加热温度对308L奥氏体不锈钢铸坯组织及高温热塑性的影响

采用EBSD、金相拼图、高温拉伸试验和扫描电镜断口形貌观察等方法,研究了不同加热温度对308L奥氏体不锈钢铸坯组织及高温热塑性的影响。结果表明:铸坯中树枝状的高温铁素体分布在基体奥氏体上,铁素体面积百分比为10.07%。试样在1100~1250℃的温度范围加热,随着加热温度升高,树枝状铁素体出现溶解现象,组织中高温铁素体面积百分比逐渐减小,同时高温拉伸断面收缩率不断增加,断口中韧窝数量逐渐增多,尺寸和深度逐渐均匀。温度继续升高到1300℃时,出现相反的规律。为保证308L奥氏体不锈钢好的热塑性,铸坯加热温度应该设定在1200~1250℃。

焊接速度对308L不锈钢CMT电弧增材制造薄壁件组织及性能的影响

采用冷金属过渡焊电弧增材制造工艺成功制备了308L不锈钢单道多层薄壁件,并研究了焊接速度对结构件的成形尺寸、微观组织和力学性能的影响。结果表明,当送丝速度、层间温度等其它试验因素一定时,在试验范围内增大焊接速度,成形件的平均层高和层宽均减小,成形有效率先升高后降低。结构件各部位在室温状态下的微观组织均为奥氏体+少量残余铁素体,随着沉积层的热量累积,熔池冷却速度变慢,奥氏体晶粒尺寸逐渐变大,铁素体含量降低。焊接速度越大,晶粒尺寸更加细小,结构件的显微硬度越大,在焊接速度6 mm·s^(-1)时,可达226 HV。另外,焊接速度越大,薄壁件抗拉强度越高,断后伸长率降低,且力学性能表现出各向异性,横向抗拉强度最高可达730.37 MPa,纵向抗拉强度为686.01 MPa。通过断口分析可知,拉伸试样的断裂方式为韧性断裂。

TIG电弧增材制造308L不锈钢的显微组织与力学性能分析

采用TIG电弧增材制造的方法成形了308L不锈钢的直壁件,研究了其显微组织和力学性能。利用奥氏体不锈钢的凝固模式预测显微组织,通过SEM和EDS能谱分析成形件的显微组织。结果表明:预测组织和实际组织一致,为奥氏体和少量铁素体。直壁件的底部和顶部位置显微硬度高于中部组织的,底部最高,顶部次之。从成形件上取水平方向的试样进行拉伸试验,断裂形式为韧性断裂,成形件的抗拉强度最小值达到520.19 MPa,伸长率最小值达到41.7%。

445J2超纯铁素体不锈钢和316L超低碳奥氏体不锈钢在溴化锂溶液的点蚀分析

445J2铁素体不锈钢由于高的导热率、低的热膨胀系数以及良好的耐蚀性能使得其作为溴冷机中一些部件的良好候选材料,本文采用电化学测试方法对比研究了445J2超纯铁素体不锈钢(/%:0.01C,22.5Cr,1.9Mo,0.27Nb,0.20Ti,0.09Al,0.36Cu,0.015P,0.001S,0.015N)和316L奥氏体不锈钢(/%:0.002C,16.8Cr,10.19Ni,2.02Mo,0.025P,0.0008S)在20~60℃0.1~1M的溴化锂溶液中的点蚀行为,并采用扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)对电化学结果进行表征。结果表明,随着LiBr温度和浓度的升高,两种钢腐蚀电流密度增大,点蚀电位降低,耐点蚀性变差;氧化物和硫化物夹杂会引起两种钢的点蚀;高含量的Cr以及Mo、Ti、Nb、Al等合金元素使445J2钢具有优异的耐点蚀性能。

超低温冷冻对304L奥氏体不锈钢的影响分析

为了验证核电厂广泛使用的304L奥氏体不锈钢管道材料在低温作用下力学性能是否有明显下降的现象,本文采用理化试验的方法,通过多次超低温冷冻后对304L奥氏体不锈钢管道材料管道进行夏比低温冲击试验、拉伸试验、金相分析、硬度测试、重复冷冻试验,得到对母材、焊缝、熔合线、热影响区的分析,进一步论证了超低温冷冻后金属材料拉伸强度和屈服强度满足材料性能要求,断后伸长率有所降低,说明焊缝的存在对材料的塑性变形能力产生一定影响。在304L奥氏体不锈钢材料遇到低温的场合(如液氮冰塞),本文的结论对相关工作的决策具有借鉴价值。

