1Cr16Co5Ni2MoWVNbN耐热钢球座模锻成型工艺模拟与试验验证

通过热压缩模拟实验研究了1Cr16Co5Ni2MoWVNbN耐热钢在热变形过程中的动态再结晶行为,通过Deform 3D有限元数值模拟研究了应变速率和坯料尺寸对1Cr16Co5Ni2MoWVNbN耐热钢球座模锻成型工艺的影响。热压缩试验结果表明,1Cr16Co5Ni2MoWVNbN耐热钢发生动态再结晶、混晶现象不明显的临界变形量约为20%,增大应变速率有利于在小变形量下,获得更加均匀的组织。数值模拟结果表明,随着应变速率提高,模锻件最小变形区域的等效应变与等效应力均增加,随着坯料直径增加,模锻件最小变形区的等效应变下降,等效应力先降低后提高。应变速率为0.1 s^(-1)时,坯料直径ϕ60 mm~ϕ65 mm,最小变形区域工程应变可达到20%以上,且具有较好的锻造成型性。根据数值模拟结果,设计了直径ϕ60 mm、高度74 mm的坯料,以0.1 s^(-1)的应变速率进行模锻验证试验,试制出的锻件成型好、组织与硬度均匀,验证了数值模拟结果的合理与可行性。

热处理工艺对06Cr16Ni5Mo不锈钢组织与力学性能的影响

06Cr16Ni5Mo不锈钢对半机匣作为航空发动机压气机的重要组成结构,除需具备良好的耐腐蚀性和强度外,对铸件硬度也提出了较高的要求,须控制在221~294 HBW。对06Cr16Ni5Mo不锈钢试样进行不同淬火温度和回火温度的热处理,研究热处理工艺对试样组织和力学性能的影响。结果表明,随着淬火温度的升高,拉伸强度先增加后降低,而屈服强度先降低后升高,塑性和韧性先降低后升高,硬度逐渐增加。在淬火温度为1070℃时,合金的抗拉强度达到最大,塑韧性较高,硬度值较大。随着回火温度的升高,强度和硬度先降低后升高,塑性先降低后升高再降低,韧性先升高后降低再升高。回火温度在580~650℃范围时,合金的抗拉强度、塑性、韧性和硬度均满足技术条件要求。

0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢奥氏体晶粒生长行为

研究了0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢的奥氏体化相变及加热与等温过程中晶粒的生长行为。结果表明:加热速率对实验钢奥氏体化相变的开始(As)与结束(Af)温度影响显著,随着加热速率增加,相变温度呈明显上升趋势;实验钢的奥氏体化过程存在严重的组织遗传,导致得到粗大的晶粒;在进一步升温过程中,新的奥氏体晶粒会在原奥氏体晶界自发再结晶形核并长大;新晶粒在等温过程中的生长行为可用动力学模型D^(6.6)=1.883×10^(20)t^(1.617)e^((-353691.03/RT))进行描述。

0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢静子叶片热处理工艺模拟

基于实测的0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢的基础参数,采用热处理工艺仿真软件对0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢压气机静子叶片进行了加热和冷却过程的数值模拟。揭示了静子叶片热处理过程中的三维温度场、组织场和应力应变分布随时间的变化。对残余应力的模拟结果和实测结果进行了对比。结果表明:数值模拟能较准确地预测淬火后0Cr16Ni5Mo1钢静子叶片残余应力的变化趋势,但预测应力大小的准确度仍有待提高。

15Cr16Ni2MoN新型马氏体热强钢热变形行为研究

利用Gleeble-3800热模拟试验机在变形温度为950~1150℃、应变速率为0.1~10 s^(-1),最大变形量为50%的条件下对15Cr16Ni2MoN钢进行了单道次热压缩试验。根据应变硬化速率θ-应力σ曲线的拐点以及-dθ/dσ-σ曲线计算得到临界动态再结晶(DRX)的临界应力σc与温度T的关系。结果表明,在高应变速率(1和10 s^(-1))下观察到较为稳定的流动行为,在低应变速率0.1 s^(-1)时,DRX程度更充分并显著改变了真应力-应变曲线变化趋势。DRX发生需要的临界应力σc随温度的升高而逐渐降低,随应变速率的增加逐渐提升。基于Arrhenius模型预测了合金钢的组织演化规律,绘制了在不同应变量下的热加工图,确定最佳热加工区间为变形温度为1030~1070℃,应变速率为0.10~0.22 s^(-1),并通过金相显微组织观察予以验证。

