316L/RAFM钢电子束焊对接接头的微观组织与力学性能研究

在150k V/39m A的焊接参数下进行了316L/RAFM钢电子束焊工艺实验,对接头微观组织与力学性能进行了测试分析。在存在磁偏转的情况下,有效焊接深度达到了18mm,且焊接接头性能良好。

20钢/316L复合管固液复合制坯工艺研究

双金属复合管在石油运输行业中应用前景广阔,结合性能是考察复合管是否合格的重要指标之一。为了能在轧制成形过程中得到高品质的复合管材,在复合管制坯过程中要求实现界面处的冶金复合。以20钢和316L为原材料,基于结合温度及元素扩散情况,采用固液复合方式,并且结合界面的温度模型及通过Pro CAST软件模拟,获得了外模最佳预热温度为1050—1100℃。通过现场试制界面处实现了冶金复合,在最佳温度范围既保证了固态20钢和液态316L之间能达到冶金复合,又能使元素有充分的扩散时间而增强了界面结合强度,同时又可以防止因元素过渡扩散而导致316L腐蚀性能下降。该方法为后续复合管连轧提供了优良的管坯,可实现高品质复合管的现场生产。

316L钢氩弧焊焊接接头超声检测可行性试验研究

结合某水电工程50 mm板厚的316L钢氩弧焊焊接接头的超声检测开发需求,通过实验手段开展焊接接头的超声检测可行性试验研究。参考标准设计直径2 mm的侧横孔试块,详细分析侧横孔回波信号幅值与探头频率、波形和侧横孔位置等因素的相关性。研究结果表明,316L钢焊接接头采用纵波检测为主、横波检测为辅是可行的。该研究工作可为316L钢超声检测工艺的制定提供参考。

RAFM与316L钢等离子喷涂Al_2O_3电绝缘涂层研究

在液态金属冷却、磁约束聚变反应堆中,磁流体动力学(MHD)压降是一个不容忽视的问题,包层结构材料内壁涂敷电绝缘涂层是降低MHD压降的最有效方法。本文利用大气等离子喷涂(APS)工艺分别在316L钢和一种新的低活化铁素体/马氏体(RAFM)钢上制备Al2O3电绝缘涂层,研究结果表明:氧化铝涂层表面质量好;涂层的显微硬度较高、致密度较好;涂层与RAFM钢和316L钢基体结合较好,平均结合强度值分别为33.7和27.8 MPa;RAFM钢上涂层抗热震性优良,其原因在于RAFM钢的热膨胀系数与氧化铝陶瓷很好地匹配;两种钢基体上涂层的常温电阻率均为8.0×1012Ω.cm左右。

激光选区熔化316L不锈钢凝固特征与微观组织结构

对不同工艺参数下激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)成形316L不锈钢微观组织结构进行表征,研究不同工艺参数下SLM成形316L不锈钢微观组织结构演化规律、单熔化道凝固特性。结果表明,SLM成形316L不锈钢具有跨尺度、非均质凝固组织特征,包括微米尺度柱状晶粒、小角晶界、熔池界面和纳米尺度亚结构。单熔化道的稳定成形是三维块体成形的基础,熔化道稳定性由激光工艺参数与金属粉体物理特性共同决定。不同的激光工艺参数显著影响SLM成形316L不锈钢微观组织结构,通过改变激光参数可实现微观组织结构的调控,在不同的激光逐层旋转角度下,SLM成形316L不锈钢晶粒尺寸随着扫描间距的增大而增大。强制定向热流使得外延生长机制主导凝固晶粒的生长,在不同的激光工艺参数下,沿增材方向的柱状晶粒形貌普遍存在。

Q345/316L异种钢焊接接头显微组织结构与力学性能

利用气体保护钨极氩弧焊(GTAW),采用ER309L和ER308两种焊丝对Q345/316L异种钢进行焊接试验,并利用光学显微镜、扫描电镜、万能试验机、冲击试验机、显微硬度仪等对焊接接头的显微组织结构及力学性能进行研究。结果表明:焊缝金属为奥氏体和铁素体组织,在Q345侧热影响区(HAZ)发现有明显的碳元素迁移现象,焊缝中Cr、Ni等合金元素成分迁移很小,稀释不明显;焊缝-316L交界处形成了宽约50μm的熔合区。ER309L焊接接头在强度、塑性、冲击韧性和显微硬度方面优于ER308焊接接头;同时,两者拉伸断裂均发生在Q345侧HAZ部位,接头焊缝冲击韧性良好,显微硬度高于两侧母材。

