合金元素及热处理工艺对ZG40Cr25Ni20耐热钢组织和性能影响

ZG40Cr25Ni20耐热钢,是一种特殊的奥氏体钢材,具有良好的力学性能,在高温耐腐蚀和抗氧化的工作环境中得到了一定程度的广泛应用。从钢材的失效原因分析入手,探讨其失效的机理及解决路径,其中,合金元素的添加和热处理方式对其组织和性能的影响较大,在一定程度上决定了此种钢材的使用范围和效果。本文着重从这两个方面对现有研究成果进行综述,同时对其将来的发展前景进行了展望。

Al对ZG40Cr25Ni20抗磨耐热钢高温抗氧化性的影响

在ZG40Cr25Ni20抗磨耐热钢中加入不同含量的Al,在900℃和1100℃下分别进行循环高温抗氧化性试验。通过不同温度下氧化增重测量、氧化动力学分析,以及试验后试样形貌观察,得出了Al对ZG40Cr25Ni20高温抗氧化性能的影响规律,结果表明适量的Al能明显提高ZG40Cr25Ni20的高温抗氧化性。

固溶处理对ZG40Cr25Ni20Si2耐热钢力学性能的影响

针对选用ZG40Cr25Ni20Si2耐热钢制造的某型号燃气舵安装壳体复验过程中出现的力学性能偏低现象,研究固溶处理对材料金相组织及力学性能的影响,为该产品后续失效分析及质量控制提供参考依据。试验结果表明:温度为1080℃,保温时长90 min的固溶处理有助于提高产品的力学性能,常温和900℃高温下抗拉强度分别提高11%和14%,900℃高温下伸长率提高14%。研究结果可为后续该牌号产品的设计和选用提供有效参考。

基于应力松弛实验对服役25Cr35Ni型耐热钢的高温性能评估

以服役的25Cr35Ni型钢为对象,研究利用应力松弛实验开展高温性能评估的方法以及对持久性能的预测效果。结果表明:由于高温服役后晶界处碳化物出现网链状和奥氏体基体内二次碳化物明显粗化,25Cr35Ni型耐热钢持久性能降低。通过得到的不同温度和应力的松弛蠕变速率曲线及外推关系,结合松弛蠕变速率-断裂时间关系方程,可以实现由松弛实验及少量蠕变持久实验开展持久寿命评估。与基于高温持久实验的预测结果比较,两者吻合较好。

35Cr25Ni12奥氏体耐热钢中碳化物的电子显微分析

应用扫描电镜 (SEM)和透射电镜 (TEM)研究了长期使用前后的35Cr25Ni12奥氏体耐热钢中的碳化物演变行为 ;该钢固溶时效后的组织由初晶奥氏体及M23C6 共晶碳化物组成 ,奥氏体基体中析出了二次M23C6,二次碳化物总是与基体保持立方 -立方取向关系 ;长期使用(3.5年)后 ,奥氏体中析出的二次碳化物量明显增加 ,部分M23C6 已转变为M6C ,M6C与奥氏体基体以及二次碳化物M23C6

铝、钛、钨对ZG40Cr25Ni20抗磨耐热钢性能的影响

对添加不同质量分数Al、Ti、W的ZG40Gr25Ni20钢室温及高温性能进行测定,分析合金元素对钢性能的影响。结果表明:合金元素的加入使得ZG40Gr25Ni20室温抗拉强度有所升高,延伸率下降,表现为脆性断裂,但是高温时延伸率显著提高,拉伸断口存在较多的韧窝及撕裂棱等,材料表现出较好的高温韧性。同时,合金元素的加入使得试验钢在900、1000℃下属于完全抗氧化,在1100℃下属于抗氧化。另外,Al、Ti、W元素的加入可提高材料硬度,使其在室温及600℃干摩擦情况下的耐磨性均有所提高。