列车制动系统杠杆螺栓用17Cr16Ni2不锈钢疲劳裂纹扩展规律

针对Paris幂律方程计算获得的疲劳裂纹扩展速率在扩展后期小于真实值的问题,以列车制动系统杠杆螺栓用17Cr16Ni2不锈钢为研究对象,进行空气中以裂纹尖端应力强度因子范围△K为驱动参量的疲劳裂纹扩展速率da/d N试验研究,建立相应的da/d N-△K曲线方程,并采用扫描电镜观察分析试样断口。结果表明:有效da/d N相应的△K近似为16~90 MPa·m^(1/2),当△K约为16~72 MPa·m^(1/2)时,da/d N-△K数据分布可以较好地用Paris幂律方程表达;当△K约为72~90 MPa·m^(1/2)时,由于驱动力越来越大,试样裂纹尖端附近因屈服区过大而不满足Paris幂律方程所要求的小范围屈服条件,使得da/d N-△K数据逐渐偏高于Paris幂律方程曲线;在整个有效△K内,da/d N-△K数据分布可用递增多项式表达;在疲劳裂纹扩展后期,试样断口呈现大量撕裂棱、二次裂纹、疲劳辉纹等微观特征,表明裂纹尖端附近应力越来越大,致使其附近塑性区也越来越大,不再满足小范围屈服要求,从微观上佐证了疲劳裂纹扩展后期用断裂力学法计算的塑性区因过大而不满足Paris幂律方程要求的结果。

0Cr16Ni5Mo低碳马氏体不锈钢的热变形行为及其热加工图

在Gleeble-3800热模拟试验机上进行高温压缩实验,研究0Cr16Ni5Mo低碳马氏体不锈钢在变形温度为900-1150℃、应变速率为0.01-10s-1条件下的热变形行为。采用双曲正弦模型确定了该材料的热变形参数随应变量的变化规律,建立了相应的热变形本构方程。根据动态材料模型建立并分析了其热加工图,同时观察了变形组织。结果表明：在热压缩过程中,流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的升高而增加,变形条件对材料的组织结构有较大影响。材料热变形参数与应变量之间可采用四次函数关系式表示,并且具有很好的相关性,获得了该材料的最佳热变形工艺参数范围为：变形温度980-1150℃,应变速率0.01-0.2s-1。

0Cr16Ni5Mo钢中条状夹杂物对氢扩散过程的影响

通过实验和有限元计算研究了条状夹杂物对0Cr16Ni5Mo钢中氢扩散过程的影响。结果表明:氢扩散在含条状夹杂物的钢中呈各向异性,当条状夹杂物长度与氢渗透方向平行时,夹杂物中的氢呈梯度分布可以加速氢的扩散,氢在钢中的表观扩散系数会明显增大;当条状夹杂长度与氢渗透方向垂直时,夹杂物发挥对氢的陷落作用而使氢在钢中的表观扩散系数会降低。此外,条状夹杂物的变形延伸量也会影响氢的扩散,在与夹杂物长度平行的方向上,夹杂物的变形量越大,氢表观扩散系数和扩散通量越大。

铜元素对耐腐蚀模具钢4Cr16Mo性能的影响

通过车削试验、浸泡试验和极化曲线,以及高温热模拟试验研究了铜对4Cr16Mo不锈模具钢切削性能、耐腐蚀性能以及锻造性能的影响。研究表明铜元素显著提高了4Cr16Mo钢的切削性能,同时其耐腐蚀性能也有所提高,但会降低钢的锻造性能。通过热模拟试验确定了含铜4Cr16Mo不锈钢的合理锻造参数。

列车制动系统杠杆螺栓用17Cr16Ni2不锈钢的应力腐蚀敏感性

通过慢应变速率拉伸试验,得到列车制动系统杠杆螺栓用17Cr16Ni2不锈钢分别在室温、40℃和70℃3个温度下质量分数为3.5%的NaCl水溶液(简称3.5%NaCl水溶液)中以及在室温空气中的断裂时间、抗拉强度、断后伸长率和断面收缩率等不同性能参数;采用扫描电镜观察不同试样断口,并采用比值法、应力腐蚀敏感性指数(I_(SSRT))法及断口分析法研究试验材料的应力腐蚀敏感性。结果表明:在室温和40℃2个温度下3.5%NaCl水溶液中的试验材料断裂时间比值、抗拉强度比值、断后伸长率比值及断面收缩率比值均大于95%,I_(SSRT)值均小于5%,试样断口特征与室温空气中相比无明显差异,均体现出试验材料无应力腐蚀敏感性;而在70℃温度下3.5%NaCl水溶液中的断裂时间比值、抗拉强度比值和断面收缩率比值虽均大于95%,但断后伸长率比值却小于95%,I_(SSRT)值大于5%,且试样断口剪切唇明显比室温空气中大,只是微观断口边沿并未发现明显的二次裂纹和脆性层,意味着试验材料在该条件下虽有应力腐蚀敏感性,但并不显著,应力腐蚀导致材料力学性能的劣化具有参量选择性;在方法的应用上,比值法、I_(SSRT)值法和断口分析法对材料应力腐蚀敏感性的判定结果一致。

