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。

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．

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。

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。

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 .

316L超低碳奥氏体不锈钢吹氮合金化的动力学研究和应用

根据双膜理论,建立了不锈钢精炼中向钢水吹氮气合金化过程的动力学模型。通过硅钼棒炉研究了恒压(101 kPa),恒温(1 833 K)和恒流量(0.3 L/min)时316L不锈钢(/%:0.031C,0.57Si,1.00Mn,0.021P,0.004S,16.13Cr,10.12N,2.12Mo,0.028N)吹氮时间(0~70 min),氮分压(N_2:Ar=2:1,1:2和1:1)和温度(1 773~1 833K)对该钢氮合金化的影响。结果表明,钢中氮含量随着吹氮时间、氮分压的增加而增加,随吹氮流量增加钢液氮含量达到饱和的时间缩短,氮的溶解度随着钢液温度的降低而升高,合适的钢水温度为~1 500℃。120 t VOD 316L不锈钢工业生产试验表明,在氮气流量42×3 m^3/h时,VOD真空阶段吹氮合金化,钢中的氮含量可达0.04%。

316L奥氏体不锈钢的腐蚀行为

综述了316L奥氏体不锈钢应用过程中的腐蚀行为,包括晶间腐蚀、应力腐蚀开裂、缝隙腐蚀、环烷酸腐蚀、大气腐蚀和海水腐蚀。同时介绍了合金元素Mo、N和Al,以及电解质类型、温度、浓度等因素对其腐蚀行为的影响。最后讨论了应用中存在的问题,并对未来的发展做了一些展望。

电弧功率对MIG电弧增材制造316L奥氏体不锈钢组织及力学性能的影响

采用大功率MIG电弧热源熔化沉积316L奥氏体不锈钢金属焊丝制备试样,研究电弧功率对成形试样组织、力学性能以及断裂行为的影响并分析其机理,为高效、低成本电弧增材制造大型金属构件提供技术基础和理论依据.结果表明,大功率MIG电弧增材制造316L奥氏体不锈钢内部形成柱状晶并生成δ相和σ相呈蠕虫状分布在γ基体中.δ相分布在晶内和晶界起强化作用.随着电弧功率从3763 W增加8400 W,316L试样晶粒尺寸变大,δ相含量减少而σ相含量增加,使得材料抗拉强度从578 MPa降低到533 MPa,屈服强度从310 MPa降低到235 MPa,断后伸长率从53%降低到44%,断面收缩率从67%下降到60%.当电弧功率增加到8400 W时,在晶界上形成较多的σ相,试样断裂模式由较低功率时的穿晶韧窝断裂转变为沿晶韧窝断裂.

锌对316L奥氏体不锈钢氧化膜影响的XPS分析

通过模拟压水堆一回路高温高压水化学环境，对316L奥氏体不锈钢进行了10、60和120μg／L锌浓度下的动水加锌实验，用X射线光电子能谱（XPS）对其表面氧化膜结构进行分析．结果表明，加锌能有效降低材料的腐蚀速率，在一定范围内加锌浓度（10～60μg／L）越高，腐蚀增重越小；锌对铁镍尖晶石结构中的Fe^2＋和Ni^2＋有替换作用，形成稳定的ZnCr2O4．

塑性预变形对316L奥氏体不锈钢氢脆的影响

对316L奥氏体不锈钢板试样进行不同程度的塑性预变形,通过电化学充氢及拉伸试验,研究了塑性预变形对316L奥氏体不锈钢氢脆的影响。结果表明:随着塑性预变形量的增大,316L不锈钢的屈服强度和抗拉强度均有提高,但塑性降低;充氢后316L不锈钢的强度变化不大,但塑性进一步降低,充氢导致了316L不锈钢发生塑性损减,且随着塑性预变形程度的增大,氢致塑性损减的程度也增大,塑性预变形导致材料的氢脆敏感性增大。

表面形貌对316L奥氏体不锈钢低温气体渗碳的影响

利用金相显微镜、显微硬度计和残余应力分析仪研究了4个具有不同表面形貌的316L奥氏体不锈钢经低温气体渗碳处理后的渗碳层微观形貌、硬度和残余应力。结果表明:渗碳后各试样表面均形成一层高硬度、高残余压应力的渗碳层,表面强化效果显著。表面形貌对316L奥氏体不锈钢低温气体渗碳有一定影响。随着试样表面粗糙度的下降,渗碳处理后的硬度、残余应力和渗碳层厚度均降低,表面强化效果下降,并最终趋于稳定。