ZG3Cr18Ni25Si2耐热钢熔炼工艺的改进

介绍了改进后的ZG3Cr18Ni25Si2耐热钢熔炼工艺及特点。它具有较高的合金元素收得率,铸件的使用寿命比改进前延长了35%～45%。

3Cr25Ni12耐热钢的组织与性能研究

研究了３Ｃｒ２５Ｎｉ１２耐热钢的组织结构与性能，并对３Ｃｒ２５Ｎｉ１２耐热钢的高温强度、抗氧化性等性能进行了探讨，结果表明，３Ｃｒ２５Ｎｉ１２耐热钢的奥氏体基体上有弥散分布的二次碳化物Ｍ２３Ｃ６析出，这是３Ｃｒ２５Ｎｉ１２耐热钢具有较高热强性的主要原因之一；奥氏体基体中含有较高的铬合金元素。

表面粗糙度对25Cr20Ni合金裂解炉管低氧分压预氧化的影响

对比研究了表面粗糙度分别为0.2,1.6,12.5μm的3种25Cr20Ni合金试样在低氧分压气氛中氧化20 h的氧化动力学、氧化膜的表面形貌及相组成,并在小试裂解装置中对这3种内表面粗糙度不同的25Cr20Ni合金炉管预氧化后的抗结焦性能进行了评价。实验结果表明,表面粗糙度分别为0.2,1.6,12.5μm的3种合金试样在低氧分压气氛中的氧化动力学分别遵循立方规律、对数规律和立方规律;表面粗糙度为0.2μm的合金试样氧化后表面被Cr2O3和极少量的MnCr2O4尖晶石覆盖;表面粗糙度为1.6μm的合金试样氧化后表面被均匀、致密的MnCr2O4尖晶石覆盖;表面粗糙度为12.5μm的合金试样氧化后表面被不均匀的MnCr2O4尖晶石覆盖。在小试裂解结焦评价实验中,内表面粗糙度为1.6μm的炉管预氧化后的抗结焦能力最强。

Cr25Ni20钢焊接工艺性分析及评定

通过对Cr25Ni20钢的焊接性分析,结合大量的试验,最终选用合适的焊接方法、焊接材料、检测手段及焊接过程的控制,制定适宜的焊接工艺,确保了产品焊接接头各项性能指标符合GB50236-98焊接工艺评定标准。

06Cr25Ni20不锈钢的热压缩变形行为

采用Gleeble-3500热模拟机研究了06Cr25Ni20不锈钢在变形温度为950~1200℃,应变速率为0.5~50 s-1条件下的热压缩变形行为。通过线性回归分析确定06Cr25Ni20不锈钢的应变硬化指数以及变形表观激活能,获得06Cr25Ni20不锈钢高温条件下的流变应力本构方程,并验证该流变应力本构方程的准确性。研究结果表明,06Cr25Ni20不锈钢在热压缩变形过程中发生了明显的动态回复与动态再结晶,流变应力随应变速率的增加而增加,随温度升高而降低。

NaCl沉积盐引起的1Cr25Ni20Si2合金在700℃～900℃的腐蚀行为研究

研究了涂有NaCl盐膜的1Cr25Ni20Si2合金在700、800和900℃空气中的腐蚀行为.采用X-射线衍射和带有能谱的扫描电镜对腐蚀产物进行了分析.结果表明,NaCl沉积盐使合金在3个温度下发生快速腐蚀,合金表面形成了很厚的外层为富Fe氧化物,内层为富Cr氧化物的腐蚀产物层.并且,合金发生了严重内腐蚀,形成贫Cr层,并出现许多空洞.此外,探讨了合金的腐蚀机制.

