时效时间对20Cr32Ni1Nb钢显微组织与力学性能的影响

对20Cr32Ni1Nb钢进行950℃、不同时间(200~5 000h)时效处理,研究时效时间对该钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着时效时间的延长,20Cr32Ni1Nb钢晶界上共晶碳化物的层片状结构消失,并由短杆状逐渐变成颗粒状,奥氏体基体内析出弥散分布的二次碳化物,且在时效500h时,二次碳化物的数量最多;时效5 000h时,20Cr32Ni1Nb钢中有G相析出;随着时效时间的延长,20Cr32Ni1Nb钢的抗拉强度和屈服强度均先增后降,伸长率减小,冲击韧性呈先降后增再降的变化趋势,时效5 000h时,冲击韧度为40J·cm^(-2)。

高温时效对20Cr32Ni1Nb奥氏体不锈钢微观组织演化及高温力学性能的影响

采用光学显微镜、场发射扫描电子显微镜、高温拉伸、高温冲击、硬度分析等研究了950℃高温时效对20Cr32Ni1Nb钢微观组织演化及高温力学性能的影响。结果表明:长期时效过程中,材料在基体内会析出大量的二次碳化物,枝晶界上会发生NbC和M23C6碳化物的不断长大和粗化,并且NbC会向G相转变。与原始状态的材料性能相比,材料的屈服极限和抗拉强度在时效初期首先略微增加,之后连续下降,同时,伸长率的变化呈现出单调下降的趋势。高温冲击韧性随时效时间增加先大幅度下降,随后微小增加,长期时效后,高温冲击韧性呈现出连续缓慢下降的趋势。在整个时效过程中,硬度先略微增加之后单调下降,总体而言,硬度的下降幅度有限。

长期时效对20Cr32Ni1Nb奥氏体不锈钢组织演化及蠕变行为的影响

采用光学显微镜、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜和蠕变试验,研究了长期时效对20Cr32Ni1Nb奥氏体耐热钢微观组织演化及蠕变行为的影响。结果表明:长期时效过程中材料在基体内会析出大量的二次碳化物,枝晶界上会发生NbC和M23C6碳化物的不断长大和粗化,并且Nb C向G相转变;与原始状态的蠕变性能相比,长期高温时效改变了材料蠕变曲线的形状,不仅明显地缩短了蠕变第一阶段,还使得材料的蠕变速率随时效时间的延长连续增大。

高温环境下Cr20Ni32Nb铸造管开裂原因分析

在乙烯裂解装置高温裂解气环境下运行的铸造Cr20Ni32Nb钢带叉锥体发生了开裂。采用宏观检查、超声波检测、光谱分析和金相分析等方法对开裂带叉锥体的损伤形貌、剩余壁厚、金属化学成分及金相组织形貌进行了检测,结果表明,带叉锥体的失效形式为蠕变开裂。铸造Cr20Ni32Nb钢带叉锥体长期服役在高温、拉应力环境下,其金相组织中的枝晶间碳化物逐渐溶解并发生蠕变变形,大量的蠕变孔洞在晶界处相互连接形成裂纹,裂纹沿晶界不断扩展,最终导致带叉锥体发生开裂。

太钢1Cr19Ni11Nb不锈钢无缝管的研制

针对1Cr19Ni11Nb电站锅炉用钢的使用环境特点,研究了1Cr19Ni11Nb作为耐热不锈钢使用的强化机理,分析了主要合金成分对材料组织和性能的影响,从而确定了合理的化学成分控制目标。通过采用现代先进自自“三步法”不锈钢冶炼工艺和“轧拔结合”的不锈钢制管工艺等技术,完成了该品种不锈钢管的试制。试制结果表明,太钢生产的1Cr19Ni11Nb不锈钢管坯和钢管能满足相关技术要求。目前该产品已进入批量生产阶段。

1Cr20Ni14Si2钢输油管的应力腐蚀破裂失效分析

针对输油管产生的应力腐蚀裂纹 ,用光学显微镜观察其显微组织 ,并用直读光谱仪和透射电子显微镜对材料的成分和裂纹尖端处的腐蚀产物进行了分析 ,证实了产生应力腐蚀裂纹的原因。并用超低碳含Mo的不锈钢提高使用寿命 ,经 2a多的运行得到了较好的效果。

乙烯裂解炉辐射段炉管Cr20Ni32Nb材料的焊接工艺

乙烯裂解炉炉管采用的高铬镍合金材料在焊接过程中易出现热裂纹的问题,针对该问题,在工程实际中对乙烯裂解炉辐射段炉管材料—Cr20Ni32Nb进行焊接性分析和焊接工艺评定,采用“超合金化”焊接材料,并制定合理的焊接工艺,成功地解决了Cr20Ni32Nb高铬镍材料离心铸造炉管的焊接热裂纹问题。

热处理对1Cr16Ni4Nb钢在盐酸中腐蚀行为的影响

采用失重法研究了不同热处理状态的新型含铌马氏体耐热不锈钢1Cr16Ni4Nb在盐酸中的耐腐蚀性能。结果表明,1Cr16Ni4Nb钢的耐蚀性随淬火温度的升高而提高。在淬火温度相同、回火温度不同的状态下,中温回火后1Cr16Ni4Nb钢的耐蚀性高于低温和高温回火后。热处理状态相同条件下,1Cr16Ni4Nb钢的耐蚀性高于1Cr17Ni2钢。

