气体保护对310S不锈钢薄板焊接氢致脆的抑制研究

为提升310S不锈钢的抗腐蚀性能,并分析气体保护在焊接氢致脆的抑制效果。采用实验分析的方法,重点进行氢含量分析、焊缝质量分析、机械性能分析。研究结果发现,在纯氩保护条件下,氢含量明显低于在氩气混合物保护条件下的水平;在纯氩保护条件下,焊缝中未观察到明显的气孔和夹渣,微观结构均匀;在拉伸测试中,纯氩保护条件下的焊接接头具有更高的强度,这与其低氢含量和出色的焊缝质量相一致。说明气体保护在310S不锈钢薄板焊接中具有明显的抑制氢致脆性的效果;在纯氩保护条件下,焊缝质量卓越,几乎没有焊接缺陷,微观结构均匀;气体保护条件对焊接接头的机械性能产生显著影响。

固溶和稳定化处理后Zr-Mo微合金化310S不锈钢的显微组织和耐腐蚀性能

制备了Zr-Mo微合金化310S不锈钢并进行了不同温度(1 050~1 150℃)固溶处理以及1 150℃固溶+不同温度(950~1 1050℃)稳定化处理,研究了不同热处理后试验钢的显微组织和耐腐蚀性能。结果表明:固溶处理后,试验钢的显微组织为均匀的奥氏体等轴晶,且晶粒内有大量退火孪晶,晶界或晶内析出条状或球形颗粒状(Zr,Mo)C相和块状Zr(C,N)相;1 150℃固溶+不同温度稳定化处理后试验钢的显微组织与固溶态的相似,但析出相数量增多,且在950℃稳定化处理后,晶界上析出了大量的链球状M23C6相;950~1 050℃的稳定化处理对试验钢的耐均匀腐蚀性能影响不大;随着稳定化温度的升高,试验钢的晶间腐蚀敏感性降低,耐晶间腐蚀能力增强。

高温时效处理对310S不锈钢焊接接口性能的影响

研究了高温时效前后的310S不锈钢焊接样品在燃煤气氛下的碳硫影响。利用金相、扫描电镜/能谱、X射线衍射及力学性能测试等分析其形貌、成分结构及性能。结果表明,经不同温度、不同时间在燃煤气氛下时效处理的310S不锈钢比未时效处理者腐蚀严重,310S不锈钢在高于700℃时效后在晶界大量析出σ相,使晶界附近贫Cr,降低了其抗腐蚀性能,同时晶粒长大,冲击韧性明显降低,而且断裂方式也由微孔聚合型断裂转变为典型的解理断裂。

Ti、Zr微合金化310S不锈钢的制备研究

通过双真空熔炼、锻造、热轧、固溶和稳定化处理,制备出目标成分为:310S+0.25%Ti+0.2%Zr的Ti、Zr微合金化改性310S不锈钢板材。采用扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)对不锈钢板材制备过程中各阶段的材料样品进行显微组织分析,并采用材料万能试验机(MTS)对不锈钢板材进行拉伸性能试验。结果表明,该改性不锈钢板材的平均晶粒尺寸为30μm,晶界和晶内析出物主要为ZrC;该材料在常温和高温下强度和塑性良好。通过与相关研究对比表明,与单一元素(Ti或Zr)微合金化改性310S不锈钢相比,2种元素(Ti+Zr或Ti+Nb)微合金化改性310S不锈钢平均晶粒尺寸较小,常温和高温拉伸强度较大;合金元素的添加对310S不锈钢强度的提高效果依次为Nb>Ti>Zr。

