Thermo-Calc的Python接口在304控氮奥氏体不锈钢中的应用

采用高通量计算方法进行了304控氮奥氏体不锈钢(简称304NG)的平衡相图研究。基于Thermo-Calc软件的Python接口,实现了两元素变化平衡相图的计算;考虑了304控氮奥氏体不锈钢的成分范围,开发了一个基于Python的自动执行和提取数据的子程序,它自动生成计算命令,执行Thermo-Calc软件,然后提取输出文件的关键数据,获得的结果以Excel文件存储起来,便于后续的相图分析。编写的程序不仅限于304控氮奥氏体不锈钢,其它化学成分的合金皆可使用此程序完成对相图的计算工作。

X2CrNiMo18.12(控氮)奥氏体不锈钢的组织演变

根据华龙一号主管道用X2CrNiMo18.12(控氮)奥氏体不锈钢的化学成分、力学性能及制造工艺,研究了X2CrNiMo18.12(控氮)奥氏体不锈钢电极坯冶炼、电渣重熔、锻造、固溶热处理过程的组织演变,分析了影响力学性能的主要因素,提出了利用N元素固溶强化和位错强化来提高材料强度的措施,为X2CrNiMo18.12(控氮)奥氏体不锈钢热加工工艺方案的制定、性能控制和服役性能评价提供参考。

X2CrNiMo18.12(控氮)奥氏体不锈钢的组织变化和力学性能研究

研究了华龙一号主管道用X2CrNiMo18.12(控氮)奥氏体不锈钢在电极坯冶炼、电渣重熔、锻造、固溶热处理过程的力学性能和组织变化规律,分析了力学性能变化与组织的关系。提出了采用铁素体含量控制、C和N含量控制、位错密度控制提高华龙一号主管道强度的方法,为华龙一号主管道制造工艺方案制定、力学性能控制和服役性能评价提供参考。

304控氮不锈钢应力腐蚀过程中声发射信号聚类分析

研究了304控氮不锈钢试样在酸性氯化钠溶液中慢应变速率拉伸过程的声发射特征。采用基于自组织映射神经网络和K-均值聚类算法对长时间慢拉伸实验的声发射信号进行聚类分析,通过分析各类信号的持续时间、上升时间、振铃、能量、幅值、波形、频带能量等特征,从中找出了裂纹信号。将分类后的信号作为样本训练神经网络,对短时间慢拉伸实验检测到的声发射信号进行识别,找出了应力腐蚀初期的裂纹萌生信号,且与长时间慢拉伸实验检测到的声发射信号特征一致。研究结果表明,304控氮不锈钢应力腐蚀过程中的声发射测试结果与电化学噪声测试结果一致;304控氮不锈钢在酸性氯化钠溶液中的应力腐蚀过程主要会产生包括裂纹在内的3类声发射信号,通过聚类分析方法可以将3类声发射信号区分出来,找出裂纹信号。

国产304NG控氮不锈钢应用性能研究

通过向奥氏体不锈钢中加入适量的氮和降低碳含量,可以提高钢的强度,改善钢的耐腐蚀性能,而基本上不影响钢的塑性和韧性.本文对核工程用304NG控氮不锈钢的应用性能进行了研究,包括材料的基本特性和应力腐蚀、均匀腐蚀等性能.结果表明,国产304NG控氮不锈钢的综合性能满足核工程需求,与国外同类产品处于同一水平.

