干切9Cr18不锈钢的成型刀具设计及加工工艺

针对9Cr18不锈钢材料耐磨性好,韧性、强度高,热导率低等难加工特点,结合加工现场干切及成型加工的实际需求,采用刀具材料、刃口参数、涂层协同优化设计的方法进行成型刀具设计。选取耐磨性好、具备干切能力、与铁基元素亲和力小的刀具材料,匹配耐高温、耐磨、润滑性良好的涂层涂覆,再兼顾刀具材料、涂层需求、加工工况等实际情况设计合理刀具参数。采取合适的加工工艺制造出成型刀具,使其达到刃形合理、刃口与涂层结合紧密、刃口质量良好、齿形准确、排屑顺畅等指标,满足实际生产要求。

Ti含量对超低碳氮Cr18不锈钢冷轧板再结晶组织和织构的影响

研究含钛量分别为0.22%、0.28%的超低碳氮Cr18不锈钢冷轧板经850℃退火处理后的再结晶组织和再结晶织构,结果表明:含钛0.22%的Cr18不锈钢冷轧板再结晶晶粒尺寸略大于含钛0.28%的Cr18不锈钢冷轧板。含钛0.22%的冷轧板试样在850℃下保温4min时{111}<112>取向密度强度达到了16.0,而在相同保温时间,含钛0.28%的冷轧板{111}面织构取向密度强度最大只有12.9。

9Cr18不锈钢计量活门磁粉检测磁痕分析

针对9Cr18不锈钢计量活门在磁粉检测过程中出现的线性磁痕显示,结合微观检验对磁痕形成的原因进行了分析。结果表明:组织中存在的铬偏析条带是造成磁粉探伤时出现线性显示的原因。

9Cr18不锈钢热变形行为研究

采用Gleeble-1500型热模拟试验机对9Cr18马氏体不锈钢在850～1 150℃、应变速率为0.01～10s-1变形条件下的热压缩变形行为进行研究。根据真应力-应变曲线,分析变形温度和应变速率对9Cr18不锈钢变形抗力的影响,计算其形变激活能,并建立9Cr18不锈钢的变形抗力模型和热变形流变应力方程。结果表明,应变速率一定时,9Cr18动态再结晶临界变形量εc随温度的升高而降低,高的形变温度和低的应变速率有利于动态再结晶的发生;9Cr18不锈钢形变激活能为461.7kJ/mol;所建变形抗力模型的拟合性良好,数据稳定性好。

9Cr18不锈钢表面不同耐磨镀层的微观结构及耐磨性

针对9Cr18不锈钢的耐磨需求,选用硬铬镀层、Ni-P化学镀层、Ni-cBN/h BN复合镀层等3种镀层,通过扫描电镜、划痕法、球盘磨损试验等研究了其在微观结构、结合力、常温及高温耐磨性等方面的差异。结果表明,3种镀层的硬度均可达800 HV以上,但Ni-cBN/hBN复合镀层的硬度略高;经过预镀镍处理后Ni-cBN/hBN复合镀层与基体之间的结合强度高达68 MPa,但硬铬镀层与基体的结合力较差;Ni-P化学镀层和Ni-cBN/hBN复合镀层在常温下的耐磨性相当,但Ni-cBN/hBN复合镀层在200℃下的耐磨性略优;硬铬镀层在摩擦应力作用下涂层出现明显剥落、黏着磨损严重,耐磨性较差。Ni-cBN/hBN复合镀层更宜选作9Cr18不锈钢表面的耐磨镀层。

梯度结构半固态9Cr18不锈钢的制备与显微组织演变

基于Gleeble3500热模拟试验机设计了半固态触变锻造成形装置,通过触变锻造工艺制备了9Cr18不锈钢制件,研究其显微组织结构和演变特征。研究结果表明,半固态触变成形装置能够实现9Cr18半固态坯料成形。在触变锻造成形过程中,固相骨架破碎后,半固态坯料表现出触变特性,载荷随着变形的进行而下降。9Cr18触变制件变形区呈现梯度结构的显微组织特征。触变制件边部存在明显的液/固分界层。分界层外侧为液相凝固形成的共晶组织;分界层内侧主要为固相颗粒。9Cr18触变制件具有独特的组织演变规律,其内部主要为具有良好塑性变形能力的奥氏体组织,表层存在大量的M 7C 3共晶碳化物,二者共同保证了9Cr18不锈钢触变制件具有“外硬内韧”的特征。