310S不锈钢蠕变性能的高温压痕试验分析

针对310S不锈钢蠕变性能开展650℃下的高温压痕蠕变和单轴蠕变试验研究,在对比压痕深度时间曲线和单轴蠕变应变时间曲线的基础上,讨论不同载荷下球形压痕蠕变变形规律。在考虑弹塑性变形的同时,修正球形压痕蠕变分析模型,预测310S不锈钢蠕变指数和变形。结果表明:压痕蠕变试验技术可以合理评价310S不锈钢的高温蠕变性能;随着蠕变时间的延长,压痕蠕变呈现蠕变减速阶段和近似的稳态蠕变阶段;随着载荷的增加,弹塑性变形速率和蠕变变形速率显著上升,呈现显著的载荷相关性;小变形条件下,球形压痕蠕变分析模型所得的蠕变指数与单轴蠕变试验结果具有较高的一致性,以此为基础可以实现310S不锈钢蠕变归一化曲线的合理预测;建立不同压痕深度下压痕蠕变时间与载荷的关系,可以为压痕蠕变变形外推提供参考。

深冷处理对310S不锈钢酸腐蚀磨损性能的影响

研究了AISI 310S不锈钢经过深冷处理之后,在0.5 M的H_2SO_4溶液中表现出不同的耐酸腐蚀磨损性能。通过XRD、SEM、EDS分析及MFT-5000型摩擦试验机磨损试验等,考察了不同深冷处理时间对试样耐腐蚀磨损性能的影响。结果表明,深冷处理之后,材料的耐酸腐蚀性能提高,且深冷处理4 h时,样品的耐酸腐蚀性能达到最佳值,相比于未深冷处理,自腐蚀电位从-0.333 V提高到-0.295 V,提升11.4%;同时,材料的耐酸腐蚀磨损性能也得到提高,在深冷时间4 h时磨损率达到最低值59×10^(-6)mm^3/Nm,相比未深冷处理样品93×10^(-6 )mm^3/Nm,磨损率降低57.6%,表现出最佳的耐腐蚀磨损性能。

用于自动化生产线中机器人焚烧支撑板的310S不锈钢的断裂失效分析

通过宏观观察、微观组织与结构表征和化学成分分析,研究了310S不锈钢支撑板的断裂失效行为,分析其失效原因。结果表明,310S不锈钢支撑板断裂失效的根本原因是短时超高温引起的高温氧化腐蚀。

310S不锈钢导流筒对工作磁场磁感应强度分布的影响

应用B-H（J-H）测定仪分别对拉伸、压缩变形后的310S不锈钢和310S不锈钢焊接件导磁性能进行测试,结果表明,3%~15%变形率的310S磁导率μ=1.0,没有形成典型的磁滞回线;线性回归后,剩磁Br=0.0055~0.117GS,属弱磁性材料,但比空气导磁性要强.承受90~120t压力压缩变形后的310S不锈钢板,其导磁性能与拉伸变形后的310S相似,属弱磁性材料.310S不锈钢焊接件磁导率μ=1.0~1.2,有典型的磁滞回线,最大磁导率平均值为1.044,圆柱永磁体能被吸引而发生滚动,导磁性能明显增强.应用XYZ三维磁场扫描仪对不锈钢有缝管内腔磁感应强度进行测试,结果表明,310S不锈钢有缝管（φ273×4×200）对磁感应强度分布的影响属千分之一级的.

云母/310S不锈钢融覆涂层的制备

用预置粉末激光熔覆法制备了云母/310S不锈钢表面高性能涂层。借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪和光学显微镜等仪器对云母涂层进行了表征分析。结果表明:云母/310S不锈钢复合涂层金相组织为黑色的奥氏体相分布在铁素体基体上;云母/310S不锈钢复合涂层中Si(云母的主要成分是Si O2)含量明显增多,说明涂层表面有云母存在;从云母的分布状况分析可知激光熔覆效果不够明显,如何做到云母的分散和含量增加仍有待于进一步探讨。