核级316NG控氮奥氏体不锈钢的局部腐蚀行为

采用电化学测试法、点腐蚀试验法、盐雾腐蚀试验法和慢应变速率测试法,分别对比研究了核级316NG控氮奥氏体不锈钢和321奥氏体不锈钢的局部腐蚀行为,并利用扫描电子显微镜、光学显微镜等分别观察腐蚀后不锈钢的表面形貌。结果表明:316NG和321不锈钢晶间腐蚀再活化率分别为3.83%和4.47%,点腐蚀速率分别为10.74g/(m2·h)和45.97g/(m2·h),盐雾腐蚀速率分别为2.14×10-2 g/(m2·h)和12.32×10-2 g/(m2·h),应力腐蚀开裂敏感指数分别为0.078和0.10;316NG不锈钢中N和Mo元素提高了其耐局部腐蚀性能,因此其耐局部腐蚀性能均优于核电站结构材料321不锈钢的。

304奥氏体不锈钢固溶渗氮的研究

在氮气中对304奥氏体不锈钢进行固溶渗氮,用电子探针测定了渗氮层的氮浓度分布,用扫描电子显微镜观察了渗氮层的金相组织。结果表明,固溶渗氮可以使304奥氏体不锈钢获得高氮奥氏体层;表面氮浓度随渗氮温度的升高和氮气压力的增大而增加,渗氮层深度随渗氮温度的升高和保温时间的延长而增加;渗氮后空冷和水冷时氮为固溶状态,炉冷时会析出氮化物。

控氮304不锈钢热变形过程中的动态再结晶行为研究

为优化控氮304不锈钢热成型的工艺,深入分析了其在热变形过程中的动态再结晶行为并建立了完整的数学模型。通过热压缩实验获得了16组不同温度、不同应变速率下的流动应力曲线,采用二次求导法确定了发生动态再结晶的临界应力σc、饱和应力σs、稳态应力σss等特征值,结合相应的显微组织分析表明:随着变形温度的升高、应变速率的减小,动态再结晶易发生。基于Estrin-Mecking位错密度演化方程及Avrami动力学方程,建立了该材料的热变形流动应力模型及动态再结晶动力学模型,模型预测的流动应力曲线与实验结果吻合较好,动力学模型预测的动态再结晶分数曲线也与实验观察到的晶粒组织变化趋势一致,证明了该数学模型的有效性。

宝钢独家研发生产节镍型控氮奥氏体不锈钢

宝钢集团近日发布消息说，其独家研发生产的节镍型控氮奥氏体不锈钢已形成批量生产能力，开辟了新的盈利点。

超低碳控氮奥氏体不锈钢电渣重熔工艺实践

采用EBT→LF→VOD→ESR冶炼工艺方案,完成2个炉次,直径1100 mm超低碳控氮奥氏体不锈钢F316电渣锭的工艺试验,结果表明:电渣锭化学元素均匀,纯净度高,能满足核电超低碳控氮奥氏体不锈钢的制造需求。

含氮奥氏体不锈钢

氮在奥氏体不锈钢中研究开发较早,而且应用广。应用的含氮奥氏体不锈钢可分为控氮型、中氮型和高氮型三种。控氮型(0.05%~0.10%N)在超低碳(0.02%~0.03%C)铬镍奥氏体不锈钢中加入0.05%~0.10%N,用于提高强度,达到含Ti的或普通低碳(C≤0.08%)奧氏体不锈钢的强度水平,同时耐晶间腐蚀和晶间应力腐蚀性能优良。

304NG不锈钢埋弧焊接头性能及高温断裂行为研究

对国内自主研发的核级304NG控氮不锈钢板材埋弧焊接头力学性能进行了工程应用评价,并对接头的高温断裂行为进行了研究。结果表明,304NG接头各项指标远高于RCC-M规范的要求;焊接接头和焊缝试样均无晶间腐蚀裂纹,N含量偏高未对耐晶间腐蚀性能产生明显影响;焊接接头高温拉伸断裂机制为微孔聚集型韧性断裂,韧窝中的金属氧化物球形夹杂是导致焊接接头塑性指标偏低的主要因素。304NG不锈钢弧焊前,应对待焊表面及焊丝进行彻底的清洁去污,严格控制焊剂的烘干,以控制O元素的引入,减少金属氧化物夹杂的形成。