G95Cr18不锈钢的摩擦磨损特性研究

为研究磨球材料对G95Cr18不锈钢摩擦磨损特性的影响,分别采用G95Cr18不锈钢、Al_(2)O_(3)陶瓷和WC硬质合金作磨球,以G95Cr18不锈钢作磨盘,在室温和200℃进行了干摩擦磨损试验。随后采用3D共聚焦显微镜检测了磨盘磨痕的三维形貌和二维截面轮廓,计算了磨盘的磨损率,分析了磨盘的磨损机制。结果表明:不论是室温还是在200℃,三种摩擦副的摩擦因数随磨球材料的不同从大到小的变化均为G95Cr18磨球-Al_(2)O_(3)磨球-WC磨球,磨损率则为Al_(2)O_(3)磨球-G95Cr18磨球-WC磨球;200℃的摩擦因数小于室温下的摩擦因数,磨损率则相反。采用G95Cr18不锈钢磨球时磨盘的磨损机制为黏着磨损和磨粒磨损,采用Al_(2)O_(3)陶瓷磨球时为磨粒磨损(主)和黏着磨损(次),采用WC硬质合金磨球时为氧化磨损(主)和磨粒磨损(次)。

9Cr18不锈钢半固态控温冷却显微组织特征

利用Gleeble3800热模拟试验机研究了不同冷却速率和不同保温温度条件下9Cr18不锈钢半固态控温冷却显微组织特征及硬度变化规律。结果表明:经不同速率由半固态冷却至室温后,显微组织仍存在固相区和液相区,固相和液相区域的显微硬度都较为稳定,固相显微硬度处于310~345 HV之间,液相显微硬度处于435~480 HV之间。不同冷却速率条件下固相区并未发生马氏体相变,为高温冷却下来的奥氏体组织。试样经1050℃和800℃保温固相区域显微组织中出现马氏体组织,主要是由于在1050℃和800℃保温过程中固相区域合金元素分布状态降低了奥氏体的稳定性,在保温后继续冷却过程中出现了奥氏体组织向马氏体组织的转变,导致试样的显微硬度有所上升。而550℃和200℃保温温度已低于原奥氏体化温度,因此在后续转变过程中奥氏体仍较为稳定,最终固相区域仍为奥氏体组织。

9Cr18不锈钢轴承内套镀银层结合力检验标准的研制

对轴承新产品9Cr18不锈钢内套镀银层结合力温度、检验标准及试验方法进行研制,填补了厂内空白。

022Cr18Ti不锈钢酸洗板表面起皮缺陷原因分析

022Cr18Ti不锈钢热轧钢带在酸洗过程中发现表面存在长条状起皮缺陷,该类缺陷对后续使用存在较大的影响。对起皮缺陷进行了检测分析,确定表面起皮缺陷为铸坯皮下夹渣导致。研究并制定了相应的改进措施,有效解决了022Cr18Ti钢带表面的起皮问题。

冷轧变形对0Cr18Ni9奥氏体不锈钢组织与力学性能的影响

采用OM、SEM、XRD、维氏硬度计、万能试验机等研究了不同变形量冷轧对热轧态0Cr18Ni9奥氏体不锈钢组织与力学性能的影响。结果表明:随着冷轧变形量的增加,0Cr18Ni9不锈钢晶粒变形越来越明显,晶界处位错塞积不断加剧,晶界越来越模糊,组织中越来越多的奥氏体转变为马氏体。随着冷轧变形量的增加,0Cr18Ni9不锈钢的硬度、抗拉强度、屈服强度均逐渐升高,伸长率逐渐下降。冷轧变形量36%的0Cr18Ni9不锈钢的硬度、抗拉强度、屈服强度均达到最大值,分别为432.3 HV、1283.1MPa、1195.2 MPa。

0Cr18Ni9不锈钢钣金件的锈蚀防护工艺

针对0Cr18Ni9不锈钢深落压钣金件因热处理造成表面氧化皮较重,使用过程中出现锈蚀的问题,制定了磁力抛光、磁力抛光+钝化和钝化+磁力抛光等3种锈蚀防护改进措施,并与未处理试样进行了对比。结果表明:未处理、仅磁力抛光处理的试样经过96 h盐雾试验后腐蚀严重,经磁力抛光+钝化处理的试样经96 h盐雾试验后发生局部点腐蚀;而经钝化处理+磁力抛光的试样经96 h盐雾试验后未出现腐蚀,在960 h盐雾试验后仅出现局部锈蚀,表面依然光亮,耐盐雾时间是其余3种试样的10倍以上。

9Cr18不锈钢内转换电子穆斯堡尔谱的研究

本文测量了9Cr18不锈钢内转换电子穆斯堡尔谱(CEMS),运用迭加性原则对Fe-Cr-C马氏体中不同环境铁原子超精细磁场及其相应的几率进行理论估算,并与实验拟合数据进行比较,由此得到了主要合金元素在9Cr18不锈钢中分布的某些信息。

0Cr18Ni9不锈钢表面纳米化组织及其热稳定性对低温渗氮行为的影响

采用超音速微粒轰击技术(SFPB)对0Cr18Ni9不锈钢试样进行了表面纳米化处理,并对SFPB处理后的试样进行热处理和低温气体渗氮处理,分析讨论了表面纳米化组织及其热稳定性对低温渗氮行为的影响.结果表明:经SFPB处理后,试样表层形成厚约250μm的变形区,表面组织为纳米晶,平均晶粒尺寸为15 nm,其变形机制以孪生为主,变形同时表面发生了马氏体相变,表面硬度明显提高.对SFPB处理的试样经450℃热处理后,纳米晶未发生明显粗化,马氏体量减少很小,硬度保持稳定,因而具有良好的热稳定性.晶粒细化、马氏体相变及其良好的热稳定性有利于实现低温快速渗氮,使渗层厚度明显增加,表层硬度得到进一步提高,硬度分布梯度也得到了改善.

