Effect of micro-alloying Nb and Ti on solidification structure in 430 ferritic stainless steel

With the increase in the content of carbon, nitrogen and titanium in 430 ferritic stainless steel, the refinement of the solidification structure is obvious and the proportion of equiaxed grain increases remarkably as well. This is attributed to the increasing role of the inhomogeneous nucleation by TiN particles during solidification. In addition, more fine precipitations of （Ti ,Nb）N are found in steel with increased carbon and nitrogen content.

Influence of Hot Band Annealing and Cold Rolling on Texture and Ridging of 430 Stainless Steel Containing Aluminum

An approach to optimize the processing parameters to get superior ridging resistance and mechanical properties in commercial production of 430 ferritic stainless steel has been studied. Attention was also paid to improve productivity and energy saving without hampering the surface and mechanical property aspects of the material. Hot rolled coils annealed by slow cooling under insulated cover exhibit better ridging resistance than bell annealing treatment with a minor decrease in ductility. Soaking temperature prior to hot rolling has a significant effect on ridging resistance.

退火工艺对汽车用430铁素体不锈钢组织与力学性能的影响

对热轧态430铁素体不锈钢进行了不同温度和保温时间的退火处理,采用金相显微镜、扫描电子显微镜、万能试验机等研究了不同退火处理对430铁素体不锈钢组织与力学性能的影响。结果表明:退火态430不锈钢组织由铁素体和黑色析出相组成。随着退火温度的升高、保温时间的增加,430不锈钢中铁素体晶粒尺寸先减小后增大,析出相数量先减少后增多。退火温度850℃、保温10 min的430不锈钢组织中晶粒细小均匀,析出相数量最少,其抗拉强度为663.3 MPa,伸长率为32.4%,强塑性匹配较好。因此,850℃退火保温10 min为430铁素体不锈钢的理想退火工艺。

铁素体不锈钢430连续铸造板坯成形合理工艺参数的研究

目的以某钢厂板厚为180~220 mm的铁素体不锈钢430连铸板坯为对象,研究合理的板坯连铸工艺参数,以提高不锈钢430连铸坯的等轴晶率,强化铸坯质量。方法通过高温拉伸试验、结晶器凝固冷却温度分析以及电磁搅拌磁感应强度模拟,探讨了液体加热温度、结晶器冷却水参数及电磁搅拌参数等工艺参数对连铸坯质量的影响规律。结果高温拉伸试验结果表明,430不锈钢在不同温度下的应力-应变曲线都是典型的塑性拉伸曲线,当温度超过1000℃后,抗拉强度显著减小;在结晶器宽面水量3400 L/min、窄面水量400 L/min的参数条件下,结晶器宽面及窄面铜板温度均匀,满足铸坯成形要求;在扇形1段第6^(#)和7^(#)辊位并列增加电磁搅拌辊后,430不锈钢铸坯电磁场分布合理且铸坯中心磁感应强度最大,为0.104 T,平均磁感应强度为0.09 T,显著提升了液相穴内钢水的流动性。结论在结晶器宽面水量为3400 L/min、窄面水量为400 L/min条件下,在连铸机扇形1段第6^(#)和7^(#)辊位并列增加电磁搅拌辊后,对430不锈钢进行连续铸造工业试验,铁素体不锈钢430板坯等轴晶率达到62.5%,裂纹发生率降低。

选区激光熔化430不锈钢成形工艺优化

研究了选区激光熔化(SLM)430不锈钢线-面-体的成形质量与工艺参数之间的关系。设计了单熔道、多道搭接以及块体成形试验,分析了SLM过程中缺陷形成的原因,以致密度为评价指标,确定SLM430不锈钢的最佳成形参数。结果表明:高功率低扫描速度有利于获得连续均匀的单熔道形貌,当激光功率为200 W、扫描速度为800 mm/s时,熔道宽度分布均匀。多道搭接的结果显示表面粗糙度随扫描间距的增加先降低后升高,扫描间距为0.08 mm时粗糙度最小,为3.88μm,表面成形质量最佳。通过正交试验分析,发现3种因素对块体成形件相对致密度影响的显著性排序为:扫描速度>激光功率>扫描间距;相对致密度随扫描速度的增大而减小;随着激光功率和扫描间距的增加,相对致密度呈现先升高后降低的趋势;最终确定SLM 430不锈钢的最佳成形工艺参数组合为激光功率200 W、扫描速度600 mm/s、扫描间距0.08 mm,该参数下成形件相对致密度达99.56%。

