9Cr-3Co-3W铸件材料应用性能评价

为全面掌握新型9Cr-3Co-3W铸件材料应用性能,文章通过高温拉伸试验、低周疲劳试验、断裂韧性试验、高温持久试验和长时时效试验等对该材料的应用性能进行了全面评价,试验结果表明新型9Cr-3Co-3W铸件材料在630~650℃条件下具有良好的综合力学性能,具备应用于630℃-650℃超超临界汽轮机组的高温高压部件技术条件。

9Cr3W3Co耐热钢锻造工艺数值模拟及实验研究

通过Deform 3D模拟了9Cr3W3Co耐热钢连续多道次锻造工艺,分析了等效应力、等效应变场和温度场的分布规律。基于模拟结果,优化了锻造工艺,并通过Gleeble-3800热模拟试验机对9Cr3W3Co耐热钢进行不同变形参数多道次热压缩实验,分析了不同变形参数下的热变形行为,结合热模拟真应力-真应变曲线和显微组织,验证了模拟的准确性。结果表明,模拟后的优化锻造工艺为应变速率5 s^(-1),变形方式为先大变形后小变形,变形后的坯料心部温度分布均匀,为951~970℃,等效应变分布均匀,为2.15~2.19。当应变速率为5 s^(-1)时,动态再结晶晶粒尺寸随变形温度的升高而变大,采用先大压下量后小压下量的方式,可获得完全再结晶的等轴晶,平均晶粒尺寸为15μm,变形后组织均匀性更好。结合微观组织演变结果分析,模拟实验具有可行性,实验结果与模拟结果基本吻合。

9Cr3W3Co叶片钢的热变形行为研究

利用Gleeble-3800热力模拟机,在温度950~1150℃,应变速率0.1~10 s^(-1),变形量为70.9%的条件下,对9Cr3W3Co合金进行了单道次热变形实验。为了更好地模拟现场过程,分别采用道次变形量由大到小以及道次变形量由小到大的方案,进行多道次变形过程模拟,应变速率为5.0 s^(-1),总变形量为70.9%。研究了汽轮机叶片用9Cr3W3Co合金动态再结晶行为的变形特点,得到了合金的应力-应变曲线,并利用动态材料模型构建该合金在不同变形条件下的三维热加工图。结果表明,9Cr3W3Co合金的应力-应变曲线表现出应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的增大而增大。为准确描述三者间的关系,建立了双曲正弦本构方程,最终得到其热激活能为655.051 kJ/mol,结合微观组织演变的结果分析,得出合金的最佳热加工区域应为:变形温度1050~1150℃,应变速率0.1~1 s^(-1),并且在快锻变形过程中,先大变形后小变形的锻造工艺有利于获得均匀的晶粒尺寸。

9Cr-3W-3Co新型马氏体耐热钢焊接接头不同部位的显微组织和力学性能

采用焊条电弧焊(SMAW)对9Cr-3W-3Co新型马氏体耐热钢进行多层多道焊,通过OM,拉伸、冲击和显微硬度测试等试验,分析了焊接接头不同部位的显微组织和力学性能。结果表明,焊接接头上部和中部的焊缝金属主要由晶粒相对粗大的柱状晶和等轴晶组成,下部几乎全部由晶粒细小的等轴晶组成;焊缝上部和中部金属的显微组织为回火马氏体、大量碳化物颗粒和少量块状M-A组元,焊缝下部金属显微组织由回火马氏体、少量针状δ铁素体和弥散分布的碳化物颗粒组成;焊接接头不同部位的显微硬度分布规律基本一致,从母材经热影响区到焊缝,其硬度逐渐升高,下部焊缝金属的平均硬度为HV288,相对最高;焊接接头不同部位的拉伸和冲击性能存在明显差别,下部焊缝金属的抗拉强度最高(平均726.39 MPa),其冲击吸收功(平均23.3 J)高于母材的(20 J);而上部和中部焊缝金属的抗拉强度和冲击吸收功均低于母材的。

9Cr3W3Co钢热变形行为研究

基于9Cr3W3Co钢的热压缩试验,获取了该钢种的真实应力应变曲线,探究了变形温度及应变速率对其流变应力及组织演变的影响规律。结果表明:试验钢在变形时的应变速率越小、变形温度越高,对应的流变应力越小,越有助于发生动态再结晶。在此基础上,通过分析峰值应力、应变速率、变形温度之间的关系,拟合出该钢种的本构方程。根据9Cr3W3Co钢的应力应变数据绘制了0.4应变下的热加工图,分析得出在较高变形温度及较低应变速率下,材料的热加工性能较好,为材料热加工工艺制定提供了试验依据。