0Cr18Ni9不锈钢本构模型及其对切削力预测影响分析

利用MTS材料试验机和分离式Hopkinson压杆(SHPB)实验装置对经过1100℃固溶处理后的0Cr18Ni9不锈钢的静态力学性能和动态力学性能进行了测量,用Johnson-Cook模型拟合了材料的本构关系,用正交切削实验识别了Johnson-Cook模型材料参数。将SHPB实验和切削实验两种方法得到的Johnson-Cook材料模型应用于切削力的预测,分析了不同实验方法得到的材料模型在切削力的预测中的适用性,为不锈钢切削研究中的分析模型和数值计算中的材料流动应力模型选择提供参考。

不锈钢0Cr18Ni10Ti焊接头高温、高应变率下的动态力学性能

利用带有加热装置和同步组装系统的Hopkinson压杆系统对反应堆工程管道材料0Cr18Ni10Ti焊接头的母材和焊缝进行了高温、高应变率下的动态力学性能测试.实验的应变率范围为200—3800 s^(-1),温度范围为25—600℃,得到了材料在不同温度和应变率耦合作用下的应力-应变曲线。着重考察了两种材料塑性流变应力的温度和应变率敏感性,并得到了它们的Johson-Cook(J-C)模型.实验表明,母材和焊缝材料均具有较强的热软化效应及应变强化效应,而应变率强化效应相对较弱,并且这些效应本身也受到温度的影响.温度较高时,材料的塑性流变应力受应变和应变率强化的程度减弱,在一定变形量下甚至出现降低趋势.根据热激活位错运动理论对上述现象的内在机理进行了解释和探讨,并对试样的金相组织进行了观察和分析.

0Cr18Ni9不锈钢搅拌摩擦焊接头的微观组织和性能

采用搅拌摩擦焊工艺对3mm厚0Cr18Ni9不锈钢板进行了对接焊接。焊接接头内形成了焊核区、热力影响区和热影响区三个区域。焊核区由动态再结晶组织构成;热力影响区内的组织发生了不同程度的变形;热影响区由不完全再结晶组织构成。焊核区发生了明显的加工硬化现象,其显微硬度(HV)与母材相比提高了22%。在搅拌头旋转速度600r/min、焊接速度70mm/min下,接头的拉伸强度最高,达到412MPa。

0Cr18Ni9不锈钢基板的BAS系微晶玻璃介质层的研制

通过开展BAS微晶玻璃成分优化研究,研制了0Cr18Ni9不锈钢基板的大功率厚膜电路介质层。在BAS系玻璃中加入适量MgO和CaO,在降低烧结温度的同时提高了析晶温度,抑制了晶体相的析出,有助于介质层的烧结致密化。利用成分优化后的BAS系玻璃制备的介质层与不锈钢基板结合强度高,具有优良的抗机械冲击能力。最佳配方的介质浆料经过3个烧结周期,制得介质层膜厚>100μm,击穿电压>2.1kV,泄漏电流<0.01mA。部分成果已经用于合作单位的工业化生产。

1Cr18Ni9Ti不锈钢在滑移区的微动磨损行为

研究了1Cr18Ni9Ti不锈钢在滑移区的微动磨损行为,分析了其摩擦系数、磨损体积损失以及磨损表面和截面形貌,探讨了其微动磨损机理.结果表明,1Cr18Ni9Ti不锈钢的微动磨损分为开始、过渡和稳定3个阶段.开始阶段以粘着磨损为主,稳定阶段以表层破碎剥落为主.1Cr18Ni9Ti不锈钢磨屑的形成机制取决于表层形成摩擦学白层和加工硬化的速率同亚表层疲劳裂纹扩展速率的竞争,重载条件下,前者占据主导地位.

倾斜式剪切冷却制备1Cr18Ni9Ti不锈钢半固态材料

利用自制的实验装置对倾斜式剪切冷却技术制备1Cr18Ni9Ti不锈钢半固态合金进行了研究.倾斜式剪切冷却技术使熔融1Cr18Ni9Ti不锈钢合金在剪切冷却作用下形成组织优良的半固态材料;在冷却板的冷却作用与重力的剪切作用下1Cr18Ni9Ti不锈钢半固态合金逐渐由树枝晶演化为细小的球形晶;倾角、冷却板长度、冷却板表面性质对合金组织具有重要影响;在倾角为45°,冷却板长度为650mm,冷却板采用紫铜材质的条件下可制备出细小球形的1Cr18Ni9Ti不锈钢半固态材料.