料浆离子对0Cr25Ni20Cu2MoNb铸造不锈钢冲刷腐蚀性能的影响

采用自制旋转圆盘实验装置研究模拟的湿法炼锌料浆离子对0Cr25Ni20Cu2MoNb铸造不锈钢材料冲刷腐蚀行为的影响,同时考察材料在不同组成的料浆中的电化学行为。结果表明,SO42-、Cl-、F-等酸根离子使不锈钢的维钝电流密度ip和致钝电流密度ipp增大,钝化区间缩小,增大材料的腐蚀和冲刷腐蚀失重率;Zn2+、Fe3+等阳离子使材料的维钝电流密度ip减小,钝化区间增大,对材料的腐蚀和冲刷腐蚀有抑制作用。

时效制度对Ni20Cr25电热丝膨胀系数的影响

系统研究了时效制度对Ni20Cr25电热丝膨胀系数的影响。结果表明,Ni20Cr25电热丝适宜的固溶处理温度为1150℃;经过930℃+10h时效处理后,由于大量稳定碳化物的析出,电热丝的线膨胀系数明显下降,且显微硬度可达237HV0.01,接近冷拔态的硬度。

06Cr25Ni20钢环锻件锻压成形规律研究

针对06Cr25Ni20钢环锻件在锻压制坯时锻坯双鼓形表面产生纵向裂纹以及冲孔时外径表面裂纹扩大且内孔圆角处产生纵向裂纹的情况,在对裂纹产生的原因进行理论分析的基础上,对原工艺进行了优化,提出了叠镦的镦粗方法,并根据毛坯外径和毛坯外径/冲头直径≥2.5～3的原则,设计了冲头直径和锥度。实践证明,改进后的工艺极大的降低了裂纹产生几率。

超纯奥氏体不锈钢005Cr25Ni20冶炼工艺研究

005Cr25Ni20钢(%:24～26Cr、19～22Ni)要求C、P、S、Si等杂质元素含量低-(%):≤0.010C、≤0.010S、≤0.010P、≤0.15Si,因此采用3 t真空感应炉+真空自耗重熔炉冶炼工艺。通过采用优质纯铁(%:0.009C、0.035Si、0.001 2S、0.004 5P)、高纯铬铁(%:0.010～0.021C、0.11～0.13Si、0.002 5～0.005 0S、0.001 5～0.005 0P)和Ni板(Ni≥99%),真空感应炉熔炼时加A1、金属Ca、Ni-Mg脱氧,全程计算机控制真空自耗重熔速度,该钢成品化学成分为(%):0.005～0.007C、0.33～0.34Mn、0.03～0.04Si、0.001～0.002S、0.004～0.005P、24.34～24.62Cr、21.20～21.25Ni,达到技术要求,钢中氧含量为(12～22)×10^(-6),低于电渣重熔钢的氧含量-(30～80)×10^(-6)。

Al_2O_(3(p))/20Cr25Ni20复合材料抗热震性研究

采用挤压铸造方法,制备了Al2O3颗粒增强20Cr25Ni20复合材料,在650℃下对该复合材料进行抗热震性研究,并且在相同实验条件下和高速钢进行了抗热震性能对比。结果表明:在第15次热震时,Al2O3(p)/20Cr25Ni20复合材料的宏观界面上出现了微小裂纹,并且Al2O3颗粒周围出现了薄氧化层,裂纹沿氧化层进行扩展和延伸;高速钢在第2次热震时就出现了宏观大裂纹。这说明Al2O3(p)/20Cr25Ni20复合材料的抗热震性比高速钢的好。

深冷时间对06Cr25Ni20不锈钢组织与性能的影响

对06Cr25Ni20不锈钢进行了淬火+不同时间深冷+回火处理,采用显微组织观察、XRD分析、硬度测试、腐蚀磨损试验等研究了不同时间深冷对06Cr25Ni20不锈钢组织与性能的影响。结果表明:1040℃×1 h淬火+不同时间深冷+220℃×1 h回火的06Cr25Ni20试验钢组织主要为奥氏体和含Cr的碳化物。随着深冷时间的增加,试验钢中碳化物含量逐渐增加,奥氏体晶粒尺寸逐渐减小,硬度逐渐升高,腐蚀磨损率先降低后增加;4 h深冷的06Cr25Ni20试验钢腐蚀磨损率最低,为68×10^(-6)mm^(3)/(N·m),比未深冷试验钢的腐蚀磨损率降低了34%。