ZrO_2陶瓷与310S不锈钢反应空气钎焊接头的组织与性能

在钎焊温度1 050℃,保温时间15 min的工艺条件下,采用的Ag-n(CuO)x(x=2%,4%,6%,8%)钎料对ZrO_2陶瓷与310S不锈钢进行反应空气钎焊连接。利用扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)及X射线衍射仪(XRD)对接头的界面组织和钎焊机理进行了研究,分析了CuO含量对接头组织和力学性能的影响。结果表明:Ag-CuO钎料在空气气氛下可以实现ZrO_2陶瓷和310S不锈钢的钎焊,ZrO_2陶瓷与钎料没有发生反应,310S不锈钢与钎料反应在界面处生成了复合氧化物反应层。随着钎料中CuO含量的升高,ZrO_2陶瓷侧的组织没有明显的变化,310S不锈钢侧的复合氧化物反应层逐渐增厚,接头强度则随着CuO含量的增加先提高后降低,在钎料中n(CuO)为4%时,接头抗剪强度达到最大值为69 MPa。

310S不锈钢中厚板表面裂纹缺陷形成原因

针对310S不锈钢中厚板表面出现裂纹缺陷的问题,对其连铸坯进行了低倍组织检测及表面渗透检测,再对产生裂纹缺陷的热轧钢板进行了扫描电镜分析及金相检验。结果表明:热轧钢板明显分成再结晶和未再结晶区域,裂纹均位于再结晶区域;由于再结晶和未再结晶区域组织的变形抗力不同,在钢板轧制过程中,变形抗力弱的区域开始出现裂纹,并扩展到钢板表面,这是产生表面裂纹缺陷的主要原因。

热时效对多元微合金化310S不锈钢显微组织和冲击性能的影响

复合添加钼、铌、钨和钽等元素对310S不锈钢进行多元微合金化,固溶后分别在不同温度(650,800℃)和不同时间(500,1000,2000h)进行热时效处理,研究了热时效对试验钢显微组织和冲击性能的影响。结果表明:在650℃时效处理后,试验钢显微组织为奥氏体,第二相除了M23C6相外还存在Fe2MoC相和Cr7C3相;在800℃时效处理后,试验钢晶内有大量针状第二相析出;试验钢在不同温度时效处理后,随着时效时间的延长,其冲击吸收功均逐渐降低;和650℃时效相比,在800℃时效处理后试验钢的冲击吸收功降幅增大,断裂方式由韧性断裂向脆性沿晶断裂转变。

深冷处理对AISI 310S不锈钢耐腐蚀磨损性能的影响

研究了深冷处理对AISI 310S不锈钢在3.5%(质量分数)Na Cl溶液中耐腐蚀磨损性能的影响,将310S不锈钢在-196℃进行保温深冷处理,结果表明:相对未深冷处理,深冷处理之后,材料的晶粒得到细化,更多碳化物弥散析出基体;深冷处理之后材料的耐腐蚀性能得到提高,在深冷处理4 h时达到最佳值,相比未深冷处理,自腐蚀电位从-0.525 V提高到-0.423 V,提升了19.4%;且深冷处理之后,材料的耐腐蚀磨损性能得到提升,经过深冷处理4 h,材料的磨损率从120×10-6mm3/Nm降低到63×10-6mm3/Nm,降低90%。

基于响应曲面法的磁力研磨310S不锈钢参数优化

采用磁力研磨光整加工技术(MAF)提高310S不锈钢工件的表面质量,探讨3种工艺参数对其表面粗糙度的影响规律。通过主轴改造后的XK7136C数控铣床作为加工平台,基于响应曲面方法,采用雾化快凝法制备的Al_(2)O_(3)球形磁性磨料对310S不锈钢进行研磨实验研究。以磁力研磨后的表面粗糙度值(R_(a))为响应值,对实验过程中的主轴转速、进给速率和加工间隙进行优化,在主轴转速为1720 r/min,进给速度为16 mm/min,加工间隙为1.8 mm的条件下恒定研磨30 min,工件的表面粗糙度值由初始的0.350μm下降至0.039μm,表面粗糙度模型预测值为0.044μm,实验实际值与预测值误差为11.3%。残余压应力由初始的-289 MPa增加至-391 MPa,结果表明:磁力研磨后工件表面凹坑、毛刺和划痕均被去除,表面质量得到极大地改进。

