Cr-Mn-Mo低合金钢中白亮带对力学性能的影响

对比分析了Cr-Mn-Mo低合金钢连铸坯中白亮带处与附近基体的化学成分,检验了淬火态及调质态Cr-Mn-Mo低合金钢管的显微组织和力学性能,研究了白亮带对材料力学性能的影响。结果表明:白亮带在连铸坯中的化学成分呈负偏析;淬火态时,白亮带处的硬度与基体相差较大,显微组织也有差异;调质处理后,白亮带与基体的显微组织已无明显差异,硬度差距大幅减小,强度和冲击韧性也无明显差异。因此认为,白亮带对Cr-Mn-Mo低合金钢调质态的整体性能影响不大。

Cr-Mn-N奥氏体-铁素体不锈钢的空蚀行为

利用超声振荡空蚀实验机对Cr-Mn-N奥氏体-铁素体不锈钢进行了空蚀研究.结果表明,低硬度Cr—Mn—N不锈钢的抗空蚀性能高于高硬度的0Cr13Ni5Mo不锈钢.空蚀过程中, Cr—Mn—N奥氏体-铁素体不锈钢中的铁素体优先脱落,空蚀表面的铁素体含量由19％迅速降低到6.9％后保持稳定.奥氏体易于在铁素体脱离后形成的蚀坑处开始脱落.加工硬化是该不锈钢吸收空蚀冲击能量的一个重要途径,是其硬度较低却表现出良好抗空蚀性能的重要原因.

(C+N)复合强化的Fe-Cr-Mn(W,V)钢高温性能的研究

研究了用于核反应堆低放射性结构材料 Fe- Cr- Mn( W,V)奥氏体钢。通过 ( C+ N)复合强化有效地提高 Fe- 1 2 % Cr- 1 5% Mn( W,V)钢高温强度和蠕变断裂寿命 ,并改善高温塑性。在温度 673K以下 ,该合金比 SUS31 6钢和 JPCAS钢强度和塑性优良。合金强度和塑性与形变温度的相互关系是和合金形变组织变化密切相关。对 673K以上塑性降低的原因进行断口和显微组织分析 ,控制晶界碳化物粗化是进一步提高高温塑性的主要途径。

烧结温度对注射成形Cr-Mn-Mo-N不锈钢零件组织与性能的影响

为了节省较昂贵的镍资源和扩大不锈钢的应用范围,本研究以高氮不锈钢粉末为原料,经注射成形在流动氮气中进行不同温度的烧结,通过测定其相对密度、氮含量和力学性能,研究了烧结温度对材料致密度、微观组织以及力学性能的影响。结果表明:温度升高,材料的致密度和力学性能都能得到提高,氮含量在不断降低。烧结温度在1380℃时,材料的各项性能达到最优,致密度99.08%,氮含量0.65%,抗拉强度930 MPa,屈服强度555 MPa,伸长率48%。

氦对Fe-Cr-Ni合金和Fe-Cr-Mn合金辐照损伤的影响

利用超高压电镜与高能离子加速器连接装置 ,研究了氦 (He)对Fe Cr Ni和Fe Cr Mn两类奥氏体型合金辐照损伤行为的影响。观察了辐照过程中二次点缺陷的演变、空洞的形成以及辐照诱导晶界处溶质元素浓度的变化。实验结果表明 :He能促进两类合金空洞核心的增加 ,但空洞尺寸和密度不同 ;He能有效抑制辐照诱起晶界元素偏析 ,但对不同原子尺寸的溶质原子抑制效果不同。