时效处理对Q235/316L异种钢焊接头组织及性能的影响

为了研究时效处理对Q235/316L异种钢焊接接头组织及性能的影响,采用扫描电镜(SEM)观察了焊接接头的微观组织,并测试了异种钢焊接接头的力学性能和腐蚀性能。结果表明,经300℃×2 h保温,空冷时效处理后的焊接接头比500℃×2 h、700℃×2 h保温,空冷时效处理及不进行时效处理的接头具有优异性能。经300℃时效处理的接头组织有利于淬硬相和残余碳化物的溶解,未出现脆化相,再加上接头合金元素的作用,使接头组织更加均匀,力学性能良好。同时,经300℃时效处理的接头焊缝Cr、Ni含量高,提高其抗应力腐蚀和抗环境腐蚀能力。

Q235与316L异种钢焊接接头的显微结构与力学性能研究

以Q235低碳钢和316L奥氏体不锈钢为母材,采用手工焊条电弧焊,用A042焊条堆焊,A022焊条填充,对Q235/316L进行焊接。焊后对焊接接头分别进行300、500和700℃保温2 h时效处理。处理后对焊接接头进行力学性能测试及断口分析。试验结果表明:经300℃×2 h时效处理的焊接接头比经过500℃×2 h、700℃×2 h时效处理的接头具有更加优异的综合性能。这是由于300℃时效处理的接头组织有利于淬硬相和残余碳化物的溶解,不会出现脆化相,接头组织更加均匀。

Q345/316L钢焊接接头的腐蚀性能

目前,对Q345/316钢焊接接头腐蚀性能的研究报道较少。采用手工电弧焊焊接Q345钢和316L钢,并以不同温度作时效处理,利用高温高压釜腐蚀失重法研究了焊接接头在3种盐度模拟海水中的腐蚀性能。采用体视显微镜和扫描电镜观察了焊接接头整体及不同区域的腐蚀形貌并分析其机理。结果表明:在模拟海水中,Q345/316L钢焊接接头中Q345钢侧热影响区发生点腐蚀,随Cl-浓度升高,腐蚀程度加剧;在同一盐度海水中,经不同温度时效处理的焊接接头的腐蚀速率不同,250℃时效处理后的最低,而550℃时效处理的最高;焊接接头腐蚀产物膜的主要成分为Fe3OOH。

316L钢室温和中温环境下应力控制的低周疲劳行为研究

通过对 3 16L钢在室温和中温环境下应力控制的低周疲劳试验 ,得到若干有意义的试验结果 ,揭示和分析3 16L钢室温和中温环境下应力循环特性及棘轮行为随加载历史、加载名义应力范围和环境温度的变化规律 ,并在此基础上讨论动态应变时效 (dynamicstrainaging ,DSA)的现象。研究表明 ,材料的应力循环特性依赖于温度和加载历史 ,棘轮行为依赖于温度、加载水平和加载历史 ,42

成型和表面处理工艺对316L不锈钢镍释放率的影响

采用人工汗液浸泡法及火焰原子吸收光谱仪测试了316L不锈钢(/%:0.023C,17.57Cr,11.23Ni,2.03Mo)11种成型和表面处理工艺条件下的镍释放率。试验结果表明,50%压下率冷轧、1 050℃固溶,镜面抛光的316L不锈钢型材镍释放率只有0.02μg/cm^2/周,很好地满足了欧盟新标准EN1811:2011的要求。但是成型工艺(冷轧态,铸态)表面处理方式(粗糙度)、取样方式(纵、横向)都会直接影响材料的镍释放率,使其提高3~26倍。

316L钢高温疲劳裂纹扩展的规律研究

对316L钢在常温、200℃、400℃和550℃下的疲劳裂纹扩展速率进行了测试和分析,对疲劳断口形貌进行观察,得到了四种温度下的疲劳裂纹扩展规律。结果表明:裂纹扩展率随着温度的升高而增大;高温下氧化作用增强。

300M钢激光熔覆316L不锈钢修复层组织及性能研究

通过对300M钢表面激光熔覆316L不锈钢修复的实验研究,探究激光熔覆修复层的组织及性能,本文在前期实验的基础上,选用316L不锈钢粉末作为熔覆材料,开展变功率激光熔覆对比实验研究。采用金相分析、EDS分析、XRD分析、电化学分析的方法,研究了不同激光功率对熔覆层宏/微观组织、显微硬度和耐蚀性能的影响。结果表明:当激光功率为1.5 kW时,在300M钢基体上熔覆得到质量最优的316L不锈钢熔覆层;熔覆层与基体呈冶金结合,底部为平面晶组织,中下部是胞状晶/柱状晶,中上部是树枝晶/等轴晶,表层主要是等轴晶组织;激光功率为1.5 kW时,熔覆层硬度为基体硬度的2.5~3倍,更加适合具有摩擦及冲击的实际工况,且熔覆层腐蚀电位最低,为-462.65 mV,自腐蚀电流最小,为3.63×10^(-3) mA,因而其耐蚀性能最好;不同激光功率熔覆层的阻抗大小排序为:1.5 kW>2.0 kW>1.0 kW。

