AISI316奥氏体不锈钢低温渗碳层的组织及耐蚀性

为了提高奥氏体不锈钢的表面硬度并保持其良好的耐蚀性,采用自主开发的低温渗碳工艺对AISI316奥氏体不锈钢进行渗碳处理。运用金相显微镜和显微硬度计表征了渗碳强化层组织,通过电化学试验检测了渗碳强化层的耐蚀性。结果表明:渗碳温度越高,渗碳强化层表面硬度越高,耐蚀性越差;经过470℃低温渗碳处理的AISI316奥氏体不锈钢表面硬度从原来的300 HV0.25 N增加到800～1 000 HV0.25 N,有效硬化层达36.1μm,而其耐蚀性保持不变。

增氮节镍型316奥氏体不锈钢的耐冲蚀性能

采用30 kg真空感应炉熔炼了试验用316钢(/%:0.04C,0.36Si,2.00Mn,0.009P,0.024S,17.74Cr,11.74Ni,2.56Mo)以及采用常压充氮和加入氮化合金熔炼了试验用增氮节镍型316钢(/%:0.04C,0.25Si,1.86Mn,0.012P,0.021S,16.90Cr,8.18Ni,2.64Mo,0.36N),经锻造和轧制成4 mm带材,并经1 100℃1 h固溶处理。借助电子天平、扫描电镜以及自制的砂浆冲蚀磨损试验装置,对试验钢的冲蚀磨损率以及冲蚀磨损后的表面形貌进行了表征与分析。结果表明,两种试验奥氏体不锈钢的磨损率随着冲蚀角度的增大,出现了先上升,后下降,再上升的趋势,在45°与90°出现了两个峰值,当冲蚀角度为90°时,磨损率达到最大值;两种奥氏体不锈钢的冲蚀磨损率随着冲蚀速度和冲蚀时间的增加而增大。在相同的冲蚀条件下,增氮节镍型316奥氏体不锈钢具有较优的耐冲蚀磨损性能和较低的冲蚀磨损率。

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。

奥氏体不锈钢AISI 316L腐蚀试验研究

在精对苯二甲酸(PTA)生产中,选取干燥机BM302壳体常用材料奥氏体不锈钢AIS316L为研究对象,在醋酸环境中,对AISI 316L受Br-及Cl-作用的电化学极化试验和电化学阻抗试验进行腐蚀性试验研究。试验结果表明,Br-或Cl-浓度的增加都会导致AISI 316L不锈钢腐蚀速率增加、击穿电位降低、腐蚀反应电阻减小,导致其耐腐蚀性能下降,腐蚀加剧。为PTA设备腐蚀的现场监测和设备维护提供参考依据。

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。

316奥氏体不锈钢低温气体渗碳层组织与强化性能

采用自主研发的低温气体渗碳技术对AISI316奥氏体不锈钢进行处理,目的是增强耐磨性且不损害其耐蚀性。对低温气体渗碳层显微组织、硬度梯度、耐蚀性和耐磨性进行分析。结果表明:低温气体渗碳层硬度梯度变化与其组织和碳浓度有一定关系,随渗碳层深度的不同表现出不同的组织和性能。低温气体渗碳处理前后AISI316奥氏体不锈钢的磨损机制由粘着磨损转变成磨粒磨损,S相是提高耐磨性的主要因素,470℃时表现出较好的耐磨性,其耐蚀性基本保持不变。

Sigma相对316不锈钢在熔融镁合金保护气中腐蚀行为的影响

选取了AISI316型奥氏体不锈钢在650-800℃范围内服役时间长达120 000h的管材,通过金相法和EDS分析证明了基材中含有Sigma相。主要研究了不锈钢中的Sigma析出相对AISI316型奥氏体不锈钢在熔融镁合金保护气(SF6)中腐蚀行为的影响。实验结果表明,含有Sig-ma相的316不锈钢实验到200h就发生了严重的晶间腐蚀。腐蚀产物中,首先形成Cr2O3然后连着CrxO3或CrxO4层,最表层是疏松的Fe3O4层与片状结构的Fe3O4和C混合层连接。

活性屏离子渗碳设备研制及在不锈钢工件上的应用

为了解决离子渗均匀性差的问题,开发了一种工业级大尺寸活性屏离子渗技术,并研制了设备。采用低温离子渗碳工艺对AISI316L奥氏体不锈钢汽车涡轮增压器用输出销进行表面强化,工件经过435℃低温渗碳30 h后的测试结果显示,炉内工件架不同部位24个样品的硬度为917~1279 HV0.05,渗层厚度16.7~27.1μm,盐雾试验720 h后没有生锈,符合产品技术要求。该结果证明,活性屏离子渗在低温渗碳方面具有优越性,可以同时实现不锈钢工件的表面高硬度和强耐腐蚀性。