高氮奥氏体不锈钢与316L不锈钢的冷变形行为研究

以一种含氮量达1．0%(质量分数)的高氮奥氏体不锈钢N10和316L不锈钢为研究对象,通过在室温下对这两种材料施加不同的压缩变形量,研究了两种材料变形后的显微组织、真应力-真应变曲线和显微硬度．结果表明,两种材料在冷变形量小于20%时,机械孪晶和滑移共同参与变形．随变形量增加至50%,316L的变形方式过渡到以滑移为主,而高氮钢中机械孪晶和滑移仍共同参与变形．高氮奥氏体不锈钢在变形过程中不发生马氏体相变,表明其具有较高的结构稳定性；而316L中有马区体形成．高氮不锈钢的固溶态强度、硬度和加工硬化系数均显著高于316L,冷变形可大幅提高两种材料的强度．两种材料的显微硬度均与晶粒取向有明显相关性,晶粒取向对显微硬度的影响大于变形不均匀性的影响．对高氮不锈钢表现出的优民性能的机制进行了分析和讨论．

电化学充氢前后304L奥氏体不锈钢的塑性对比

对304L奥氏体不锈钢板进行电化学充氢,研究了其充氢前后拉伸性能与氢含量的关系以及充氢再放氢后的拉伸性能,并分析了拉伸断口的断裂性质。结果表明:充氢后不锈钢的塑性明显降低,且塑性降低程度随着氢含量的增加而增大,当可扩散氢的质量分数大于12×10-6时,伸长率的损减率达到10%以上;试样断口的表层由充氢前的韧性断裂变为充氢后的脆性断裂,放氢后塑性得到一定程度的恢复。

316L奥氏体不锈钢中时效条件下析出相演变行为的研究

通过定量金相、SEM&EDS、TEM等实验技术分析316L奥氏体不锈钢中析出相随时效时间、温度的变化,并测定析出相的体积分数与尺寸,结合热力学计算表明:在316L奥氏体不锈钢中,经850℃时效处理后,析出相为M_(23)C_6型碳化物,且随着时效时间的延长,析出量明显增多,尺寸增大;经650℃时效处理100 h后,主要析出相类型为x相。

316L奥氏体不锈钢QPQ盐浴复合处理后的显微组织分析

采用逐层X射线衍射和扫描电镜研究了316L奥氏体不锈钢经QPQ盐浴复合处理后的显微组织。结果表明,渗层组织由表面约10μm厚的Fe3O4和-ξFe2N混合层组成,最内层为含氮扩展奥氏体(S相),在混合层和S相之间为γ-′Fe4N相。在距离表面约10μm的地方,氧含量较高;随着厚度增加并超过10μm时,氧浓度急剧下降,而N浓度随着厚度的增加在约10μm的厚度处达到峰值,之后急剧下降再稍稍升高。

地铁用SUS301L奥氏体不锈钢激光焊接头残余应力研究

对地铁用SUS301L奥氏体不锈钢激光焊和熔化极活性气体保护焊(MAG)焊接接头的残余应力进行了X射线衍射测试分析。测试结果表明:激光焊和MAG焊接头均存在较大值的残余拉应力,残余应力分布趋势相同。激光焊接头残余应力峰值低于MAG焊接头残余应力峰值,这是由于激光焊热输入量较小,对母材热影响较小,母材塑性压缩效应低造成的。

900℃时效条件下超级奥氏体不锈钢904L的析出相研究

采用Factsage热力学软件计算和实验相结合的方法,借助金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等检测技术,研究了900℃时效条件下超级奥氏体不锈钢904L热轧板的组织变化情况。结果表明:904L不锈钢在1080℃×40min固溶处理为单一奥氏体组织;900℃时效处理过程中,析出相优先在晶界上形成,随着时效时间延长,析出相数量逐渐增加,尺寸不断增大,最终在晶界上形成网状分布;TEM和EDS表征确定为富Cr、Mo和低Ni的σ析出相,形貌以条状和块状分布为主;热力学计算结果表明904L不锈钢在平衡状态下主要析出相为σ相,与实验结果吻合。