316L/Q235异种钢焊接温度场数值模拟

运用Ansys软件模拟了316L/Q235异种钢平板对接焊温度场的三维动态过程。考虑材料物理学及热力学参数随温度变化和焊接过程中对流散热因素的影响,建立316L/Q235异种钢平板对接焊的三维有限元模型,编写APDL子程序实现Gauss移动热源加载,通过瞬态热分析求解得到了焊接过程温度场的分布。基于不同时刻焊接温度分布云图和不同位置节点的焊接热循环曲线分析了焊接过程温度场变化规律及其原因,为焊接工艺优化及焊件性能分析提供了参考。

船用20钢与316L不锈钢的异种钢管焊接工艺

针对船用20钢管与316L不锈钢管的异种钢焊接中存在的材料差异、接头组织软化、焊接质量不稳定等问题,对比两种材料的化学成分、物理性能和焊接性,提出更为可靠焊接工艺和方法。

316L钢中温环境下应力控制的低周疲劳行为研究(二)

通过对 316L钢在 4 2 0℃环境下应力控制的低周疲劳实验 ,揭示和分析了 316L钢在 4 2 0℃环境下的弹性模量、全应变范围、塑性应变范围、塑性应变能及平均应变随加载历史和名义应力范围的变化特性 。

罐箱用316/316L不锈钢冷轧板的开发

针对罐箱用316/316L不锈钢冷轧板强度高、规格厚、表面光洁度高等特殊要求,太钢不锈钢股份有限公司通过合理的成分设计、冷轧及成品酸洗退火工艺设计,成功地开发出了该产品,产品实物质量已达到进口水平。

O2-H2S-CO2条件下O2分压对316L钢腐蚀行为的影响规律

油田火驱尾气中存在CO2、H2S和O2 3种腐蚀性气体,且O2分压会在一定范围内变化。目前,鲜有关于O2分压对注气管常用钢316L钢腐蚀行为影响的报道。以316L钢为试材,利用高温高压模拟试验、失重法和扫描电镜等分析技术,研究在O2-H2S-CO2条件下O2分压对316L钢腐蚀行为的影响规律并分析其机理。结果表明:O2-H2S-CO2条件下,316L钢的腐蚀速率和产物膜厚度随O2分压的升高呈先减小再增大的变化规律;钝化膜均由极细的颗粒构成,有Cr和Ni的化合物沉积,有利于提高316L钢的抗腐蚀能力;一定范围内,O2分压升高会促进316L钢发生钝化,提高钝化膜的稳定性;但随O2分压的继续升高,会促进O2与H2S生成S8,更多的S8局部沉积,与H2O反应引起局部酸化,导致钝化膜出现破损点,并形成腐蚀电偶,发生严重的点蚀。

316L钢中温环境下应力控制的低周疲劳行为研究(一)

通过对 316L钢在 4 2 0℃环境下应力控制的低周疲劳实验 ,得出 316L钢在 4 2 0℃环境下的应力—寿命曲线 ,与B .F .Langer公式和英国BS15 15标准进行对比 ,结果表明英国BS15 15标准的设计曲线是安全的 ,而B .F .Langer公式偏于不安全。对B .F .Langer公式进行了一定的修正 ,结果表明 ,修正后的B .F .Langer公式在很长的寿命区间内都位于实验曲线下方 ,并具有一定的安全裕度。

316L/16MnR不锈钢与容器钢爆炸复合板性能

针对316L/16MnR不锈钢与容器钢爆炸复合板,选取合理的爆炸焊接参数,对其性能进行系统的试验研究.研究表明,复合板在爆炸复合及正火状态下的界面结合率、界面剪切强度、界面粘结强度、拉伸、冷弯、冲击、扭转、硬度、金相、晶间腐蚀及对接接头的组织和性能等,均获得了满意的效果.热处理后复合钢板的各项技术指标均超过了美国、日本、德国等各国国家标准所规定的指标要求,可用于制造工业领域中的压力容器等设备.