9Cr-3W-0.2V钢热处理工艺研究

文章研究了淬火温度和回火温度对9Cr-3W-0.2V钢性能和组织的影响,结果显示采用1070℃奥氏体化后淬火,并经710℃回火得到优良的综合力学性能和组织。同时研究了该钢堆焊Cr-Mo层后的焊后热处理工艺,研究表明采用680℃作为焊后热处理温度可保证母材性能不降低的情况下焊接接头性能满足要求。

9Cr-3W-3Co新型马氏体耐热钢的热加工性能研究

采用Gleeble 3800热模拟试验机,通过高温热拉伸试验,系统研究了9Cr-3W-3Co钢在变形温度为1060~1260℃和应变速率为0.3~10 s-1条件下的热变形行为,并采用OM、SEM和TEM等研究了不同温度下的组织和析出相。结果表明,试验钢在1200℃以上高温塑性差与合金本身熔点较低、晶粒粗大和晶界有P、S、Cu等元素的偏聚有关;在1100~1200℃之间,块状铁素体是影响高温塑性的主要因素。

深冷处理对W9Mo3Cr4V刀具耐磨性能影响的研究

采用微机控制的刀具深冷处理装置对W9Mo3Cr4V高速钢成品刀具进行深冷处理研究。对深冷处理后的刀具和未经深冷处理的刀具在硬度、耐用度及金相显微结构方面进行了实验对比。结果表明 ,深冷处理可以改变高速钢刀具材料的微观组织结构 ,并在一定程度上提高刀具材料的硬度 ,增强刀具材料的耐磨损性能。

H_9P_2W_(15)V_3/C催化1,4-丁二醇环化脱水制备四氢呋喃

以活性炭为载体,通过浸渍法制备了H9P2W15V3/C催化剂,对催化剂进行FT-IR表征。以催化1,4-丁二醇脱水制备四氢呋喃为探针反应,考察催化剂的酸催化性能。通过正交实验得出了最佳条件反应:w(催化剂)=3.93%(相对1,4丁二醇质量),反应温度为185～190℃,反应时间为40 min,四氢呋喃平均收率达93.30%,催化剂重复使用3次,产率仍可达90.94%。本工艺具有绿色、安全、操作简单、收率高等优点。

9Cr3W3Co钢高温时效脆化现象与改进方法

采用SEM进行显微组织观察,研究导致9Cr3W3Co钢时效脆化的主要因素。采用Thermo-Calc软件,计算平衡态下不同W含量(2.36%,2.63%,2.96%,3.11%,质量分数)的9Cr3W3Co钢中析出相的含量。利用TEM,SAXS和相分析等实验手段研究时效过程中的组织演变。结果表明:9Cr3W3Co钢的冲击韧度在100h时效后的迅速降低是时效过程中大量析出的富W Laves相所造成的。平衡态的Laves相含量主要由钢中的W含量决定。时效8000h后,W含量最低的钢冲击韧度最好,同时其Laves相的尺寸最小,粗化速率最低。通过降低W含量能够抑制9Cr3W3Co钢的时效脆化。

Deformation behavior of 9Cr-3W-3Co martensitic heat-resistant steel

The deformation behavior of 9 Cr-3 W-3 Co heat-resistant steel at a high-temperature range of 1 060-1 260 ℃ and a strain rate of 0.3 s^(-1) was studied using a Gleeble 3800 heat-simulating test machine. The microstructure and precipitation phases of the steel at different temperatures were studied by optical microscopy,scanning electron microscopy,and transmission electron microscopy. The results show that due to its low melting point,coarse grain size,and the segregation of P,S,and Cu at the grain boundary,the thermoplasticity of 9 Cr-3 W-3 Co steel is poor at temperatures higher than 1 200 ℃.The bulk ferrite phase was the main factor affecting the thermoplasticity at 1 100-1 200 ℃.

H9P2W15V3／C催化绿色合成对羟基苯甲酸丁酯

以活性碳为载体,通过浸渍法制备了H9P2W15V3/C催化剂,对催化剂进行Uv-Vis、FT-IR表征。以对羟基苯甲酸丁酯的合成反应为探针,考察了催化剂的催化性能。研究了磷钨钒杂多酸负载量、催化剂用量、醇酸比、反应时间和反应温度对反应的影响。通过单因素实验和正交实验确定了反应的最佳条件:杂多酸负载量为30%,催化剂用量8.7%(按反应体系总质量计算),醇酸摩尔比2∶1,反应时间3h,反应温度125℃,酯化率可达91.30%。催化重复使用5次,酯化率仍可达76.42%。

W9Mo3Cr4V钢软氮化及组织性能

对W9Mo3Cr4V钢进行气体软氮化处理,研究氮化处理对钢组织及性能的影响。结果表明:采用甲酰胺为渗剂进行气体软氮化可得到约50μm的致密渗层,可有效提高W9Mo3Cr4V钢的硬度和耐磨性。经软氮化后,钢的表面硬度达到1150 HV0.1,而磨损速率约为3.9 mg/h,为未经软氮化的1/5。