430不锈钢热轧板坯边部侧翻缺陷形成的数值模拟

在不同温度(1173.15~1473.15 K)和应变速率(0.01~10 s^(-1))下对430不锈钢进行热压缩变形试验,基于流变数据建立修正的Zerilli-Armstrong方程,并评估该方程的预测能力;将该本构方程参数导入Deform-3D软件,对试验钢五道次可逆热轧变形进行有限元模拟,分析边部缺陷的形成过程,并与实际轧制缺陷进行了对比。结果表明:修正的Zerilli-Armstrong本构方程能够很好地描述试验钢的高温流变行为,流变应力预测值和试验值之间的相关系数为0.9939,平均相对误差为5.9%;模拟得到在轧制过程中轧辊与板坯之间的摩擦力使得板坯表面和内部存在横向位移差,导致板坯侧面节点上翻到表面形成边部侧翻缺陷,缺陷的位置和形貌与工业试制结果相吻合。

430/304不锈钢搅拌摩擦焊搭接接头的组织和力学性能

采用搅拌摩擦焊技术,以1200 r/min的搅拌转速对1 mm厚的430和304不锈钢板进行焊接,研究焊接速度对搭接接头组织和力学性能的影响。结果表明:随着焊接速度增加,接头界面两侧Hook钩尺寸减小,过渡层厚度减小,界面由锯齿状逐步转变为平直状。所有试样均断裂于焊缝附近的430不锈钢母材上,焊接速度为50 mm/min焊接接头的剪切强度最大,搭接接头界面区的冶金反应起主导作用,机械连接起促进作用。

430铁素体不锈钢屋面瓦冷轧生产工艺研究与实践

针对430铁素体不锈钢屋面瓦要求,开发了430铁素体不锈钢从炼钢、热轧、冷轧全流程生产工艺。炼钢工序降低碳含量,提高抗锈耐蚀性能;热轧从轧制工艺和热酸洗除磷工艺优化,解决了430白皮钢卷表面质量缺陷问题;冷轧工序优化轧制、退火、酸洗工艺,解决了表面钝化不均,板形差,板面白光度高等问题。产品中性盐雾试验可达500 h,满足了430铁素体不锈钢在屋面瓦应用中存在的反光率高、易生锈和腐蚀问题,实现了工业化生产。

430、444不锈钢连铸坯的高温力学性能研究

通过Gleeble-1500D热/力模拟试验机对某钢厂生产的430、444两种不锈钢连铸坯进行高温力学性能测试,分析了其高温强度性能和高温热塑性。结果表明,两种不锈钢连铸坯的抗拉强度和屈服强度均随温度的升高而降低,在1 200°C以后抗拉强度<20 MPa,屈服比高达85%~90%,利用率低;430不锈钢连铸坯的第Ⅰ脆性温度区为T_(m)~1 338℃(为常温常压金属熔点),第Ⅲ脆性温度区为800~900℃,在1 050~1 300℃的断面收缩率>60%,塑性较好;444不锈钢的第Ⅰ脆性温度区为T_(m)~1 327℃,在600~1 050℃断面收缩率,塑性较好;另外分别用不同的应变速率进行拉伸比较实验,得出两不锈钢的强度随应变速率的变化关系。

含铜430不锈钢在模拟生理盐水环境下的耐蚀性能研究

为研究含Cu 430不锈钢在生理盐水环境下的腐蚀行为,采用电化学测试方法研究了含Cu 430铁素体不锈钢在模拟生理盐水(质量分数0.9%NaCl)溶液中的耐蚀性能,同时,利用Mott-Schottky曲线和X射线光电子能谱(XPS)对钝化膜的半导体特性和表面成分进行了表征,并借助扫描电镜(SEM)观察了电化学腐蚀后的表面形貌。结果表明,在0.9%的NaCl溶液中,不含Cu和含1.57%Cu(质量分数)的430铁素体不锈钢表面均产生了钝化膜。与不含Cu相比,含1.57%Cu的不锈钢耐蚀性降低。Cu元素对430铁素体不锈钢钝化膜中Cr_(2)O_(3)的形成有抑制作用,从而提高了钝化膜中的缺陷密度。加入Cu元素后,430铁素体不锈钢点蚀坑主要分布在富铜相附近,富铜相破坏了钝化膜的连续性,致使耐蚀性下降,不锈钢表面形貌破坏程度增大。