加味聚精食疗方对DS动物模型精子质量及睾丸组织中CR16表达的影响

目的：观察加味聚精食疗方对少、弱精子症小鼠睾丸组织中CR16表达的影响。方法：60只8周龄雄性小鼠适应性饲养1周后随机编号,采取区组随机化法将小鼠分为6组：正常组（G1）、DS模型空白对照组（G2）、低剂量治疗组（G3）、中剂量治疗组（G4）、高剂量治疗组（G5）、预防治疗组（G6）,每组10只。G2~G6组通过尾静脉单剂量注射5-FU（100 mg/kg）,14 d后形成稳定的DS模型。G1正常组全程给予蒸馏水4 g/kg灌胃,连续40 d;G2空白对照组及G3~G5治疗组自造模开始即给予蒸馏水4 g/kg灌胃,G6预防治疗组给予加味聚精食疗方6.3 g/kg灌胃,连续14 d。G2~G6组造模完成后,G2组予蒸馏水4 g/kg灌胃;G3~G5组分别予加味聚精食疗方低剂量（3.15 g/kg）灌胃、中剂量（6.3 g/kg）灌胃、高剂量（12.6 g/kg）灌胃;G6组继续蒸馏水4 g/kg连续灌胃。以上均1次/d,连续喂养26 d。各组治疗结束后作集中处死,计算机辅助精子分析（CASA）技术检测小鼠附睾精子质量;对小鼠肝、肾器官及睾丸组织进行病理学检查;免疫组织化学S-P法检测基因CR16在SD动物模型体内的表达。结果：在精子质量的改善方面,G2、G6组比较无明显差异,不具有统计学意义（P〉0.05）。G3、G4、G5组均较G2、G6组有明显改善（P〈0.05）,且G4组优于G3、G5组（P〈0.05）。在阴性对照无特异性着色的情况下对结果进行判读,G3、G4、G5组小鼠睾丸组织生精小管上皮中CR16均有不同程度的表达,明显高于G2、G6组,差异具有统计学意义（P〉0.05）,G4组小鼠睾丸组织结构修复情况、睾丸组织CR16的表达水平（染色程度）均明显上调。镜下观察见小鼠睾丸组织中CR16阳性反应呈棕褐色或浅棕色颗粒状,散在分布于支持细胞胞浆胞膜。结论：加味聚精食疗方能够一定程度上提高附睾精子的质量,安全无不良反应,其通过上调DS动物模型体内CR16的表达水平可能是治疗少、弱精子症的作用机制之一。

0Cr16 Ni5 Mo不锈钢疲劳性能研究

通过疲劳试验对 0Cr16Ni5Mo不锈钢疲劳性能和海水中的腐蚀疲劳性能进行了研究 ,并对断口特征进行了金相及SEM分析。结果表明 :钢的σ-1 、σ-1SCC 和τ-1 分别为 5 5 0MPa、40 8MPa和 2 85MPa ,σ-1 、τ-1与σb 、σ0 .2 之间符合奥金格公式。不同条件下的疲劳断口特征各异 ,纯旋转弯曲疲劳断口属正常形貌 ,而扭转疲劳断口的扩展阶段疲劳条带不明显 ,这与受力条件复杂有关。海水介质中疲劳开裂具有表面多条裂纹源特征 ,裂纹尖端的应力集中加速裂纹扩展造成腐蚀疲劳强度降低 ,裂纹扩展至断裂符合正常疲劳断裂机理。

03Cr16Mn14Mo2N奥氏体不锈钢的热疲劳行为

对新型高氮低镍03Cr16Mn14Mo2N奥氏体不锈钢进行了不同上限温度下的热疲劳试验,通过光学显微镜观察了热疲劳裂纹的萌生及扩展,研究了其热疲劳行为。结果表明:热疲劳裂纹的孕育期随上限温度的升高而缩短,其扩展速率随着循环次数的增加呈先增大后减小的变化趋势;随着上限温度的升高,试验钢V型缺口处的裂纹扩展至0.5mm时所需的热疲劳循环次数显著降低;热疲劳裂纹在V型缺口处优先萌生,随着热循环次数的增加,晶界和孪晶界也成为裂纹源,裂纹主要沿晶界扩展。

