AISI304不锈钢在冷加工过程中的微观组织变化

在不同温度下对AISI30 4不锈钢进行不同方式、不同程度冷加工 ,用铁素体测量仪测定马氏体相变量 ,研究了冷加工与马氏体相变的关系 ;将AISI30 4不锈钢在低温 (液氮 ,- 70℃ )条件下进行不同程度拉伸 ,采用透射电镜观测位错分布 ,研究了冷加工与位错密度的关系。结果表明 :冷加工在一定条件下可以产生形变诱发马氏体 ,其含量随冷加工变形量的增大而增加 ;同时 ,冷加工导致AISI30 4不锈钢中金属晶粒拉长 ,其位错密度随冷加工变形量的增加而增大。

塑性变形对AISI304不锈钢组织及耐蚀性的影响

AISI30 4不锈钢分别在加热 180℃和低温 - 70℃条件下进行拉伸变形。采用透射电镜观测位错分布 ,利用铁素体测量仪测定马氏体相 (铁磁相 )含量 ,并通过电化学滞后技术分别研究它们在 5 0℃条件下 0 5mol·L-1MgCl2 水溶液中的腐蚀行为 .结果表明 :加热 180℃和低温 - 70℃条件下塑性变形均使AISI30 4不锈钢中位错密度随变形量增大而增加 ,AISI30 4不锈钢在 - 70℃条件下塑性变形时部分奥氏体相转变为马氏体相 ,而在180℃条件下塑性变形时不发生马氏体相变 ;位错密度的增加使AISI30 4不锈钢钝化膜的击穿电位略微正移 ,而马氏体相的增加使击穿电位呈负移趋势 ,材料耐孔蚀性能降低 .

AISI304不锈钢熔化过程中夹杂物在固-液糊状区漂移与聚集行为的原位观察术

利用Confocal激光扫描显微镜原位观察了AISI304不锈钢熔化过程中夹杂物在固-液(S-L)糊状区内的漂移与聚集行为．结果显示,夹杂(SiO2-Al2O3-CaO-MgO复合氧化物)在未熔高温铁素体(δ)相间的液相通道中漂移,未熔δ相体积分数为70％时,夹杂的平均漂移速率为80μm／s;近完全熔化时,远离S-L界面的夹杂漂移速率高达1500μm／s,而 S-L界面附近的夹杂速率在50-200μm／s之间;随着熔化的进行,未熔δ相表面逐渐凹凸不平,出现“类亚晶界”．δ相对其附近漂移的夹杂表现出较强的吸附作用;夹杂多在δ-L界面处聚集、自球化; δ相吸附提供了夹杂去除的潜在途径．分析了夹杂运动的动力学机制．

AISI304不锈钢表面Fe_3Si型硅化物渗层制备及其力学性能

采用NaCl∶KCl∶NaF=2∶2∶1(摩尔比)的中性熔融盐作为载体,Na2SiF6∶Si=8∶2粉末作为渗硅剂,以SiO2为助渗剂,800℃下渗硅5h可实现在AISI 304不锈钢表面形成厚约600μm的富含Cr、Ni合金元素的Fe3Si型硅化物渗层。采用万能材料试验机进行了轴向拉伸试验,并对应力-应变曲线进行了分析。结果表明,硅化物渗层为脆性断裂,基体部分为塑性断裂;AISI 304不锈钢渗硅后的名义屈服应力有明显提高。

离子能流密度对AISI304不锈钢氮化层摩擦性能的影响

采用低温等离子体氮化技术,对AISI304不锈钢进行表面氮化处理。考察了离子能流密度对不锈钢氮化层性能的影响。运用X射线衍射、扫描电镜和显微硬度计等分析手段对氮化层的物相组成及表面硬度进行分析及测量;利用球-盘摩擦实验在干摩擦条件下对氮化层的摩擦磨损性能进行测试。结果表明:AISI304不锈钢经低温等离子体氮化处理后,形成单一高氮面心立方相γN。在氮化处理过程中,离子能流密度受工作压力及基片负偏压影响较大。离子能流密度变化能显著影响不锈钢氮化层的摩擦性能,随着离子能流密度的增加,氮化层显微硬度增大,摩擦系数减小,耐磨损性能上升。