W9Mo3Cr4V钢在织针模具中的应用

Cr12MoV模具钢是目前普遍应用的织针模具材料。在冲裁过程中,由Cr12MoV钢制造的模具刃磨寿命低,影响织针的尺寸精度、尺寸一致性以及织针生产成本,相比Cr12MoV模具钢,W9Mo3Cr4V钢热处理后具有更高的硬度和耐磨性,同时具有高热硬性、高淬透性、足够的塑性和韧性。对Cr12MoV钢和W9Mo3Cr4V钢织针模具的磨损量和刃磨寿命进行研究结果表明,W9Mo3Cr4V钢模具比Cr12MoV钢模具的正常磨损阶段更长,模具的平均刃磨寿命可延长40%,具有明显的优越性。

W9Mo3Cr4V钢高温形变与再结晶组织

研究了W9Mo3Cr4V钢高温形变再结晶的各种组织特征。因残留碳化物和动态析出的影响,W9Mo3Cr4V钢高温形变再结晶组织特征与低碳低合金钢对应组织有本质不同。

α-K_9P_2W_(15)Nb_3O_(62)纳米粒子的制备与表征

目的对多金属氧酸盐α-K9P2W15Nb3O62的形貌和结构进行研究。方法用高压静电纺丝和程序焙烧的方法,制备α-K9P2W15Nb3O62纳米粒子。结果红外光谱,X-射线粉末衍射数据表明制备的纳米材料依然保持了Dawson-Wells结构,扫描电子显微镜显示焙烧后得到的α-K9P2W15Nb3O62纳米粒子直径约为220 nm。结论成功获得了具有纳米粒子形貌的多金属氧酸盐:α-K9P2W15Nb3O62。

W9Mo3Cr4V高速钢机用锯条的激光淬火

研究了Ｗ９ＭｏＣｒ４Ｖ高速钢机用锯条的激光淬火工艺，并用正交试验优选出最佳工艺参数。

循环正火处理对9Cr3W3Co钢组织及冲击韧性的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和冲击试验等研究了9Cr3W3Co钢经1075℃多次循环正火处理后的显微组织和冲击韧性。结果表明:多次循环正火处理可显著细化9Cr3W3Co钢的晶粒尺寸,提高了合金的冲击韧性。晶粒尺寸由1次正火处理的38.05μm,降为5次循环正火处理的25.73μm;冲击功由1次正火处理的51.69 J,增加为4次循环正火处理的110.75 J,5次循环正火处理的95.60 J。循环正火处理后试样观察到大量富W和Fe元素的Laves相,且Laves相尺寸随正火循环次数的增加而增大。冲击功随正火循环次数的增加先增大后减小,与合金奥氏体的晶粒尺寸和析出Laves相的尺寸相关。

离子渗氮温度对W9Mo3Cr4V钢渗层组织及性能的影响

目前,国内外对搅拌头材料W9Mo3Cr4V钢离子渗氮表面改性研究不多。采用金相分析、显微硬度测量、X射线衍射仪(XRD)等研究了离子渗氮温度对W9Mo3Cr4V钢搅拌头显微组织和性能的影响,从而得出制备高硬度耐磨氮化层搅拌头的合适的离子渗氮温度。结果表明:经离子渗氮的W9Mo3Cr4V钢搅拌头表层获得了主要由ε相(Fe3N)和γ’相(Fe4N)组成的均匀渗氮层,且随着从表面到基体距离的增加,渗氮层的硬度呈现平缓的硬度梯度分布;480~560℃范围内,随离子渗氮温度升高,渗氮层厚度不断增加,渗氮层硬度也不断提高;ε相(Fe3N)衍射峰随离子渗氮温度升高而逐渐降低,γ’相(Fe_4N)衍射峰则呈逐渐升高的趋势。渗氮层厚度ζ与渗氮温度T的关系满足ζ=3.85×108e-9 141/T·τ。

氮化时间对W9Mo3Cr4V钢离子氮化层显微组织和性能的影响

对W9Mo3Cr4V钢在520℃下进行不同氮化时间的离子氮化处理,并采用金相分析、显微硬度测试和X射线衍射分析等方法,研究了氮化时间对离子氮化层显微组织（氮化层相组成和氮化层厚度）和性能（硬度、硬度梯度分布等）的影响。结果表明：氮化层主要由ε相（Fe_3N）和γ＇相（Fe_4N）组成。随离子氮化时间的延长,ε相（Fe_3N）衍射强度逐渐降低,而γ＇相（Fe_4N）的衍射强度呈逐渐升高的趋势,且氮化层的厚度、显微硬度不断增加。氮化层均呈理想的硬度梯度分布。