430铁素体不锈钢冷轧带钢表面黑带缺陷分析

采用扫描电子显微镜(SEM)及能谱分析(EDS)等方法对冷轧带钢表面黑带缺陷和连铸板坯表层碳化物的形貌、尺寸及分布进行了分析研究。结果表明:430不锈钢带钢表面黑带缺陷部位较正常区域有更高的碳含量,且出现贫铬元素,为明显的晶间腐蚀缺陷。分别使用A型和B型保护渣的430不锈钢铸坯边部和中部表层均存在颗粒状碳化物,碳化物区域深度不同,呈不连续的分布。因此,由于结晶器液面波动或保护渣熔速过慢导致熔渣层补充不足,富碳层与钢液和铸坯表面接触,造成铸坯表面覆碳,在后续轧制过程形成黑带缺陷。

430不锈钢氧化铁皮形成机理及影响因素分析

430不锈钢带在连续退火过程中,在非保护气氛下带钢表面发生氧化形成氧化铁皮,氧化铁皮的结构影响最终不锈钢表面质量以及后续除鳞、酸洗效率。基于430不锈钢氧化铁皮的形成机理,重点从原材料元素、热处理温度、加热炉内气氛等多维度进行分析,找出影响氧化铁皮形成的主要因素,以期对控制和改善氧化铁皮结构提供支持。

Cu-34Mn-6Ni-xSn钎料钎焊MnCuAl合金/430SS接头的组织及性能分析

用Cu-34Mn-6Ni-xSn(x=6、8、10 wt%)钎料,对MnCuAl合金/430SS钢进行高频感应钎焊,表征接头组织、各区域显微硬度、接头剪切强度,并分析钎料成分对组织和力学性能的影响。结果表明,钎料中Sn含量会引起钎缝宽度、MnCuAl合金侧部分润湿区域的形貌和宽度、钎缝中心区硬度发生变化。6Sn、8Sn钎料焊后钎缝宽度基本一致,而10Sn钎缝宽度明显减小;6Sn、8Sn和10Sn钎料焊接后部分润湿区的宽度分别为0、200、460μm;钎缝中心区的平均硬度由6Sn至10Sn逐渐升高,与钎料本身的硬度变化一致。6Sn、8Sn和10Sn钎焊接头的剪切强度分别为320、307、293MPa,断裂形式均为混合型断裂,裂纹贯穿MnCuAl合金侧的IMC层和钎缝中心。

热加工对430铁素体不锈钢“金粉”现象的影响

研究了430铁素体不锈钢晶间腐蚀和表面"金粉"缺陷的关系。通过Gleeble 3800热模拟机模拟了不同工艺条件下的热轧实验,以及热轧后模拟卷取对430铁素体不锈钢晶间腐蚀敏感性产生的影响;采用双环-电化学动电位再活化(DL-EPR)法检测430铁素体不锈钢的晶间腐蚀。结果表明:430铁素体不锈钢在热轧时产生敏化,在酸洗过程中造成的晶间腐蚀,最终会导致冷轧后表面"金粉"缺陷的产生。Gleeble实验表明,最终变形温度为900～950℃,冷速为水冷条件下有利于避免晶间腐蚀的产生。模拟卷取实验表明,经过650～800℃的处理能够进一步避免和消除430铁素体不锈钢的晶间腐蚀敏感性。