MoO_4^(2-)抑制AISI304不锈钢局部腐蚀的机理

采用X射线光电子能谱（XPS）研究了AISI304不锈钢在含（MoO42-+Cl-）的模拟闭塞电池中形成钝化膜的组成与结构及MoO42-抑制局部腐蚀的机理.结果表明:在闭塞区内AISI304不锈钢表面钝化膜的外层主要有MoO42-、CrO3、CrCl3、CrOOH、Fe2O3、γ-FeOOH、Fe（OH）3、CrO42-、Cr（OH）3、NiCl2、FeCl2和FeCl3、溅射5min时膜内层主要有 MOCl3、CrO2、FeCl2、FeCl3以及少量的FeO.MoO42-对钝化膜的影响在于:MoO42-迁入闭塞区后吸附在金属表面上,可取代或部分取代吸附在钢表面的Cl-,并与Fe2+在蚀孔内反应生成不容性的FeMoO4而沉积到蚀孔壁上,有助于蚀孔的再钝化,从而抑制腐蚀的进一步扩展;MoO42-的吸附能使水合氧化亚铁沉淀膜由阴离子选择性变为阳离子选择性,使H+可以从膜下扩散出去,而Cl-难以扩散到膜下富集,从而使MoO42-具有缓蚀作用。

AISI304不锈钢管穿孔针挤压动态再结晶规律(英文)

在AISI304不锈钢管穿孔针挤压成形过程中,揭示挤压坯料的动态再结晶规律,是实现动态再结晶行为的有效控制,从而获得具有细晶及合格微观组织的管材的基础和关键。基于DEFORM-2D软件平台,以d29mm×4.5mmAISI304不锈钢管的穿孔针挤压过程为研究对象,首先建立了该过程适用、可靠的多尺度有限元分析模型;通过大量的数值模拟分析,阐明了关键挤压成形参数(即坯料初始温度和挤压速度)对挤压坯料的动态再结晶体积分数、平均晶粒尺寸及其分布的影响规律,所得结论为根据挤压管材的微观组织对AISI304不锈钢管穿孔针挤压成形过程进行优化设计与稳健控制提供了重要理论依据和指南。

爆炸冲击诱发AISI304不锈钢马氏体微观形貌研究

利用爆炸冲击装置对AISI304不锈钢板进行了爆炸冲击试验。通过XRD、TEM、EBSD等表征方法,研究了爆炸冲击后AISI304不锈钢板的微观组织演变、马氏体相变特征和晶体学位向关系,探讨了爆炸冲击下马氏体的相变过程。结果表明:爆炸冲击下,奥氏体晶内产生了α马氏体,伴随少量ε马氏体相变;α马氏体位于变形带内部和变形带交叉处,其形核位置限制在变形带内部,α马氏体与母相奥氏体具有K-S位向关系和西山位向关系;ε马氏体形核于大量层错处,其晶界形貌平直,ε马氏体与母相奥氏体保持[110]γ∥[1120]ε和(0001)ε∥(111)γ位向关系;ε马氏体相变与层错的形成有关,而α马氏体相变与变形带、孪晶等微观缺陷的形成和交叉密切相关。