2Cr16Ni2MoN不锈钢组织与性能研究

通过拉伸测试、冲击测试、硬度测试、透射电镜及扫描电镜观察分析等手段研究了不同热处理状态下2Cr16N i2MoN不锈钢的组织与性能。研究结果表明,钢采用低于1000℃的固溶温度,组织中存在未溶的(Cr,Mo)23C6,当固溶温度高于1100℃时,马氏体板条明显粗化,均对钢的力学性能不利,钢比较适宜的固溶温度为1040℃。该钢时效硬化的主要原因是组织中析出与基体共格的(Cr,Fe,Mo)2C碳化物。钢经1040℃固溶,560℃时效可以获得较好的强度与韧性配合。

时效温度对2Cr16Ni2MoN钢组织与性能的影响

采用金相显微镜、透射电镜和扫描电镜观察及力学性能的测试,研究了时效温度对2Cr16Ni2MoN钢组织与性能的影响。结果表明,2Cr16Ni2MoN钢时效硬化的主要原因是在板条马氏体上析出与基体共格的(Cr,Fe,Mo)2C碳化物,该钢在560℃时效时可以获得较高的强度与冲击韧度。

0Cr16Ni5Mo钢Ф120~160mm棒材成分和力学性能的回归分析

0Cr16Ni5Mo钢由6 t真空感应炉＋电渣重熔工艺冶炼,并锻造成Φ120-160 mm钢材,终锻温度≥900℃,力学性能试样经950℃1 h空冷＋520℃4 h回火处理。对该钢47炉次的棒材回归分析,得到了0Cr16Ni5Mo钢材成分与力学性能的定量回归关系式：σ_s=-1043.3＋5507.6[C]-1 177.0[Si]＋212.6[Ni]＋1 160.3[Mo];σ_b=-648.2＋4 136.7[C]-424.7[Si]＋137.2[Ni]＋1 018.4[Mo];A=11.9-137.6[C]＋25.1[Si]-4.9[Ni]-2.5[Cr]-29.9[Mo];A_（kv）=-473.3-451.3[Si]＋103.3[Ni]＋321.3[Mo],其显著性水平为0.1。

锻造工艺对1Cr16Co5Ni2Mo1WVNbN钢组织和性能的影响

通过试验详细论述了不同锻造工艺对1Cr16Co5Ni2Mo1WVNbN钢的金相组织、室温拉伸冲击性能、450℃拉伸性能和持久性能的影响。从而得出结论锻造工艺对合金室温和450℃拉伸性能、持久寿命影响不大,变形量的增加有利于细化晶粒和一次碳化物NbC的尺寸减小,在1 120℃～1 160℃始锻温度、40%～60%变形量条件下锻造合金室温冲击韧性处于较高水平。该合金的最佳锻造工艺参数为:1 140℃下锻造,变形量50%左右。

热处理制度对1Cr16Ni2MoN钢组织和性能的影响

通过试验研究了不同热处理制度对1Cr16Ni2MoN钢的金相组织、室温拉伸、冲击性能、硬度的影响。随淬火温度的提高,晶粒长大,570℃回火后的强度、塑性、韧性均增加,但660℃回火后的强度、塑性均下降;脆性温度区间为500℃左右;随1040℃保温时间的延长,略提高570℃回火后的强度,略降低660℃回火后的强度。合金优化的热处理工艺为:(a)1030～1040℃×1 h油冷+550～570×1 h空冷;(b)1030～1040℃×1 h油冷+650～670×1 h空冷。

热处理对1Cr16Ni4Nb板组织和力学性能的影响

研究了不同温度淬火和回火对一种新型的含铌马氏体耐热不锈钢1Cr16Ni4Nb板微观组织和力学性能变化的影响规律。结果表明:1Cr16Ni4Nb钢在1000～1040℃淬火较合理,在1030℃淬火、300～350℃回火时,组织为均匀细小的回火马氏体,其具有较高的强度和一定的韧性;在1030℃淬火、600～650℃回火时,1Cr16Ni4Nb钢的组织为回火索氏体,其具有较高的综合力学性能。在这两种回火状态下,1Cr16Ni4Nb钢均可以满足不同结构件预期的使用要求。

热处理对1Cr16Ni4Nb钢在盐酸中腐蚀行为的影响

采用失重法研究了不同热处理状态的新型含铌马氏体耐热不锈钢1Cr16Ni4Nb在盐酸中的耐腐蚀性能。结果表明,1Cr16Ni4Nb钢的耐蚀性随淬火温度的升高而提高。在淬火温度相同、回火温度不同的状态下,中温回火后1Cr16Ni4Nb钢的耐蚀性高于低温和高温回火后。热处理状态相同条件下,1Cr16Ni4Nb钢的耐蚀性高于1Cr17Ni2钢。