含CO_2气田用316L奥氏体不锈钢的应用边界条件

结合含CO_2气田的实际工况,在模拟气田冷凝水、气田水溶液中对316L奥氏体不锈钢焊接接头在不同温度、pH值、氯离子质量浓度、加载应力条件下的抗氯化物应力腐蚀开裂性能进行了研究,提出了含CO_2气田用316L奥氏体不锈钢管的应用边界条件。结果表明:316L奥氏体不锈钢在含CO_2气田中使用时,随pH值的不同,温度、氯离子质量浓度的应用边界条件会发生变化。

316L奥氏体不锈钢点蚀的原位声发射监测

为了研究316L不锈钢自然点蚀的生长规律,发展基于声发射技术的小孔腐蚀监测方法,利用声发射技术原位研究了316L奥氏体不锈钢在pH=1.0和中性(pH=6.7)的3.5%NaCl溶液中的自然点蚀状况,同时监测了开路电位E_(OCP);通过扫描电镜对试验后样品的表面形貌进行表征,并通过Matlab平台对声发射信号进行聚类分析。结果表明:316L奥氏体不锈钢的自然点蚀具有不同的孕育周期,声发射信号的获取跟E_(OCP)的变化具有较好的对应关系。在点蚀快速发展阶段,声发射信号具有较高的绝对能量。在Matlab平台上建立了一套信号处理程序,并对声发射信号进行重新定义,对处理后的信号进行声发射信号参数分析,得到了3类较好的声发射信号聚类,来源于不同腐蚀现象或阶段。其中,在点蚀的快速发展阶段主要以高持续时间高计数和高持续时间低计数2类谐振信号为主。

时效处理和氮含量对316L超低碳奥氏体不锈钢冲击韧性的影响

316L超低碳不锈钢(/%:0.010～0.013C、17.50～17.67Cr、10.10～10.60Ni、1.89～2.02Mo、0.020～0.201N)由200 kg真空感应炉冶炼,并经550 mm轧机热轧成15 mm钢板。研究了1 050℃40 min水冷,750℃25～100 h空冷后316L钢的组织和冲击韧性。结果表明,随时效时间增加,316L钢的冲击功下降;同样时效时间,0.201%N的高氮316L钢的冲击功低于0.020%N较低氮316L钢,750℃100 h时效后两者的冲击功分别为40 J和150 J。低氮316L钢主要析出物为碳化物,在晶界和晶内呈细小弥散分布,尺寸为3～5μm;高氮316L钢析出物为100～200μm氮碳化物和σ-相,沿晶界分布。

奥氏体不锈钢309L的组织及力学性能分析

309L是一种奥氏体不锈钢,通过在实验室冶炼、轧制309L不锈钢,并在光学显微镜下观察其在铸态、轧制态以及固溶态下组织特点,发现309L在三种状态下的组织均为奥氏体相和残留的高温δ铁素体相,且这种凝固过程形成的δ铁素体难以通过热处理消除。还通过热模拟试验测定了309L的高温热塑性和变形抗力,并且测试了309L不同冷变形量下的力学性能,为工业生产提供了相关试验依据。

S904L超级奥氏体不锈钢管钨极氩弧焊接头的力学性能与耐腐蚀性能

对尺寸?60mm×3mm的S904L超级奥氏体不锈钢管进行单面焊双面成形的钨极氩弧焊,对接头的显微组织、力学性能和耐腐蚀性能进行研究。结果表明:接头焊缝表面未出现气孔、焊瘤、凹陷、咬边等缺陷,内部未出现裂纹、未熔合、未焊透等缺陷,焊缝成形性能良好;焊缝组织为柱状晶+等轴晶,热影响区与母材组织为奥氏体;接头的抗拉强度不低于525 MPa,且接头在热影响区断裂,断裂性质为韧性断裂;弯曲180°后,面弯试样和背弯试样表面均无裂纹,满足标准要求;热影响区的显微硬度最高,焊缝的次之,母材的最低;焊缝与母材的晶间腐蚀敏感性均较小,且焊缝在硫酸中的耐腐蚀性能仅略低于母材的。