占空比对脉冲电镀Ni-Cr-Mn合金镀层的影响

利用脉冲电镀法在Q235钢表面制备Ni-Cr-Mn合金镀层。采用辉光放电光谱仪(GDS)、扫描电镜(SEM)、Tafel曲线和电化学阻抗谱(EIS),考察占空比对镀层成分、沉积速率、表面形貌和耐蚀性的影响。结果表明:随占空比增大,镀层中镍含量增加,铬、锰含量减少;沉积速率减小;在35g/L NaCl溶液中,镀层耐蚀性减弱;占空比为20%时,镀层均匀致密,具有最大的腐蚀电位(-0.301V)、最小的腐蚀电流密度(1.819×10^(-8) A·cm^(-2))和最大的电荷转移电阻(3 763Ω·cm^2),耐蚀性最好。

Fe-Cr-Mn钢时效析出碳化物的辐照损伤行为

采用电子束辐照及电子束-氦离子束(He+)复合辐照方式,研究低活性Fe-Cr-Mn奥氏体钢时效析出碳化物的辐照损伤行为．结果表明:空洞可以在碳化物内部及边界处形成,而边界是优先形成位置;溶质元素在碳化物边界产生偏析;碳化物与γ相界面可以发生移动．从点缺陷与溶质元素相互作用和He的协同相助效应,讨论了时效碳化物辐照损伤的原因,提出相界面的局部移动也是辐照损伤的一种表现形式．

低合金Cr-Mn-B和Cr-Mn-Mo-B耐磨钢研究

本文系统研究了Cr-Mn-B和Cr-Mn-Mo-B两种低合金耐磨钢。测定了合金的CCT和TTT曲线,确定了合金的热处理工艺参数,对比了两种钢不同热处理状态下的基本力学性能和不同磨损条件的耐磨性能。试验得出,两种钢有良好的淬透性,可以空冷淬硬得到M/B组织,获得满意的综合性能和较高的耐磨性。

He对低活性Fe-Cr-Mn(W,V)合金辐照产生点缺陷行为的影响

采用超高压电镜与离子加速器相连结的复合辐照装置,研究了注He对低活性Fe-Cr-Mn(W,V)合金辐照产生的点缺陷及二次缺陷行为的影响.实验结果表明:辐照初期形成的点缺陷与He相互作用,进而影响二次缺陷(位错、位错环和空洞)的形成;He明显促进位错密度增大和空洞核心形成,并导致空洞肿胀增加.对辐照产生的点缺陷与He相互作用的机理进行了理论分析.

粉末冶金Fe-C-Cu-Cr-Mn的组织与性能研究

利用正交实验研究了铜、铬和锰含量对粉末冶金Fe-C-Cu-Cr-Mn材料烧结后组织和性能的影响。材料经冷压后于1135℃采用网带烧结炉烧结，对烧结后的材料进行硬度、抗拉强度、冲击韧性测试和显微组织观察。结果表明：铜对硬度和抗拉强度的影响最大、铬锰次之；锰对伸长率和冲击韧性的影响最大、铜铬次之；材料烧结后的显微组织为铁素体、珠光体和孔隙。铜、铬、锰含量分别在1％～3％、0～1．2％、0-3％～1．2％变化时，Fe．0．8C-3Cu-1．2Cr-0．3Mn的综合性能最好，其硬度为56．9HRA，抗拉强度612．5MPa，伸长率为1．8％，冲击韧性7．9J／cm^2。

高塑性Cr-Mn-Ni-Cu-N奥氏体不锈钢YGA201的研制

在实验室采用200 kg非真空感应炉研制了成分(％)为:≤0．10C,5．0-9．5Mn,16．0-19．0Cr, 3．5～5．5Ni,1．0～2．0Cu,≤0．2N的奥氏体不锈钢YGA201。力学性能和腐蚀试验结果表明,YGA201不锈钢含1．0％-2．0％Cu,使其1 050℃固溶处理后的延伸率达60％,高于ASTM201不锈钢(延伸率44％),该钢热加工性能和1 mol／L H2SO4中的耐腐蚀性能与SUS304(18Cr-8Ni)不锈钢相当。

