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。

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。

444铁磁性不锈钢焊管缺陷的识别与分类

基于涡流检测技术,提出一种针对444铁磁性不锈钢焊管的缺陷识别与分类方法。首先采集经过磁饱和处理后的钢管涡流信号,通过经验模态分解(EMD)进一步对涡流信号进行降噪,提取到最能代表原始信号特征的内涵模态分量(IMF),对所选取的IMF提取时频域特征参数;为了提高模型识别效率,通过主成分分析(PCA)对特征向量集降维;最后使用支持向量机(SVM)对焊缝缺陷进行识别与分类。试验结果表明,该方法对444不锈钢焊管各缺陷的识别准确率较高,生产中可将含有特定缺陷的产品自动筛选出来,提高了生产效率。

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。

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。

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。

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。

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。

430铁素体不锈钢电阻点焊工艺性能

采用机器人中频直流伺服焊枪点焊系统对1.2mm厚的AISI 430不锈钢薄板进行了点焊试验,研究了焊接电流对点焊接头力学性能、熔核直径、微观形貌、显微硬度以及拉剪断裂模式的影响规律.结果表明:随着焊接电流的增大,430不锈钢点焊接头抗剪强度增大,当电流达到10kA时,点焊出现飞溅现象,导致接头强度降低.接头熔核区由粗大的铁素体组成,带有少量的马氏体组织和碳化物沉淀.熔核区硬度高于母材区和热影响区,当熔核直径大于4.8mm时,接头主要发生纽扣断裂;当熔核直径小于4.8mm时,接头主要发生界面断裂,且一般为脆性断裂.

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。

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。

TTS444铁素体不锈钢焊接性及其接头缝隙腐蚀

TTS444不锈钢是国内近年来开发的一种综合性能优良的超纯(C+N≤0.02%)铁素体不锈钢,其成分与性能对应于国外S44400牌号铁素体不锈钢。分析了该不锈钢的焊接性,并介绍在实际应用过程中由于焊接工艺设计失误造成的焊缝发生缝隙腐蚀失效案例,阐明了腐蚀产生的原因是由于焊接工艺设计不当形成了产生缝隙腐蚀的客观条件,TIG焊接接头在腐蚀介质作用下经过一段时间后发生点蚀,然后扩展为成片的缝隙腐蚀。分析表明,尽管TTS444超纯铁素体不锈钢具有很高的耐点蚀性能和良好的焊接性,但在实际应用中也不能完全依赖高耐蚀性来避免腐蚀的发生,而忽视接头设计和焊接工艺的影响;用E310L焊丝将蚀坑修补,并将接头缝隙填充,消除缝隙腐蚀产生条件,即可避免产生腐蚀现象。

高能球磨制备430L不锈钢纳米晶粉末

采用XRD、MS2000粒度分析仪和SEM对430L粉末在高能球磨中的晶粒尺寸、粒度和形貌演变进行了研究.结果表明:高能球磨可制备430L纳米晶粉末,球料比一定,随着球磨时间的延长,晶粒尺寸逐渐减小,且球磨初期,晶粒尺寸减小最快,其后延长球磨时间,晶粒尺寸缓慢减小;在高能球磨中,冷焊、断裂和加工硬化现象始终存在;430L粉末粒度的演变依次经历了快速增大、快速减小、基本保持不变和缓慢减小四个阶段.初步确定了制备430L纳米晶粉末的合理球磨时间约为20～30h.

430不锈钢表面GPTMS/PFDS自组装双层膜的制备及缓蚀性能

在430不锈钢表面制备了γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)/全氟癸基三乙氧基硅烷(PFDS)自组装双层膜。采用傅里叶变换红外光谱、电化学测试、接触角和SEM研究了自组装膜的吸附及对不锈钢电极的缓蚀性能。结果表明,GPTMS/PFDS双层膜比GPTMS单层膜和PFDS单层膜具有更优异的抗腐蚀性能。

430不锈钢表面氟代硅烷自组装膜的缓蚀性能

为了提高430不锈钢耐氯离子腐蚀性能,以浸泡法在其表面制备了氟代硅烷自组装膜。采用动电位扫描、接触角测试、SEM研究了430不锈钢表面自组装膜固化前后的吸附行为和缓蚀作用。结果表明:吸附氟代硅烷分子后不锈钢表面由亲水性转为疏水性,自组装时间为2 h的不锈钢耐蚀性能较好,固化处理能够进一步增强自组装膜的缓蚀性能。

温度对液滴干湿循环下430不锈钢点蚀的影响

目的研究温度对液滴干湿循环条件下点蚀临界相对湿度和再钝化临界相对湿度的影响规律,结合形貌观察分析液滴条件下点蚀的形成机理。方法首先通过多液滴电位监测的方法研究了温度对430不锈钢干湿循环中点蚀的影响。其次,利用统计学方法分析了430不锈钢干湿循环过程中发生点蚀的特征参量,如点蚀、再钝化临界相对湿度,及其对应的临界氯离子浓度。然后,通过激光共聚焦显微镜统计分析了点蚀坑的深度和直径等特征参数。最后,对比了不同温度下430不锈钢在MgCl2溶液中的动电位极化曲线。结果随着温度从10℃上升到50℃,试样发生点蚀的概率从5/35上升到25/35;点蚀平均临界相对湿度从55%上升到63%,对应氯离子浓度从7.4 mol/L下降到6.4 mol/L;再钝化平均临界相对湿度从74%上升到91%,对应氯离子浓度从5 mol/L下降至2.5 mol/L。结论温度升高加速430不锈钢点蚀生长,抑制再钝化。形貌分析表明,随温度增加,点蚀坑形态从横向生长向蚀坑深度方向加速生长。

430铁素体不锈钢铸件脆性分析

对430铸造铁素体不锈钢的脆性进行了分析,采用金相显微组织分析、力学性能测试、冲击断口宏观和SEM等技术手段探讨了430不锈钢发生脆化的原因。结果表明:430铸造铁素体不锈钢的脆性主要是由铸造过程中马氏体的生成引起的,通过700℃热处理水冷可以显著提高430铸造铁素体不锈钢的韧性,并同时改善其抗拉强度和塑性。