氮含量对29Cr铸造超级双相不锈钢深冷组织和性能的影响

采用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、环境扫描电子显微镜(ESEM)、万能材料试验机、洛氏硬度计和电化学极化曲线研究了氮含量对经深冷处理的29Cr铸造超级双相不锈钢金相组织、力学性能和耐蚀性的影响。结果表明,深冷处理后,含氮量与奥氏体(γ)之间的关系为(γ)=99.4×w(N)+6.158 8;氮含量越高,试样的抗拉强度和延伸率越大;氮含量的提高可降低材料在人工海水中的腐蚀电流密度,提高耐蚀性。

固溶温度对29Cr铸造超级双相不锈钢组织和性能的影响

用常规中频炉制备了29Cr超级双相不锈钢,通过OM、SEM、EDS、XRD和电化学工作站研究了固溶温度对29Cr铸造超级双相不锈钢组织和性能的影响。试验结果表明:在1 050～1 150℃内对29Cr铸造超级双相不锈钢进行固溶处理时,Cr在铁素体与奥氏体两相中的分配系数(KCr)对材料性能的影响起主导作用,随固溶温度升高,KCr先上升后下降,Cr的分配系数越小强度越高,但耐蚀性越差;在1 100℃固溶处理时,其强度及塑性达到最大值,分别为825 MPa和35%,而腐蚀电流密度为0.603μA.cm-2,耐蚀性最差。

N含量对29Cr铸造超级双相不锈钢组织及性能的影响

制备了含N量分别为0.11%,0.26%和0.42%的29Cr铸造超级双相不锈钢,利用XRD,SEM,EDS,电化学工作站和XPS研究了含N量对双相不锈钢显微组织、力学性能和耐蚀性的影响.结果表明:N能增加双相不锈钢中奥氏体含量,并且有φ(γ)=60×ω(N)+21.97的线性关系;由于N具有固溶强化和降低(Mn,Cr)S夹杂粒子的作用,能有效提高材料的抗拉强度和延伸率,两者与含N量的关系分别为σ_b=318.33×ω(N)+626.3和δ=60×ω(N)+10.83.在海水腐蚀过程中,铁素体优先腐蚀.N使Cr的分布均匀化,并参与腐蚀反应生成NH_4^+和NO_3^-,促进钝化膜的再钝化;Mo可以生成MoO_4^(2-).提高钝化膜的稳定性,增强耐蚀性.钢中含N量越高,腐蚀电流密度越低,耐蚀性越好.

时效处理对超级双相不锈钢00Cr29Ni6Mo2N组织和耐点蚀性的影响

采用扫描电镜和X射线能谱仪研究了00Cr29Ni6Mo2N超级双相不锈钢1080℃30 min固溶+650~1000℃ 60 min时效后的显微组织。试验结果表明,在奥氏体和铁素体相界面上析出了Cr_(2)N和σ相两种析出相,同时发现少量的Cr_(2)N在铁素体相内。Cr_(2)N析出优先于σ相,增加时效温度和时间对Cr_(2)N的析出量没有显著影响,但σ相含量随着时效温度的升高先增加后减少,850 ℃时效σ-相面积百分含量最大,达5.8%,同时在给定时效温度下随时效时间增加σ-相含量增加。Cr_(2)N和σ相的析出均降低了00Cr29Ni6Mo2N超级双相不锈钢的耐点蚀性能。

铸造超级双相不锈钢5A焊接性能研究

结合母材与焊接材料化学成分、焊接参数控制,通过对Cr25系列铸造超级双相不锈钢5A(UNS J93404)焊接接头的微观组织、相比例、力学性能及腐蚀性能等进行研究。结果表明:想控制母材相比例,获得优异的焊接接头,不仅需要控制母材的Si含量、选择匹配的焊接材料,而且还要严格控制焊接过程的热输入。

时效温度对铸造超级双相不锈钢析出相的影响

对固溶处理后的铸造超级双相不锈钢材料进行时效处理,利用OM,SEM,XRD和TEM分析了时效温度对析出相的影响.结果表明,固溶后经时效处理,金属间相在铁素体内和铁素体/奥氏体晶界析出;650℃时效时,析出的金属间相主要是χ相;750℃时效时析出σ相和χ相,此时σ相由χ相演变而来;850℃时效下则直接析出σ相;950℃时效后,少量的σ相仅在铁素体/奥氏体晶界产生.