三种310S不锈钢高温氧化性能研究

在固体氧化物燃料电池发电集成系统中需要使用耐高温金属材料进行气体管路连接,实现反应气体的均分分配,其中耐高温奥氏体不锈钢310S成为有力候选者。选择3种不同310S不锈钢钢材进行高温抗氧化测试,通过在空气气氛下800℃高温处理,分析3种材料的抗氧化性。通过SEM、EDS和XRD分析,检测不同板材在热处理后表面形貌变化和高温处理后表面氧化物成分。结果表明:随着热处理时间延长,3种310S样品表面氧化物厚度增加。310S-A和310S-B表面生成片状Cr2O3和八面体状MnCr2O4,而310S-C表面氧化物主要为八面体MnCr2O4,且氧化层最薄。

金属砷生产过程中310S不锈钢罐体腐蚀问题分析与研究

山东某公司生产金属砷采用电热竖罐碳热还原工艺,生产过程中罐体腐蚀情况严重,使得金属砷的生产成本居高不下。针对该问题,此公司对310S不锈钢罐体腐蚀机理研究进行了分析,发现是三氧化二砷中S、Cl等杂质元素在高温条件下侵蚀罐体基材表面的氧化膜导致腐蚀开始,通过采取在310S罐体表面镀金属材料涂层,并降低作业温度等措施,罐体使用寿命从8~10 d延长至30~45 d,大大降低了金属砷生产成本。

310s不锈钢封头返修工艺

本文针对材质为310s不锈钢（0Cr25Ni20）旋压加工成型的封头焊缝出现裂纹,阐述编制的返修工艺及现场修复所采取的工艺措施和过程控制要求。

310S不锈钢焊接接头高温力学性能及组织演变

耐热不锈钢是高放废液固化容器的理想材料,而焊接接头的高温性能和组织演化对固化容器的尺寸稳定性和服役安全具有重要影响。基于等离子弧焊接技术制备310S奥氏体不锈钢焊接接头,研究不同温度(室温~1100℃)对焊接接头拉伸性能的影响和分别在600℃和1100℃条件下焊接接头的蠕变性能。借助光学显微镜、扫描电镜、背散射电镜、透射电镜和拉伸试验机,对金相组织、断口形貌、相组成及元素分布和拉伸性能进行分析。结果表明:敏化温度附近材料的伸长率最低,拉伸断口出现较大空洞,随着温度升高至1100℃,断口表面出现氧化。焊接接头具有优异的抗高温蠕变性能,600℃蠕变试验后在母材区形成孪晶组织,1100℃蠕变后焊缝区铁素体消失,晶粒尺寸出现长大。高温和应力作用促进晶界处析出M23C6相,削弱晶界强度,裂纹在晶界处形核、长大和扩展,最终造成焊接接头出现沿晶断裂。研究成果为高放废液固化容器的服役安全提供参考,同时丰富了高放废液后处理的基础数据。

310S奥氏体不锈钢管子管板焊接

本文介绍了310S奥氏体不锈钢管子管板GTAW焊接试验,通过采用低应力结构的焊接接头、小电流焊接、严格控制层间温度等措施,避免焊接热裂纹的产生。焊后对管头进行PT、RT检测,检测结果合格;对管头进行宏观金相试验、微观金相试验、《金属和合金的腐蚀奥氏体及铁素体—奥氏体(双相)不锈钢晶间腐蚀试验方法》(GB/T 4334—2020)标准中的C法晶间腐蚀试验,试验结果满足标准的要求。

环形炉内罩用310S耐热不锈钢的蠕变寿命预测

在同一温度、不同应力下对钢厂环形炉内罩材料310S不锈钢进行蠕变试验,建立了310S钢在该温度下不同应力的寿命曲线方程,采用两种不同的寿命预测方法(θ-投影法和L-M参数法)对该钢的蠕变寿命进行了预测,并与实际使用寿命进行了对比。结果表明:两种预测方法的预测结果基本一致,吻合较好,但θ-投影法的预测结果更准确。