退火工艺对Cr-Mn-Ni-N奥氏体不锈钢组织和力学性能的影响

利用实验室工业箱式电阻炉模拟生产现场,对Cr-Mn-Ni-N奥氏体不锈钢热轧卷和冷轧卷分别进行了不同工艺下的退火试验。结果表明:不同退火工艺下Cr-Mn-Ni-N不锈钢热轧卷和冷轧卷的组织和性能均存在一定的差异。退火温度和退火时间对热轧卷和冷轧卷的影响程度也存在差异,退火温度对热轧卷性能的影响强于退火时间;而对于冷轧卷,退火时间对性能的影响略强于退火温度。选用合适的退火工艺可保证卷材良好的性能,可以用来指导现场工业生产。

Mg-Cr-Mn合金的组织结构与贮氢性能

Mg的吸放氢条件苛刻、动力学性能差,只有对它进行合金化,才能得到贮氢性能优异的Mg合金。本研究尝试用Cr-Mn元素对Mg进行合金化,用不同工艺方法制备Mg-Cr-Mn合金,并用X射线衍射、扫描电子显微镜和能谱仪对合金进行了物相、形貌和成分表征,利用Sieverts加氢装置对部分合金进行充氢试验。研究结果表明:Mg-Cr-Mn没有形成Laves相,Mg只是少量地固溶在Cr Mn合金立方相中。Mg-Cr-Mn合金在107 k Pa、240℃下可少量吸氢。

Al-Cr-Mn体系的热力学模拟

为了建立Ti-Al-Cr-Mn系的热力学数据库,对该四元系中子三元系Al-Cr-Mn体系的富Al角作了热力学评估。对于该三元系中的化学计量比化合物,如Al6Mn和Al12Mn等采用模型Alm(Cr,Mn)n,θ_Al7Cr、η_Al11Cr2及μ_Al4(Cr,Mn)相选用点阵模型Alm(Al,Cr,Mn)n,T_HTAl11Mn4及γ2_αAl8(Cr,Mn)5相的点阵模型分别处理为(Al,Mn)29(Cr,Mn)10和(Al,Cr)12(Al,Cr,Mn)5(Al,Cr,Mn)9。并对该系进行一系列热力学优化及相图计算并与相应的实验结果作了比较,发现计算结果与大部分实验结果基本吻合,但在1 283 K等温面中,Al8(Cr,Mn)5化合物只存在一个γ2_αAl8(Cr,Mn)5结构,而实验相图中还存在γ1_βAl8(Cr,Mn)5结构。分析Al-Mn体系认为,γ1_βAl8(Cr,Mn)5在1 283 K时不会稳定存在,且1 173 K等温面中出现η_Al11Cr2相,而实验相图中不存在该相。通过对Al-Cr系调研可以发现,η_Al11Cr2相在温度下降到1 204 K时通过L+Al4Cr→Al11Cr2生成,因此,在外推Al-Cr-Mn三元系时,η_Al11Cr2相在1 173 K时会稳定存在。

不同锰含量的Fe-Cr-Mn三元合金耐锌蚀能力

研制了4种Mn含量不同的Fe-Cr-Mn三元合金,并系统研究和分析了其在450℃熔融锌液中的腐蚀行为及组织变化规律。结果表明,4种不同锰含量的Fe-Cr-Mn三元合金腐蚀层的形貌基本相似,但与纯铁在液锌中的腐蚀形貌差别很大,其主要是由致密的δ相层和分布于η相中稀疏的ζ相颗粒组成,且δ相层厚度随锰含量的提高先增加后减少,其中属含Mn量为9.55%的Fe-Cr-Mn三元合金腐蚀层中致密的δ相层厚度最厚,表现出较好的耐锌蚀能力,同时,此三元合金基体与腐蚀层界面处存在Cr的富集区,此区约含27.48%的Cr,厚度在1μm左右。连续完整的富Cr抑制层的形成,能够减缓铁锌反应的速度,减慢对基体的腐蚀速度,提高了耐锌蚀能力。

