w[CaF_(2)]10%。1Cr13不锈钢原渣熔点为1155℃,定温黏度为0.442 Pa·s、转折温度1140℃,新型保护渣熔点为1120℃,黏度为0.304 Pa·s,转折温度为1171℃,结晶温度为1270℃。实际生产后,铸坯表面质量明显改善。

1Cr13半马氏体不锈钢短轴热处理后开裂的原因分析

针对某厂1Cr13半马氏体不锈钢短轴热处理后产生裂纹的问题,通过宏观形貌检查、化学成分分析、金相检验、硬度测试和裂纹断口形貌分析等方法对热处理后产生开裂的原因进行分析。结果表明:碳含量略高于标准值、组织中存在较多分布不均匀并且形态控制较差的硫化物夹杂以及由孔隙气道偏析和碳化物聚集偏析形成的偏析线和与淬火后的残余应力是1Cr13半马氏体不锈钢短轴热处理开裂的主要原因,其中以呈细长条状分布的硫化物夹杂和偏析线危害最大。可以通过严格控制钢材的化学成分、夹杂物及偏析线的数量、大小和分布形态与热处理工艺相结合的措施,解决1Cr13半马氏体不锈钢短轴热处理后开裂的问题。

沿海湿热气候环境中1Cr13母线闸刀连杆球铰的断裂原因

沿海湿热气候条件下,某220 kV变电站母线闸刀驱动杆的连杆球铰发生完全断裂,闸刀无法操纵。为明确故障原因,使用体视显微镜、光学显微镜、直读光谱仪、扫描电子显微镜以及能谱分析仪等设备对连杆球铰进行了分析。结果表明:受海洋性气候影响,断裂的连杆球铰断面上存在腐蚀性元素Cl。综合来看,连杆球铰断裂的直接原因是在沿海湿热环境中,Cl离子破坏了1Cr13不锈钢表面的钝化膜,进而诱发了不锈钢的电化学腐蚀。腐蚀发展到一定程度后,与磨损交互作用,最终导致断裂。

TiC/NiCr金属陶瓷与1Cr13不锈钢的真空钎焊

以CuMnNi和CuMnCo合金为钎料,采用真空钎焊方法实现了TiC/NiCr金属陶瓷与1Cr13不锈钢的牢固连接。研究了钎料类型及钎焊工艺对钎缝接头力学性能与微观结构的影响。结果表明,采用CuMnNi钎料时在1050℃保温30min的钎焊工艺下获得了最高界面抗剪强度为338MPa,而采用CuMnCo钎料时在1050℃保温60min的钎焊工艺下获得了最高界面抗剪强度为274MPa,剪切断口发生在金属陶瓷靠近钎缝侧。良好的界面扩散互溶是获得较高界面连接强度的主要原因。并通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析等方法对钎焊接头微观组织、剪切断口进行了观察和分析。

土壤中硫酸盐还原菌对1Cr13不锈钢腐蚀的影响

利用交流阻抗测试、扫描电镜观测、表面能谱分析、失重法以及微生物分析等方法,研究了硫酸盐还原菌(SRB)对在不同Cl^-含量的土壤中的1Cr13不锈钢腐蚀的影响。结果表明:随着土壤中Cl^-含量的增大,1Cr13不锈钢的腐蚀速率和最大点蚀深度随着土壤中Cl^-含量的增加而增大,当Cl^-的含量增大到1.0％时达到最大值。与灭菌土壤相比,在接菌土壤中1Cr13不锈钢腐蚀速率和最大点蚀深度大,说明硫酸盐还原菌和Cl^-的共同作用增大了土壤中1Cr13不锈钢的点蚀敏感性。1Cr13不锈钢未发生点蚀时阻抗图谱表现为单容抗弧,发生点蚀时阻抗图谱表现为有两个时间常数的双容抗弧。

1Cr13不锈钢部分滑移区和滑移区的高温微动磨损特性

采用Deltalab-Nene7型电液伺服式高温微动磨损试验机,研究了核反应堆蒸汽发生器管支撑部件材料1Cr13不锈钢从室温到400oC的微动磨损行为。通过动力学特性分析,结合显微观测,结果发现:1Cr13不锈钢的高温微动行为与微动区域特性密切相关。在滑移区内,随着温度的升高,摩擦系数与磨损降低。微动磨损机理为氧化与剥层:高温氧化效应以及氧化膜的形成随温度的升高而加剧。在微动工况下,氧化膜萌生裂纹,裂纹扩展折向表面,直至氧化膜剥落,形成磨屑。然而,在部分滑移区内,温度对微动行为影响很小。