430不锈钢冷轧板再结晶组织演变以及动力学模型

以现场高温连续退火工艺为基础，利用热模拟机研究了冷轧430薄板在650℃到875℃范围内等温退火过程，对不同退火温度下组织随保温时间的演变规律进行了详细的分析，并建立了该材料的再结晶动力学方程。结果表明：退火温度对材料再结晶的孕育期和完全再结晶所需时间有很大的影响，材料分别在850℃、825oC温度下保温34s、5min即可完全再结晶；当温度低于800℃时，材料在实验时间范围内均无法完全再结晶。通过硬度法确定了不同退火温度下材料的再结晶率随保温时间的变化关系，并建立了JMAK型再结晶动力学方程，Avrami指数n的值在0．5～1．0之间，再结晶激活能Qmax，为309．12kJ／mol。

热轧430不锈钢表面氧化皮的电解酸洗、混酸酸洗工艺研究

430不锈钢薄板冷轧制品可广泛应用于装饰、家电外壳等,但其冷轧前的热轧过程中产生的表面氧化皮对产品的质量影响很大。为此,分析了430不锈钢产品表面氧化皮的特点,试验研究了电解酸洗、混酸酸洗的工艺,提出了电解酸洗之后再进行混酸酸洗的最佳工艺参数。研究结果表明,热轧板带头的氧化皮厚度约为带尾的2倍,而上表面氧化皮相对于下表面更为疏松。酸洗去除430不锈钢表面氧化皮可采用的最佳工艺参数为:先在电流密度为4A/cm2、温度为75℃的10%硫酸钠溶液中电解30s,然后在55℃,60g/L硝酸,20g/L氢氟酸的混酸溶液中酸洗100s。经二步酸洗后制品表面氧化皮得到有效去除,对生产具有较好的指导意义。

钒对430不锈钢内裂纹热愈合的影响

对添加不同含量钒的430不锈钢试样,采用钻孔压缩方法获得内裂纹,然后对其进行热愈合实验,研究了钒对试样内裂纹热愈合和形态演化的影响。扫描电镜分析结果表明,在加热温度为830℃时,试样的内裂纹产生了明显的愈合;当钒添加量为0.3%时,愈合效果最好。钒添加到基体材料后,部分钒固溶于基体,降低了基体金属Fe原子的扩散激活能,加剧了Fe的自扩散。分析认为,钢内裂纹愈合机理主要是扩散反应导致的热愈合及重结晶。

430不锈钢表面PFDS硅烷膜的自组装及缓蚀性能研究

在430不锈钢表面制备了1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷(PFDS)自组装膜。通过分析傅里叶变换红外光谱、接触角、极化曲线和交流阻抗谱、在三氯化铁溶液中的腐蚀形貌,研究了PFDS自组装膜的吸附及其对不锈钢电极的缓蚀作用。结果表明:组装时间为2 h时,PFDS膜表现出较好的抗腐蚀性,150℃固化1 h后,自组装膜具有更优异的抗腐蚀性能。

镁处理对430铁素体不锈钢夹杂物形成和凝固组织的影响

试验研究了0.000 5%～0.001 2%Mg对60 kg真空感应炉熔炼的430铁素体不锈钢(/%:0.04C、0.25～0.32Si、0.28～0.38Mn、16.5～16.9Cr)夹杂物形成和凝固组织的影响。结果表明,430钢液中添加镁合金后,钢中形成平均粒径更小,数量密度更大的含MgO复合夹杂物;镁合金的加入可以改善430钢的凝固组织,且浇铸温度越低,改善效果越明显,在1 580℃浇铸时,等轴晶率由常规钢的30.8%提高至镁处理钢的88.5%,相应等轴晶尺寸由1 741.6μm降至945.3μm。含MgO夹杂物与δ相二维错配度极小,可作为430钢有效异质形核剂,促进等轴晶的形成,抑制柱状晶的生长,细化凝固组织。

430不锈钢表面月桂酸自组装膜的探究

采用浸泡法在430不锈钢表面制备了月桂酸自组装膜,通过电化学方法、接触角测试及微观形貌分析,研究了该自组装膜在430不锈钢表面的吸附行为及缓蚀作用。研究结果表明:经过简单的浸泡,月桂酸分子能够稳定地吸附在不锈钢表面,自组装时间、组装液浓度以及基底表面前处理对组装膜的缓蚀效率有较大影响,自组装时间4 h、月桂酸浓度5 mmol/L、组装温度35℃为最佳自组装条件;基底在组装之前进行钝化处理,有利于形成致密的自组装分子膜,提高不锈钢的耐蚀性能。