AISI316L奥氏体不锈钢低温离子-气体渗碳工艺优化

目的将低温离子-气体乙炔渗碳应用于AISI 316L奥氏体不锈钢表面硬化处理,同时探讨其硬化处理的最优工艺参数及优化效果。方法采用离子轰击去除不锈钢表面钝化膜并活化其表面,再进行低温气体乙炔渗碳,实验过程使用脉冲式供气循环处理方式。进行温度梯度实验,寻找渗碳处理的临界温度。并采用正交试验法设计3因素3水平共9组实验,分析气体比例、离子轰击时间、保温压强3个因素对渗碳层硬度和厚度产生的影响,以期得到不锈钢低温离子-气体乙炔渗碳优化工艺。通过对经过最优化工艺处理过后的不锈钢硬化层组织、成分、厚度、硬度、耐磨性、耐蚀性能的研究分析,验证此工艺对AISI 316L奥氏体不锈钢硬化处理的适用性。结果处理温度为540℃时渗碳层有碳的铬化物析出;离子轰击时间对渗碳层硬度影响最大,保温压强对硬化层厚度影响最明显。在硬化处理温度为520℃,V(H2)∶V(C2H2)=1∶1,渗碳压强为-0.02 MPa,离子轰击时间为20 min时,316L奥氏体不锈钢离子-气体乙炔渗碳效果最优。经优化工艺处理后不锈钢硬化层厚度达到30μm左右,表面硬度达到838HV0.05,耐蚀性和耐磨性能等都显著提高。结论低温离子-气体乙炔渗碳硬化处理适用于AISI 316L奥氏体不锈钢,其处理最合适温度为520℃。经优化工艺处理后的不锈钢具有较高的硬度、厚度,良好的硬度梯度,高耐蚀性能及高耐磨性能。

316L奥氏体不锈钢焊接热影响区性能

为了研究 31 6L焊接热影响区性能 ,采用特定的热、应力、应变模拟控制曲线 ,对其在 2 0℃、60 0℃、1 0 0 0℃及 1 1 0 0℃几种温度下进行热模拟拉伸试验 ,获得了此种材料在多种应变速率下的应力 -应变曲线 .结果表明 ,在一定的应变速率下 ,31 6L的弹性模量 E及屈服极限 σ0 .2 都随温度升高明显降低 ;在室温及高温下 ,31 6L存在着 σ0 .2 随应变速率提高而提高的应变率效应 ,且应变率敏感性随温度升高而增加 .同时 ,还观察到 31 6L在高温 (1 0 0 0℃和 1 1 0 0℃ )塑性状态下由粘塑性引起的应力松弛现象及室温下的加工硬化现象 .

基于人工神经网络的铸态904L超级奥氏体不锈钢本构关系

以铸态904L超级奥氏体不锈钢热压缩实验数据为样本,采用BP人工神经网络建立了以变形温度、应变速率和应变量为输入层,流变应力为输出层的热变形本构模型。结果表明,BP网络预报的流变应力值与实验值比较吻合,平均绝对误差值为2.06%。该模型能够准确反映铸态904L超级奥氏体不锈钢的高温流变行为,为合理控制热轧工艺参数提供一定参考。

奥氏体不锈钢304L车削加工刀具材料优选

为获得适合加工奥氏体不锈钢304L的刀具材料,选取4种不同的涂层硬质合金刀具对奥氏体不锈钢304L进行车削加工试验。在不同切削参数下,研究了4种涂层硬质合金刀具对车削过程中的切削力、工件表面粗糙度和刀具磨损程度的影响。试验结果表明,随着切削速度的增加,GC4205刀具材料受到的切削力在4种刀具中最小;表面粗糙度总体上随着切削速度的增加而减小,其中GC4205刀具材料车削加工得到的表面粗糙度最小;4种刀具材料的磨损形态和磨损量各不同,刀具CP135和刀具NC9020产生了边界磨损,刀具YBC151在前刀面产生月牙洼磨损,而刀具GC4205基本上没有产生磨损。因此,综合分析优选出在常速下适合加工304L的刀具材料为GC4205。该研究为车削304L刀具材料的选择提供了参考。