固溶温度对超级双相不锈钢00Cr25Ni7Mo4N组织和性能的影响

试验和测试了900-1 300℃固溶处理时双相不锈钢00Cr25Ni7Mo4N的相组成、冲击能AKV和硬度(HRC)值。试验结果表明,在900-1 020℃固溶处理时,双相不锈钢中有16．97％-3．22％σ相析出,使钢的冲击能AKV值从1 040-1 250℃处理的224～280 J降至3～44 J。该双相不锈钢的热加工温度应大于1 040℃,其最佳固溶处理温度为1 040～1 100℃。

00Cr25Ni7Mo4N超级双相不锈钢

介绍了00Cr25Ni7Mo4N超级双相不锈钢的化学成分及重点元素的作用,给出了00Cr25Ni7Mo4N超级双相不锈钢的物理性能、力学性能、耐蚀性能,给出了00Cr25Ni7Mo4N超级双相不锈钢的显微组织,叙述了该钢的热处理工艺、冷热加工工艺、焊接工艺,列出了该钢的适用技术条件、产品形状及用途,介绍了国内该钢近年来的一些研究情况。

高锰氮Cr25超级双相不锈钢热加工工艺研究

通过Gleeble-3800热模试验机对真空感应熔炼的00Cr25Ni2Mo3Mn10N0.5超级双相不锈钢的铸态样品进行了高温拉伸实验。结果表明,00Cr25Ni2Mo3Mn10N0.5超级双相不锈钢的变形抗力随变形温度升高而减小,随应变速率增加而增加。变形温度1 000℃以下,因σ相析出,热加工性能较差,高于1 200℃时因奥氏体/铁素体界面出现锯齿状形态,热加工性能变差。00Cr25Ni2Mo3Mn10N0.5超级双相不锈钢在1 000～1 200℃范围内具有较佳的热加工性能。

铈对超级双相不锈钢00Cr25Ni7Mo4N热加工性能的影响

通过Gleeble-1500D热模拟试验机对0～0.034%Ce的超级双相不锈钢00Cr25Ni7Mo4N(%:0.016～0.020C、24.50～24.72Cr、7.06～7.18Ni、3.61～3.73Mo、0.26～0.27N)进行了950～1 200℃、应变速率5×10-3s-1的热拉伸和变形量60%、应变速率1×10~0s^(-1)的热压缩试验。结果表明,适量铈的加入能提高00Cr25Ni7Mo4N钢的热塑性,铈含量为0.012%时有最好的热塑性;铈含量为0.021%以上时,该钢的峰值应力低于未加稀土钢;铈的加入有助于钢提前达到稳态流变阶段。

钨含量对新型高铬锰氮双相不锈钢Cr29Mn12Ni2N0.6Wx组织和性能的影响

研究了钨含量对新型高铬锰氮双相不锈钢Cr29Mn12Ni2N0.6Wx（x=1,2,3）显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明：Cr29Mn12Ni2N0.6Wx不锈钢固溶处理后具有典型的铁素体＋奥氏体双相组织,铁素体含量在45%~60%范围内;随着钨含量的增加,合金中σ相的析出倾向增强,铁素体含量增加,合金的耐腐蚀性能降低,屈服强度和抗拉强度升高;经1 050℃固溶处理30 min后,该系列双相不锈钢中不再有σ相析出,其屈服强度大于650 MPa,抗拉强度大于900 MPa,断后伸长率大于30%,作为高强度资源节约型超级双相不锈钢具有潜在应用前景。

6A超级双相不锈钢离心泵体铸造及焊接工艺分析

介绍了6A超级双相不锈钢泵铸件的生产难点,并分析了铸造的关键技术,包括冶炼和成分控制、铸造工艺、热处理工艺、焊接工艺。采取合适的工艺措施后,成功获得了铸件一次性PT(渗透检测)检测合格的超级双相不锈钢6A铸件,其化学成分、力学性能均满足ASTM标准要求。同时研究了不锈钢6A焊接工艺,探索出适宜的焊接参数,焊接接头的各项性能均满足要求。

大口径超级双相不锈钢阀体的研制

针对四代核电钠冷快堆循环水泵大口径超级双相不锈钢阀体铸件制造中出现的开裂、缩松、缩孔和冷隔等问题,开展了第二相析出、铸造工艺和固溶冷速模拟工艺探索,以研究其对铸件组织、性能和成形的影响。结果表明,铸件冷却至1000℃左右打箱空冷,析出第二相较少,随着打箱温度降低,第二相析出比例逐渐增加;对铸件进行型线流畅设计、浇注系统和补缩系统等方面合理设计,并经铸件凝固过程数值模拟,预测铸造工艺实施结果良好;当固溶冷却速率大于0.4℃/s时,可有效避免铸件组织中第二相的析出。根据工艺研究结果来生产阀体,铸件固溶热处理后组织中α相和γ相比例接近1∶1,关键部位射线探伤满足技术标准要求,铸件力学性能和耐腐蚀性能优异,可较好满足海水氯化物腐蚀介质工况要求。