爆炸加载下AISI304不锈钢板表面硬化和数值模拟

目的提高AISI304不锈钢板表面硬度。方法利用爆炸加载表面硬化方法对3 mm厚的AISI304不锈钢板进行了表面硬化处理,通过HXD-1000YM型显微硬度计和JEM-2010型透射电子显微镜对爆炸加载处理后试样的不同部位横截面进行了硬度测量和微观组织表征。采用大型有限元数值模拟软件ANSYS/LS-DYNA对爆炸加载表面硬化过程进行了数值模拟,计算了撞击面平均压力和速度。通过对比数值模拟结果与理论计算结果,分析了特征点碰撞压力和速度对爆炸加载处理后表面硬度的影响。结果数值模拟结果表明,撞击面压力平均值为5.5 GPa,撞击面平均速度达到了178 m/s,撞击面压力和速度的理论计算值与数值模拟值误差不超过5%。试验结果与数值模拟结果具有一致性。爆炸加载后,试样近起爆端和爆轰末端的撞击压力和撞击速度小于稳定爆轰阶段,导致前者表面硬度小于后者。横截面硬度分布表明撞击表面硬度大于炸药接触面硬度,撞击表面硬度值从210HV提高至450HV,炸药接触面硬度值从210HV提高至390HV。结论爆炸表面硬化过程中存在边界效应。爆炸表面硬化方法能够显著提高板材表面硬度,同时可以提高板材整体硬度,且硬度提高与变形带和位错阵列形成有关。

爆炸冲击诱发AISI304不锈钢表面硬化层结构及性能

利用爆炸冲击硬化方法,对AISI304不锈钢板进行表面硬化处理,制备了一定厚度的硬化层;利用X射线衍射仪、光学显微镜、透射电子显微镜,对横截面微观组织及表层物相组成进行表征,分析爆炸冲击对表层组织转变及显微硬度、耐磨性能的影响.结果表明:AISI304不锈钢板爆炸硬化后表层耐磨性提高50%,显微硬度提高1倍,显微硬度沿着厚度方向呈梯度变化;硬化层中形成了取向接近随机分布、晶粒尺寸为20-30nm范围的奥氏体和马氏体混合纳米晶;横截面奥氏体晶粒沿厚度方向从表层纳米晶过渡至基体原始晶粒;爆炸加载过程中表面产生应变诱发马氏体相变,在奥氏体晶粒内形成大量变形带及交叉.

基于响应曲面法的高速内冷铣削AISI304不锈钢铣削力

针对硬质合金刀具高速内冷铣削AISI304不锈钢时,切削力大、切削温度高及加工表面质量低的问题。基于响应曲面中心复合设计方法进行高速内冷铣削实验,建立了铣削力分量二阶回归预测模型,并进行了实验验证。对比了干式与内冷铣削后的加工表面质量,分析了铣削参数对铣削力分量的影响规律,以铣削力分量最小为目标优化了铣削参数。结果表明:进给力和径向力的预测值与实验值的误差分别为4.77%和6.16%;内冷铣削的Ra为0.193~0.327μm;对铣削力分量的影响是铣削深度>转速>进给量,随着铣削深度和转速的增加,进给力先升高后降低,径向力逐步增加,铣削深度与转速的交互作用对进给力和径向力的影响显著;转速11643.63 r/min、铣削深度1 mm、进给量0.08 mm/r为最优铣削参数组合。

连铸AISI304不锈钢薄带夹杂物的研究

采用大样电解方法研究了双辊连铸工艺生产的AISI304薄带内大型夹杂物的类型和数量,运用带有能谱的扫描电子显微镜分析了薄带内部细小的夹杂物类型。结果表明,连铸薄带内大型夹杂物的数量很少,只占薄带总量的0.0015%,大型夹杂物类型多为氧化物;薄带内有更细小的氧化物类夹杂物和MnS夹杂物。大型夹杂物对薄带性能的不良影响较小,连铸薄带的性能较好。

AISI304不锈钢铣削加工性能实验分析

利用硬质合金铣刀,对奥氏体不锈钢AISI 304进行铣削加工实验研究。讨论切削速度和进给率的变化对刀具寿命的影响。实验结果表明,刀具寿命随切削速度的增加而降低,随进给率的增加而增加。以生产率最高和刀具寿命最长为目标,给出单刃铣刀铣削加工的最佳切削参数。