冷喷涂钛涂层与1Cr13不锈钢的电偶腐蚀行为

以氮气为载气,在压力为2.0MPa,载气温度为500℃的状态下,用冷喷涂的方法在1Cr13不锈钢基体上制备了钛金属涂层。经SEM观察,发现涂层的厚度较大,没有直接贯穿到基体的孔隙存在,距离基体越近的区域,涂层的孔隙率越小,XRD分析表明,涂层基本无氧化物相生成;从热力学和动力学两方面研究冷喷涂钛涂层与1Cr13不锈钢的电偶腐蚀行为,发现两者的电偶腐蚀倾向较小。

00Cr13Ni5Mo焊丝焊接1Cr13马氏体不锈钢的组织与性能

应用不锈钢焊丝00Cr13Ni5Mo对1Cr13马氏体不锈钢进行焊接实验,并对其焊缝及热影响区的金相组织进行了观察分析,对焊接试样的维氏硬度、抗拉强度进行了测量。结果表明,焊缝处为整齐排列的细柱状晶组织,晶间残余奥氏体均匀交替分布,同时基体上弥散分布着碳化物和粗大的合金化合物质点,晶粒度6级;焊缝组织均匀,强度高,焊接性能好。

热处理工艺对含铜钼1Cr13不锈钢性能的影响

研究了热处理工艺对含铜钼1Cr13马氏体不锈钢抗菌性、耐腐蚀性和硬度的影响。采用均匀设计法设计热处理工艺,并用回归方程分析了试验结果。结果表明:当1Cr13Cu3Mo钢经1 200℃×15 min固溶、550℃×1 h时效后,其硬度和抗菌率具有最大值,硬度达到40.6 HRC,抗菌率为100%;该钢在不同介质中的腐蚀速率随时间的增加而减小,最后趋零。

1Cr13不锈钢渗铝工艺及其熔盐腐蚀行为的研究

选用成本相对不是很高且在高温下具有一定抗氧化性能的1Cr13不锈钢为基体,通过热浸渗铝工艺在基体上制备了一层Fe-Al合金渗层。随后在不同扩散温度、不同扩散时间下进行了热扩散实验。最后分别对未经渗铝和经过渗铝的1Cr13不锈钢在由Na_2CO_3、K_2CO_3和Li2_CO_3组成的三元(Na-K-Li)_2CO_3混合碳酸熔盐中的腐蚀行为进行了研究。采用扫描电镜和能谱仪对腐蚀区的形貌和成分进行了分析;采用X射线衍射仪对腐蚀产物进行了物相分析,并测定了表面的腐蚀动力学曲线。结果表明:当热浸镀温度为750℃时,扩散温度为800℃,扩散时间为6 h,得到的Fe-Al合金渗层的综合性能最佳。此外,渗铝1Cr13不锈钢表面形成了具有保护性的由Al_2O_3和LiAlO_2组成的氧化膜,这对1Cr13不锈钢熔融盐耐蚀性的提高有明显作用。

1Cr13不锈钢在湿H_2S环境中的应力腐蚀行为

对海洋油气井用1Cr13不锈钢进行了慢应变速率试验,并结合扫描电镜分析研究了其在不同腐蚀环境中的应力腐蚀敏感性。通过回归分析软件,建立了1Cr13不锈钢的应力腐蚀敏感指数与各参数之间关系的数学模型。结果表明:1Cr13不锈钢在H_2S体积分数小于0.17%,pH大于3的环境中有较好的抗应力腐蚀能力;交互四次型回归方程可以较好地反映1Cr13不锈钢应力腐蚀敏感指数Iδ与pH、Cl-质量分数、温度和H_2S体积分数等介质参数的关系,并且H_2S质量分数和温度对应力腐蚀敏感指数产生交互作用。

1Cr13和Inconel 690异种金属焊接隔离层厚度的确定

在1Cr13和Inconel 690焊接过程中,先在1Cr13侧采用HS690焊丝堆焊隔离层,然后实现同种金属的焊接。采用硬度试验、冲击试验和金相检验的方法确定了隔离层厚度,为实现异种金属的良好焊接奠定了基础。

不同状态下1Cr13不锈钢摩擦磨损性能的比较

对比研究了不同状态(铸态、锻态)1Cr13不锈钢的摩擦磨损性能。结果表明,相同条件下,与铸态1Cr13不锈钢相比,锻态1Cr13不锈钢有较少的磨损量和较低的摩擦系数,表明锻态1Cr13不锈钢的耐磨性更好。

含铜1Cr13型低碳马氏体抗菌不锈钢的组织和性能

研究了成分（％）为0．11-0．13C、13．46Cr、0-4Cu的低碳马氏体不锈钢1100℃15min油淬，600℃5h回火处理后的抗菌性、硬度和耐蚀性。实验结果表明，当钢中含2％～4％Cu时，钢淬回火后的组织为索氏体基体上弥散分布富铜相，当钢中铜含量从2％增加至4％时，淬回火后钢的HRC硬度值从38增加到48，大肠杆菌的杀菌率从42％增加到95％，在5％硫酸中致钝电流和电压减少，使钢易于钝化。