华龙一号主管道电渣锭成分偏析控制

华龙一号核电主管道采用X2CrNiMo 18.12(控氮)超低碳奥氏体不锈钢制造,该钢种碳含量低,铬、镍含量高且范围窄,尤其是N含量控制难度大,对质量要求苛刻;同时主管道锭型达到百吨级,易产生成分偏析,通过对大型主管道电渣锭成分偏析的分析与研究,阐述了大型单相电渣锭成分均匀性的控制方法,并取得了良好的效果。

氮、铌添加对304奥氏体不锈钢电化学腐蚀行为的影响

采用极化曲线和电化学动电位再活化技术(EPR)研究了不同含量氮(N)、铌(Nb)元素的添加对304奥氏体不锈钢的耐点蚀和耐晶间腐蚀性能的影响。结果表明:N元素的添加可以显著提高材料的耐点蚀性能,但对于晶间腐蚀性能的影响却有不同的机制。少量的N会降低材料的耐晶间腐蚀性能,但含量增加到0.2%时,却可以提高耐晶间腐蚀性能;Nb元素的添加会明显增加材料的耐晶间腐蚀性能,但会降低其耐点蚀性能。基于以上结果,确定了N和Nb添加的最佳含量,并给出上述微量元素改变材料耐腐蚀性能的作用机制。

核电厂定位销局部干法水下TIG焊接工艺

以核电厂定位销水下焊接为研究对象,研制双层气体保护的局部干法水下TIG旋转焊枪,运动轨迹通过直流电机带动钨极绕固定直径转动实现.对核级材料Z2CN19-10控氮奥氏体不锈钢进行焊接,研究局部干法水下TIG焊接焊缝成形,优化工艺参数,结合热循环曲线及电弧形态,分析焊接接头显微组织及力学性能.结果表明,当焊枪的内层和外层保护气均通氩气时,焊缝成形良好,电弧形态稳定;增大焊接电流或减小焊接速度均使焊缝熔深增大,熔宽增大;对比水下焊接接头和陆上焊接接头发现,水的快速冷却作用会促使熔合线附近的铁素体的形态由树枝状转变为板条状,奥氏体含量减少,焊缝中心晶粒细化;水下焊接接头的显微硬度和力学性能略高于陆上焊接接头.

AP1000三代核电主管道用超低碳控氮奥氏体不锈钢电渣锭国产成功

近日，山东烟台台海玛努尔核电设备有限公司成功冶炼出炉了海阳核电站2号机组主管道用超低碳控氮奥氏体不锈钢电渣锭，该钢锭表面光洁、成分均匀，补缩良好，达到了应用技术要求。

304不锈钢低温离子渗氮和氮碳共渗工艺

在430℃对AISI304奥氏体不锈钢分别进行离子渗氮(PN)、离子氮碳共渗(PNC)和离子氮碳共渗加离子渗氮(PNC+PN)处理。利用金相显微镜、辉光放电光谱仪、X射线衍射仪和显微硬度计测试了试样渗层的横断面形貌、渗层成分、相组成和力学性能。结果表明,AISI304奥氏体不锈钢在430℃进行硬化处理时,相对于PN处理,经PNC和PNC+PN处理可以获得更高硬度、更厚渗层,但表面耐腐蚀性下降,3种处理得到的渗层中C和N的最大含量分别出现在不同深度。

第三代压水堆核电站核岛一回路主管道的选材

根据压水堆核电站核岛一回路主管道的服役环境,结合影响主管道服役质量的因素和第三代核电主管道对材料工艺性能的要求,分析了超低碳控氮奥氏体不锈钢(316LN和X2Cr Ni Mo18.12)作为第三代压水堆核电站主管道用材的优缺点,为第三代压水堆核电站核岛一回路主管道的设计、制造、安装、在役检查和寿命评估提供参考。

华龙一号核电波动管电渣锭冶炼技术研究

采用VOD法能精确控制华龙一号(HPR1000)核电波动管用材料(X2CrNiMo 18-12(CN))中的氮含量,在敞口电渣炉中生产控氮奥氏体不锈钢电渣锭,氮的波动量可以实现控制。采用电渣生产的钢锭,其锻造性能优越,锻造质量良好。