316L奥氏体不锈钢表面低温气体渗碳层的热稳定性能

对表面低温气体渗碳强化处理的316L奥氏体不锈钢进行300～400℃保温150,1 500,3 000h时效处理,研究了时效温度及时间对表面渗碳层物相组成、厚度、纳米硬度和残余应力的影响,分析了其热稳定性能。结果表明:渗碳层在温度300～400℃的时效过程中无新型碳化物析出;在400℃时效时,碳原子向基体内部扩散,渗碳层厚度明显增加,当时效时间为3 000h时,渗碳层与基体的界面消失,表面纳米硬度降至基体的50%;当在300℃时效时,渗碳层厚度、碳含量以及纳米硬度均没有明显变化,此温度下服役时渗碳层较为稳定;经300～400℃时效处理后,渗碳层的表面残余压应力均下降,且时效温度越高、时效时间越长,残余压应力下降的幅度越大。

铜包覆石墨烯增强316L奥氏体不锈钢力学性能研究

采用分子水平混合和低速球磨的方法制备铜包裹石墨烯/316 L不锈钢复合粉体,通过放电等离子烧结制备石墨烯增强316 L奥氏体不锈钢复合材料,研究铜及石墨烯对复合材料密度、硬度和拉伸性能的影响,并对拉伸断口形貌进行了分析.结果表明:通过分子混合和球磨混合可制备铜包裹石墨烯与不锈钢均匀混合的复合粉体.烧结过程石墨烯结构保持完整.铜包裹石墨烯增强体可明显改善烧结不锈钢复合材料的密度、硬度、抗拉强度和屈服强度,使其分别提高3.6%、17.4%、35.8%和34.5%.

ER316L奥氏体不锈钢的σ相析出行为及其盘条高线轧制

通过固溶处理及高温压缩试验研究了固溶温度和应变速率对ER316L奥氏体不锈钢中σ相析出行为的影响,在此基础上制定了盘条高线轧制工艺的粗中轧参数并进行了盘条高线轧制,研究了盘条的组织及拉伸性能。结果表明:试验钢的显微组织由奥氏体相和σ相组成,σ相含量随固溶温度的降低或应变速率的增大而增加;为防止σ相的大量析出,在试验钢轧制过程中应保持较低的应变速率,且轧制温度应设置在1 000℃及以上。在此参数下轧制所得盘条中的σ相体积分数小于3%,抗拉强度均值为640.2MPa,伸长率均值为48.7%,表现出较好的拉拔性能。

奥氏体不锈钢316L与双相不锈钢2205的焊接工艺及问题分析

阐述了不锈钢的类型和抗腐蚀原理,介绍了奥氏体不锈钢316L与双相不锈钢2205的焊接工艺,并在分析不锈钢大管道焊接特点的基础上,对氩弧焊打底充氩方式进行调整,保证了焊接过程中不发生背面氧化问题。

Cl^-对冷变形316L奥氏体不锈钢在H2S环境下应力腐蚀的影响

目的研究H2S环境下不同Cl^-浓度对冷变形316L奥氏体不锈钢应力腐蚀行为的影响,探究Cl^-造成影响的原因,为不锈钢安全服役提供理论数据。方法采用力学方法研究了冷变形316L奥氏体不锈钢的力学行为,通过计算延伸率损失表征材料的应力腐蚀敏感性,通过电化学手段表征了点蚀电位。最后为了研究点蚀与基体中氢含量的关系,进行了扩散氢含量的测试,通过测量试样的扩散氢含量,进一步理解应力腐蚀行为。结果随着Cl^-浓度的增加,316L奥氏体不锈钢的延伸率损失逐渐增大,应力腐蚀敏感性增强。断口形貌从杯状的等轴韧窝转变为解理型脆性断裂。动电位极化测试表明,Cl^-浓度的增加,点蚀电位逐渐降低,直至–0.0228V,试样更容易发生点蚀。扩散氢含量的测量进一步显示了点蚀坑的存在促进了氢进入到金属内部。结论 Cl^-对316L奥氏体不锈钢在H2S环境中的应力腐蚀行为有重要影响,随着Cl^-浓度的增加,应力腐蚀敏感性增强,结合点蚀电位的测量结果,可能是由于Cl^-破坏金属表面的钝化膜,产生点蚀坑,裂纹形核并扩展,同时点蚀坑还促进了氢进入金属内部,应力腐蚀敏感性增强。