气体比例对1Cr13马氏体不锈钢离子渗氮层性能的影响

对1Cr13马氏体不锈钢在不同气体氛围下进行低温离子渗氮处理,研究了不同渗氮气体比例对渗层组织和性能的影响。结果表明:在氨气与氩气气体比例为8∶1时,1Cr13不锈钢低温离子渗氮后得到的渗层的组织与性能最好,此时表面硬度为1 100 HV1,为基体硬度的4倍,且具有良好的梯度硬度,渗层厚度为85.7μm。当氨气与氩气的气体比例从4∶1提高到8∶1时,渗氮层硬度与厚度均提高,而气体比例为12∶1与16∶1时,渗层厚度基本不变,但是不锈钢表面形成的黑色物质使渗氮层表面硬度与渗层硬度出现不均匀性,当气体比例为16∶1时,中心硬度降低到625.0 HV1,与边缘硬度相差了450 HV1左右。

铈对1Cr13马氏体不锈钢抗晶间腐蚀性能的影响

采用双环电化学动电位再活化测量方法,研究了不同热处理条件下铈对1Cr13马氏体不锈钢的抗晶间腐蚀性能的影响。结果表明,当回火温度为550、650和700℃时,含铈试样的晶间腐蚀程度减轻,再活化率(Ir/Ia)减小;偏聚在晶界处的铈能够阻止碳化物的析出以及偏聚长大,使晶界附近的贫铬程度减少,铈提高了1Cr13试样钢的抗晶间腐蚀性能。同时,随着回火温度的升高,加快了铬元素从基体转移至晶界处贫铬区的速度,从而使贫铬区不断被弥合,最终导致1Cr13不锈钢的抗晶间腐蚀性能也不断地提高。

1Cr13不锈钢三元混合碳酸盐中的腐蚀研究

通过分析1Cr13不锈钢在750℃Li-Na-K三种混合碳酸熔融盐中的腐蚀动力学曲线和热腐蚀后的形貌和物相组成,讨论了1Cr13不锈钢在这三种熔盐中的腐蚀机理,并进行了对比,分析了不同组成的Li-Na-K碳酸盐熔盐体系对不锈钢腐蚀的影响。结果表明:Li2CO3能够减缓腐蚀,阻止腐蚀的进一步进行,具有保护性,减缓表面裂纹出现的可能性;而K2CO3能够增大氧化膜的溶解性,具有一定的破坏性。

1Cr13不锈钢连铸坯与模铸坯轧材内部质量差异探讨

简述了我公司生产1Cr13不锈钢轧材情况,对比1Cr13不锈钢连铸坯与模铸坯轧材的内部质量差异,重点围绕轧材内部质量差异较大的炉号作了分析对比,对造成差异的原因进行探讨,发现1Cr13不锈钢连铸坯轧材内部质量问题主要原因是由连铸坯的缺陷、轧制过程中较小的压缩比和1Cr13不锈钢的化学成分造成的,对此提出改进意见。

MgO对1Cr13不锈钢连铸保护渣转折温度的影响

为了改善高碱度保护渣的润滑性能,在高碱度(R=1.5,R=1.7)保护渣中添加MgO调节保护渣转折温度,采用旋转黏度计测量保护渣黏温曲线,结合factsage热力学软件物相析出模拟研究MgO对高碱度保护渣转折温度的影响规律。试验结果表明,不同MgO含量对保护渣转折温度有重要影响:R=1.5与R=1.7时,MgO质量分数在2%~4%,转折温度随MgO质量分数增高而降低。当MgO质量分数在6%~10%时保护渣转折温度随MgO质量分数增加而升高;提高碱度后MgO的影响效果降低,当MgO质量分数由2%增加至4%,R=1.5组分的保护渣转折温度降低了95℃,R=1.7组分的保护渣转折温度降低了32℃。MgO质量分数由4%增加至6%,R=1.5组分的保护渣转折温度升高了42℃,R=1.7组分的保护渣转折温度升高了11℃。可以发现,不同含量的MgO对保护渣转折温度的影响也是不一样的。

TiC/Ti(C,N)/TiN复合涂层在滑移区的高温微动磨损特性

采用化学气相沉积(CVD)技术,在1Cr13不锈钢基体上制备TiC/Ti(C,N)/TiN复合涂层。研究了该涂层从室温(25℃)到400℃的微动磨损特性,并与无涂层的1Cr13不锈钢基材比较。结果表明:在滑移区,温度对1Cr13不锈钢微动磨损影响较显著;随着温度上升1Cr13不锈钢摩擦系数减少,磨损体积下降;而温度对TiC/Ti(C,N)/TiN复合涂层磨损体积影响不大,且磨损量均很小。TiC/Ti(C,N)/TiN涂层表现出比1Cr13不锈钢优异的抗微动磨损性能。但当该涂层被磨去后,产生的硬质磨屑形成磨粒磨损,反而对基体造成更大的损伤。