固化条件对AISI304不锈钢粉末固化材的显微组织和力学性能的影响

用套管封装压延法和热等静压热锻法对AISI30 4不锈钢粉末在不同固化条件下进行固化试验 ,对各种固化材的显微组织和力学性能作了研究。在 110 0℃固化时 ,套管封装压延材获得的伸长率为 6 0 %～ 75 % ,热等静压热锻材则为 75 %～ 85 % ;大体上套管压延法能获得较高的0 2 %屈服强度和拉伸强度。两种固化法都取得了较好的固化结果。虽然套管封装压延材的伸长率比热等静压热锻材略小 ,但综合考虑力学性能指标和工艺简便性 ,可以认为套管封装压延法是一种很好的固化法。

原位充氢-拉伸载荷作用下304不锈钢氢脆行为及显微组织表征

搭建了原位电化学充氢—慢应变速率拉伸载荷平台,模拟真实临氢环境—载荷环境,研究了原位充氢对304奥氏体不锈钢氢脆敏感性的影响。结果表明:相比传统预充氢拉伸实验,304奥氏体不锈钢经原位电化学充氢拉伸后呈现较低的强度和更高的氢脆敏感性,未发生明显马氏体相变;试样在变形早期即发生严重氢致断裂,对实际临氢环境服役条件下不锈钢氢脆行为研究和应用具有参考价值。

高温环境下模拟CO_(2)驱采出液中304不锈钢的腐蚀行为

现阶段随着CO_(2)驱油技术的普遍使用,采出液中CO_(2)的含量不断上升,使得采出系统中金属管道的腐蚀程度逐渐增大。为了掌握304不锈钢在高温环境下CO_(2)驱采出液中的腐蚀行为,室内配制了模拟CO_(2)驱采出液,测试了304不锈钢在高温环境下不同含量CO_(2)、不同腐蚀时间下的金属腐蚀速率,并对不同腐蚀时间下金属表面的微观形貌和腐蚀产物组成进行了表征。结果表明,随着CO_(2)含量和腐蚀时间的不断上升,金属的腐蚀速率上升;随着腐蚀时间的上升,金属表面的腐蚀产物逐渐增加,发生了局部区域析氢腐蚀过程;腐蚀产物膜主要由Fe_(2)O_(3)、Cr_(2)O_(3)和FeCO_(3)组成。

超细晶层状结构304L不锈钢摩擦学行为研究

用MS-T3000型多功能摩擦磨损试验机评估了超细晶层状结构304L不锈钢在空气和PAO4润滑条件下的摩擦学性能,以传统粗晶态304L不锈钢为对比材料,分析磨损前后的材料结构、成分及磨痕表面形貌,揭示磨损机制。结果表明:在空气湿度为75%时,粗晶态304L不锈钢与超细晶层状结构304L不锈钢的平均摩擦因数分别约为0.44和0.33,粗晶态304L不锈钢表面发生严重的黏着磨损和氧化磨损,超细晶层状结构304L不锈钢表面发生较缓和的黏着磨损和微氧化磨损。在PAO4润滑条件下,粗晶态和超细晶层状结构304L不锈钢的摩擦因数和磨损率都显著降低,粗晶态样品为典型的微切削磨损机制,超细晶层状结构样品为更微弱的微切削磨损机制。

选区激光熔化成形304L不锈钢氦泡长大与辐照硬化行为

采用350 keV He+离子束在300℃下对沉积态和固溶态选区激光熔化成形(Selective laser melting,SLM)304L不锈钢进行辐照,辐照剂量为5×10^(16)ions/cm^(2),随后进行600℃保温1 h退火处理。利用透射电子显微镜(TEM)、正电子湮灭和纳米压痕仪研究氦泡的长大与材料硬化行为。系统对比了沉积态和固溶态两种状态的SLM 304L样品,结果表明:600℃退火处理时,沉积态SLM 304L不锈钢表现出优异的抗氦泡粗化能力,主要是由于沉积态样品中高密度位错和纳米析出物-基体界面等作为缺陷阱,有效抑制氦泡生长。此外,沉积态样品比固溶态样品具有更高的抗辐照硬化性能,退火处理后两者的硬化率分别为19%和51%。Orowan模型的计算表明,氦泡粗化程度的差异是造成两种状态下SLM 304L不锈钢硬化率不同的主要原因。