316L奥氏体不锈钢高温单拉和蠕变行为的实验和晶体塑性模拟研究

316L奥氏体不锈钢(ASS)因其优异的抗蠕变性和耐腐蚀性被广泛应用于核反应堆中的包壳材料.但由于核反应堆长期处于高温环境,其包壳材料会不断累积蠕变损伤并最终导致性能退化,进而影响设备的安全运行.因此,为保障核反应堆的安全服役,针对其包壳材料高温蠕变行为的研究具有重要意义.基于此,我们开展了316L ASS在高温下的单轴拉伸变形和蠕变行为的研究.结果表明,316L ASS的力学响应具有明显的温度依赖性,且在特定的温度范围(723 K-923 K)和应变率(1.3×10−3 s−1)条件下,显示出明显的动态应变时效效应;此外,316L ASS在高温条件下的主要蠕变机制为位错攀移机制,它一方面会影响位错密度的演化,另一方面会影响位错越过障碍物的激活频率.基于316L ASS在高温下的微结构演化机理,我们建立了基于位错机制的晶体塑性本构模型.在该模型中额外考虑了位错攀移机制对刃型位错湮灭、位错偶极子形成和刃型位错越过障碍物的贡献.最终结果表明,该模型能有效地模拟和预测316L ASS在高温条件下的单轴拉伸和蠕变响应,而该研究成果也为316L ASS的蠕变性能评估提供了重要的理论依据.

变接触长度限制接触刀具车削不锈钢时的切削力及切削性能研究

AISI 316L奥氏体不锈钢作为典型的难加工材料,存在着加工效率低和加工过程热-力载荷大的问题。现有关于改善不锈钢加工性能的若干方法,如采用润滑措施、设计刀具表面结构等,均存在明显缺陷,例如,切削液的大量使用不利于环境和人体健康,刀具表面结构的不合理设计反而会加剧刀具磨损。针对现有方法无法很好改善奥氏体不锈钢加工过程热-力载荷大等问题,文中设计了一种新型变接触长度的限制接触刀具,用于加工AISI 316L奥氏体不锈钢,其与传统限制接触刀具相比可以有效减小切削力和摩擦系数。研究中首先基于非等距剪切区模型和切削力学理论,建立了用于预测变限制接触长度的限制接触刀具在车削时的切削力半解析模型;然后,在硬质合金刀具前刀面上通过线切割和微细电火花加工出常规和新设计的限制接触形状(矩形以及梯形限制接触形状),并进行了大量实验用于验证预测模型。结果表明:利用所建立的半解析模型预测出的切削力与实验数据吻合较好;与传统限制接触刀具相比,变限制接触长度的刀具能明显减小切削力。此外,文中还对比分析了传统和变接触长度的限制接触刀具在干切削条件下对切削性能的影响,发现变限制接触长度的刀具比传统限制接触刀具能更有效地降低切削温度和减少刀具磨损。文中研究结果可为切削难加工材料的刀具的设计提供参考。

提高AISI316L滑移性能的双重处理:具有DLC(a-C:H)顶层的低温渗碳

普遍使用的AISI 316L，奥氏体不锈钢由于具有优良的耐腐蚀性和生物兼容性广泛用于制药和食品：工业。但是，对于接触表面相对滑移运动（经常具有自相配接触）的应用，比如泵、阀和轴承，AISI 316L的摩擦性能由于耐粘着磨损性低（会咬住）而不能满足要求。经常使用润滑油和涂层来减少磨损，但是润滑油在食品和制药加工设备上因卫生要求不能使用，所以需要表面改性来达到满意的摩擦性能。

双重处理改进AISI316L钢的滑移性能：用DLC（a—C：H）

摘要：低温渗碳（LTc）是一种化学热处理，能不降低奥氏体不锈钢耐腐性提高它的耐磨性。但是，LTC对减少钢与钢接触的摩擦系数没有作用，这种情况出现在包括LTC处理零件的许多摩擦件的应用中。

AISI 316L奥氏体不锈钢低温离子-气体复合渗碳温度对渗碳层的影响

采用离子轰击去除不锈钢表面钝化膜并活化表面,然后在不同的渗碳温度条件下,用氢气和乙炔混合气体对AISI 316L奥氏体不锈钢进行硬化处理,研究了渗碳温度对不锈钢渗碳层组织和性能的影响。结果表明:AISI 316L奥氏体不锈钢低温离子-乙炔气体渗碳的临界温度为540℃。在440~540℃温度范围内,渗碳层中具有单一γc相结构,无铬的碳化物析出,硬化层厚度与硬度均随渗碳温度的升高而增加。当渗碳温度超过540℃,渗碳层中不仅含有γc相,而且会有新相生成(如Cr23C6、Cr7C3、Cr C、Fe3C、Fe2C),从而引起不锈钢耐蚀性能降低。

临氢高压换热器用Ω环的焊接

高压换热器用Ω型密封环材质为奥氏体不锈钢316L,由于Ω环弯管较薄,且结构特殊,施焊空间狭小,焊接困难,一般采用手工钨极氩弧焊;为防止背面金属氧化,Ω环内应充氩气保护,由于Ω环腔体较大,将浪费大量氩气,且保护效果不理想。通过焊接试验,在Ω环中间对接焊缝焊接时采用一种具有特殊涂层的焊丝打底(TGF316L),焊接时,涂层熔化后会渗透到熔池背面,形成一层致密的保护层,使背面金属不受氧化;待打底结束后,采用实芯焊丝(ER316L)盖面,该工艺既有效地防止了316LΩ环背面金属氧化,又节约了大量的氩气,同时也获得了满意的焊接接头质量。实践证明此焊接工艺在实际生产中是可行的。