含Ti铸造双相不锈钢组织与耐腐蚀性能研究

运用电化学实验测试含Ti铸造双相不锈钢的耐腐蚀性能,并与不含Ti铸造双相不锈钢进行对比;为了探究Ti的作用,对含Ti铸造双相不锈钢进行金相组织观察以及碳化物定量定性分析,并利用布氏硬度计测定硬度;采用扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)对含Ti铸造双相不锈钢未腐蚀和腐蚀试样表面形貌观察。试验结果表明,含Ti铸造双相不锈钢中碳化物类型主要是Cr_(23)C_6和(Ti,Nb)C,Ti能减少铸造双相不锈钢中Cr_(23)C_6以及富Cr区形成,提高其耐腐蚀性能;含Ti铸造双相不锈钢中奥氏体为弱相,奥氏体中富Cr区附近以及铁素体和奥氏体相界处是含Ti铸造双相不锈钢腐蚀发生的主要区域。

超级双相不锈钢叶轮的研制

基于双相不锈钢的铸造特性,设计了电站循环水泵用超级双相不锈钢叶轮铸件的铸造工艺,并确定了其熔炼、浇注、开箱、热处理、焊补等主要工序的生产控制要点。试生产结果表明,所生产的超级双相不锈钢叶轮铸件产品完全满足质量和技术要求。

超级双相不锈钢SAF2507阀门铸件的生产研制

阐述了第三代超级双相不锈钢SAF2507阀体的生产研制过程。SAF2507是超级双相不锈钢中含铬、钼、镍和氮的量都高于第二代双相不锈钢。在生产过程中及易出现气孔、氧化夹渣、裂纹等缺陷,造成废品率较高,焊补量较大。通过采用AOD精炼炉对钢液进行精炼,控制C、P、S的含量在下线,有效地控制N的含量,目前已攻克了难关且能够批量生产SAF2507阀门铸件及同类产品。

典型Cr-Ni-Mo-N高合金双相不锈钢热加工性能研究

试验钢的典型高合金双相不锈钢S32707(022Cr27Ni7Mo5N)、S32750(022Cr25Ni7Mo4N)、S32205(022Cr23Ni5Mo3N)、S31803(022Cr22Ni5Mo3N)在生产坯料上取样,采取了不同的热处理、热加工和热穿孔以及调整化学成分等方法,研究了组织及工艺对其热加工性能的影响。结果表明:两相比例和σ相的析出情况与热穿孔温度和冷变形的中间退火密切相关,S32707钢的二次相的析出速度和析出量远超过S32750、S32205及S31803双相不锈钢。对S32707双相不锈钢需适当降低Cr(Cr≤27%)、N(N≤0.4%)含量,提高Mo(4%~5%Mo)含量,合理控制加热速度(2~2.5℃/min)及终轧(锻)温度(≥1060℃),并注意回炉加热和圆管坯中心钻孔的影响,可提高热加工塑性,防止开裂。

时效析出相对铸造2507超级双相不锈钢力学及耐蚀性能的影响

通过OM,SEM以及拉伸实验与电化学测试等手段,研究了高温时效析出金属间相对铸造2507超级双相不锈钢力学及耐蚀性能的影响.实验结果表明:材料固溶后经650—950℃时效处理,析出弥散颗粒χ相有提高抗拉强度的作用,σ相却使抗拉强度急剧下降;二者均使塑性急剧恶化,拉伸断口均表现为脆性断裂.在人工海水中,σ相对材料的耐蚀性影响要比χ相弱,其数量越多,材料耐蚀性越差.

29Cr超级双相不锈铸钢表面腐蚀XPS分析

用X射线光电子能谱(XPS)技术研究29Cr超级双相不锈铸钢在人工海水中经电化学极化后表面腐蚀产物.结果表明,材料的腐蚀是以点蚀为主的局部腐蚀;MoO_4^(2-),NH_4^+和少量NO_3^-吸附在钝化膜表面,从而提升钝化膜的保护作用.材料在人工海水中极化后的钝化膜表层主要由氢氧化物Cr(OH)_3,FeOOH等和氧化物Cr_2O_3,Fe_3O_4,FeO,Fe_2O_3,MoO_2,MoO_3,NiO等组成;在膜的里层有大量的金属单质Fe,Cr,Ni,Mo等和氧化物Cr_2O_3,Fe_3O_4,FeO,MoO_2,NiO等及金属氮化物Cr_2N等;在钝化过程中,Cr_2N向钝化膜表面富集,有利于提高钝化膜的抗点蚀能力.

超级双相不锈钢00Cr25Ni7Mo4N中χ相时效析出的研究

研究了00Cr25Ni7Mo4N超级双相不锈钢在600～1 000℃不同温度时效以及920℃和830℃等温时效过程中的χ相析出规律,利用扫描电镜的背散射电子探测器观察了χ相的析出数量和分布,采用透射电镜和X射线能谱仪分析了χ相的结构和成分。结果表明,χ相的析出温度范围在750～920℃之间,其峰值温度约为830℃。相比σ相,χ相析出数量较少,主要分布在α/γ相界和α/α晶界。从等温时效过程看,00Cr25Ni7Mo4N钢中χ相的析出经历了孕育、快速析出、达到饱和以及逐渐转变为σ相的系列过程,表明χ相是一种亚稳相,随着时效时间的延长,χ相会转变为σ相。