1Cr18Ni9Ti不锈钢与20R碳钢的异种钢焊接

1Cr18Ni9Ti不锈钢与20R碳钢属于异种钢焊接,两种材料的热导率和线性膨胀系数有很大差异,为保证质量,分析两种材料的焊接性能存在的问题,并制定焊接工艺措施。

20钢管和1Cr18Ni9Ti钢管气焊缺陷分析及防止措施

对20钢和1Cr18Ni9Ti钢钢管进行水平固定加障碍气焊,焊接后按JB/T4730—2005标准对焊缝进行100%射线检测,结果发现形成的缺陷有:未焊透、气孔、裂纹、内凹。对这些缺陷形成的原因进行了详细的分析,并给出了切实可行的改进方法。对气焊后的异种钢管进行了热处理,做了拉伸、弯曲等力学性能试验,试验结果满足标准要求,焊接接头质量良好,证明了对异种钢管气焊缺陷形成的分析及防止措施是正确的,有针对性的。

热处理对1Cr16Ni4Nb板组织和力学性能的影响

研究了不同温度淬火和回火对一种新型的含铌马氏体耐热不锈钢1Cr16Ni4Nb板微观组织和力学性能变化的影响规律。结果表明:1Cr16Ni4Nb钢在1000～1040℃淬火较合理,在1030℃淬火、300～350℃回火时,组织为均匀细小的回火马氏体,其具有较高的强度和一定的韧性;在1030℃淬火、600～650℃回火时,1Cr16Ni4Nb钢的组织为回火索氏体,其具有较高的综合力学性能。在这两种回火状态下,1Cr16Ni4Nb钢均可以满足不同结构件预期的使用要求。

Fe-Cr-Ni基奥氏体不锈钢蠕变损伤本构模型研究

通过考虑碳化物粗化和孔洞形核与长大对Fe-Cr-Ni基奥氏体不锈钢蠕变损伤的影响,基于sinh函数建立了新的蠕变损伤本构模型,开发了模型材料参数优化程序,并结合有限元方法,对标准圆棒试样进行了宽应力范围内的蠕变行为研究,比较了基于3种蠕变损伤模型所计算的试样失效时间。结果表明:提出的本构模型能够准确地反映材料在890℃不同应力水平下的蠕变行为;与广泛使用的幂律型Kachanov-Robotnov模型和Liu-Murakami模型所预测的失效时间相比,该模型的预测结果可以反映宽应力范围内应力和蠕变破断时间在双对数坐标下的非线性关系,预测结果更为合理。

调质处理对1Cr16Ni4Nb钢组织与性能的影响

研究了新型含铌马氏体耐热不锈钢1Cr16Ni4Nb在普通热处理以前增加调质处理后对其组织与性能的影响。结果表明,增加调质处理后,1Cr16Ni4Nb试验钢的组织更为均匀,韧性提高。

1Cr19Ni11Nb不锈钢无缝管的研制

针对1Cr19Ni11Nb电站锅炉用钢的使用环境特点，研究其作为耐热不锈钢使用的强化机理和各主要成分作用；合理确定了合金成分范围并开发了以铁水为原料的“三步法”不锈钢冶炼工艺和“轧拔结合”的不锈钢制管工艺。试制结果表明，太钢产1Cr19Ni11Nb的不锈钢管组织均匀、性能良好。目前该材料已经通过了哈尔滨锅炉厂和东方锅炉厂材料研究所的评定，产品进入批量生产阶段。

基于损伤力学的蒸汽转化炉热壁集气管蠕变损伤有限元分析

基于改进的Liu-Murakami本构模型,结合有限元方法,对理想工况下蒸汽转化炉热壁集气管进行了蠕变损伤分析。结果表明:改进的Liu-Murakami模型能够较为准确地预测不同应力水平下集气管的单轴蠕变曲线;理想条件下,集气管在服役初始阶段的最大Mises应力和最大主应力出现在猪尾管和集气管交界处;服役过程中,集气管发生应力再分布,最大Mises应力和最大主应力均显著减小;服役10^5 h后,集气管最大损伤值仅为0.071。

扩散与幂率蠕变联合控制的孔洞受约束长大模型研究

高温环境下,材料蠕变变形与断裂的微观机制主要是晶界的孔洞化。蠕变过程中孔洞的长大是一种非常复杂的行为,很多因素会对孔洞的长大产生影响。基于扩散和幂率蠕变耦合控制孔洞长大理论,建立了新的孔洞受约束长大模型。研究结果表明:在孔洞长大速率主要由扩散控制的区域,基于本文提出的模型预测的孔洞长大速率与基于Needleman-Rice模型和Chen-Argon模型的计算结果一致;与不考虑约束效应的Chen-Argon模型相比,基于本文提出的模型计算出的孔洞长大速率较低。研究结果对保障我国高参数蒸汽转化装置的长周期安全运行具有重要的现实意义。