Fe-C-Cr-Mn堆焊层的抗冲蚀磨损性能

采用H08A焊芯碱性药皮改变药皮配方中高碳铬铁、钼铁及钒铁的加入量,可以获得不同成分的奥氏体基体+碳化物堆焊层。通过金相分析、硬度测定和冲蚀磨损试验,表明堆焊层主要为奥氏体或奥氏体+马氏体组织,堆焊层硬度较低,具有良好的抗大角度冲蚀磨损性能。当堆焊层中析出少量的碳化物时,可以提高抗小角度冲蚀磨损性能,但是,抗大角度冲蚀磨损性能稍有下降。

Fe-Cr-Mn奥氏体合金的辐照体胀与诱起晶界偏析行为的研究

本文采用电子束辐照,研究了Fe-15Cr-xMn合金以及添加W,V合金的孔洞体胀和诱起晶界偏析行为,并对包含晶界在内的辐照区进行成分分析。结果表明,在Fe-Cr-Mn系合金中孔洞体胀孕育期可以被强烈抑制,晶界偏析也减少。特别是,合金中添加W,V效果更加明显。用Mn代替Ni,通常要发生体胀和相的不稳定性,由于反Kirkendall效应导致Ni和Mn的扩散行为不同,使Fe富集在尾闾处,局部地区形成铁素体,有利于减少体胀和晶界偏析。

Fe-Cr-Mn(W,V)合金中层错和fcc(γ)→hcp(ε)转变特征

利用TEM和X射线衍射仪对固溶态、固溶空冷态和固溶冰水淬火态亚稳奥氏体Fe-12Cr-10Mn(W,V)合金(84),以及固溶态、固溶+拉伸变形态稳定奥氏体Fe-13Cr-17Mn(W,V)合金(85N)中γ→ε转变与层错之间的关系进行了研究,并对影响γ→ε马氏体转变的合金元素进行了分析,提出了进一步提高合金相稳定性的措施。

氦对低活性Fe-Cr-Mn(W,V)合金辐照损伤影响

采用低能离子加速器和超高压电镜相连接复合辐照装置,研究注入He后经电子束辐照,观察低放射性Fe-Cr-Mn（W,V）合金的辐照损伤特征;研究He对辐照过程中产生二次缺陷,空洞肿胀,诱起晶界偏析的影响。实验结果证明He的存在,增加辐照初期位错密度,促进空洞核心形成及空洞肿胀增加,抑制晶界近旁溶质元素偏析。

低活性Fe-Cr-Mn(W,V)奥氏体合金长期时效高温力学性能和相稳定性研究

研究了用于核反应堆中的低活性Fe -Cr-Mn(W ,V)奥氏体合金不同温度长期时效 (10 0 0h)后的高温拉伸性能 (40 0℃ )及相稳定性。结果表明 :Fe -Cr -Mn(W ,V)奥氏体合金经长期时效后 4 0 0℃时的屈服强度 (或σ0 2 ,40 0℃)随时效温度从 35 0℃至 4 5 0℃上升变化不大 ,4 5 0℃至 5 5 0℃从 2 95MPa上升到 4 4 4MPa,5 5 0℃至 6 5 0℃保持在 4 90MPa左右 ;抗拉强度 (σb)在 35 0℃至 4 5 0℃比较平稳 ,4 5 0℃至 5 5 0℃从 6 38MPa上升到 75 9MPa ,5 5 0℃至6 5 0℃保持在 75 0MPa左右 ;合金延伸率 (δ/ % ) 35 0℃至 4 5 0℃比较稳定 ,4 5 0℃至 5 5 0℃下降较快 ,在 5 5 0℃至 6 5 0℃下降比较平缓 ,6 5 0℃时δ值为 19%左右。合金经不同温度 (35 0℃～ 6 5 0℃ )长期时效组织为稳定的奥氏体相及少量碳化物 ,在 4 5 0℃以下长期时效 ,合金中无大量碳化物析出 ,4 5 0℃以上时效时 ,碳化物析出量明显增加 ,6 5 0℃时在晶界集聚 。