CrMnN双相不锈钢的空泡腐蚀行为研究

利用磁致伸缩空蚀实验机研究了CrMnN双相不锈钢在 3%NaCl溶液中的空蚀行为 ,采用电化学技术测量了静态和空蚀条件下的自腐蚀电位变化和动电位扫描极化曲线 .利用扫描电镜 (SEM )跟踪观测了试样表面的空蚀形貌 .结果表明 :CrMnN双相不锈钢的抗空蚀性能优于水轮机的常规用材 0Cr13Ni5Mo .CrMnN双相不锈钢的空蚀破坏首先在铁素体相发生 ,铁素体相的失效方式为脆性失效 ,而奥氏体相是延性失效 .奥氏体相区由滑移和孪生引起的塑性变形消耗了空泡溃灭产生的冲击能量 ,从而提高CrMnN双相不锈钢的抗空蚀性能 .在NaCl溶液中 ,空蚀使CrMnN不锈钢的自腐蚀电位负移 30 0mV ,阳极电流密度增大近 3个数量级 ,但由NaCl引起的失重量对总失重量的贡献很小 .

热处理对2205双相不锈钢显微组织及性能的影响

采用光学显微镜、显微硬度计和电化学工作站等研究了2205双相不锈钢经不同温度保温不同时间后的显微组织及性能,并分析了其经不同工艺热处理后的γ和α两相比例和析出相的变化。结果表明:2205双相不锈钢初始状态下α和γ相含量分别为41.2%和58.8%。保温时间相同时,随着热处理温度的升高,γ相含量减少,σ相含量先增加后减少,硬度增加,腐蚀电位先降低后增加。保温温度相同时,随着保温时间的延长(0.5~2 h),γ相和σ相含量增加,γ相含量增幅为2.43%~3.87%,σ相含量增幅为0.05%~0.08%,晶粒有长大趋势,硬度逐渐降低,腐蚀电位总体呈降低趋势。当加热温度为950和1000℃时,硬度随保温时间增加而降低的幅度较明显。σ相含量及α/γ比例增加是造成2205双相不锈钢耐腐蚀性能下降的主要原因。

σ相对S32205双相不锈钢力学性能和耐蚀性的影响

通过JMatPro软件模拟计算和试验结合的方式研究了S32205双相不锈钢中σ相的析出行为及对其力学性能和耐蚀性的影响。结果表明:通过JMatPro软件模拟计算得到的S32205双相不锈钢σ相析出鼻尖温度为875℃。当S32205双相不锈钢在875℃保温0~90 min,σ相含量快速增加,当保温时间增加至90~120 min时,σ相含量缓慢上升,而当保温时间为120~240 min时σ相含量达到饱和,最大为6.1%,与模拟计算结果基本符合。随着保温时间逐渐增加,S32205双相不锈钢的屈服强度、抗拉强度及显微硬度先快速增加后逐渐保持稳定,而伸长率呈下降趋势,强度和硬度与σ相体积含量成正比关系,σ相强化机理由Orowan强化机制转变为σ相的高弹性应变能强化机制。不同σ含量的S32205双相不锈钢的电化学试验结果表明随着σ相的含量逐渐增多,基体越容易贫Cr, S32205双相不锈钢越容易产生腐蚀,耐蚀性逐渐降低。

S32101双相不锈钢U形坡口激光填充焊接修复工艺

文中采用开设坡口的方式去除裂纹、通过坡口填充焊接修复的方式进行维修,在空气环境中开展了S32101双相不锈钢激光填丝焊接修复工艺试验研究,焊接工艺及相关参数可以作为水下焊接研究的参考依据.为避免过高激光功率输入损坏焊接辅助装置,在5000~6000 W激光功率的工艺窗口下,对开设的坡口进行了3次填充修复及4次填充修复,对焊缝截面、显微组织、力学性能以及耐腐蚀性能分别进行了研究.在试验过程中,采用了光学显微镜和扫描电镜等,分析了焊接过程中热输入对微观组织转变的影响.同时通过对比不同激光功率下焊缝的拉伸性能和显微硬度,进一步揭示了工艺参数对焊缝力学性能和耐腐蚀性能的具体影响,从而优化了修复工艺的稳定性和可靠性.结果表明,3次填充修复后的焊缝存在气孔以及冶金熔合不良等问题,4次填充修复后的焊缝截面未见气孔缺陷,拉伸试件断在母材位置.层间焊道的预热和再热促使焊缝中奥氏体析出,焊缝中奥氏体含量略高于铁素体含量,平均硬度略低于母材.焊缝中较高含量的Ni元素和Mo元素使得焊缝的耐腐蚀性能优于母材,4次填充修复得到的焊缝满足空气环境中修复质量标准要求.

不同强度级别双相不锈钢激光焊接头的组织与力学性能

目的为了合理制定不同强度等级DP钢同种和异种接头的激光焊接工艺,研究激光焊接工艺对接头组织性能的影响。方法采用SEM、硬度试验、拉伸试验等手段,研究不同强度等级DP钢同种和异种激光焊接接头的微观组织和力学性能。结果对于同种DP钢激光焊接,由于接头各个区域经历的热循环不同,因此其马氏体体积分数和形态、含碳量等存在明显差异。在焊缝熔合区,由于冷却速度较高,因此马氏体体积分数较高且为细条状,硬度高于母材硬度。在热影响区,由于马氏体发生了回火分解,因此其硬度值低于母材硬度,且软化的程度和范围大小与DP钢的强度级别相关。软化的热影响区成为接头的薄弱区域,降低了接头的拉伸性能。在异种DP钢激光焊接接头中,焊缝熔合区的硬度也明显高于母材硬度。靠近高强度级别母材侧的热影响区范围更大,软化程度更明显,接头硬度分布不再对称。接头的抗拉强度与低等级DP钢母材的抗拉强度基本一致。结论激光焊接工艺对不同强度等级DP钢同种和异种接头组织性能的影响存在较大的差异,DP钢强度级别越高,接头或接头对应侧的热影响区软化程度越明显,这在制定焊接工艺以及焊后处理工艺过程中需要予以考虑。

深水管汇超级双相不锈钢管线冷弯工艺研究

本文首先分析了小管线冷弯的要求,然后结合工程项目实例,论述了超级双相不锈钢管线冷完后需要进行的验证实验,最后得出了影响冷弯管合格的主要因素。

深水管汇S32750超级双相不锈钢小径管焊接工艺及质量控制

主要探讨了UNSS32750超级双相不锈钢小管径焊接工艺及其质量控制。结合深海油气田开采中深水管汇的制造。特别是对UNSS32750超级双相不锈钢小径管的焊接上,主要涉及到的管径包括1寸、3/4寸、3/8寸等不同厚度的尺寸规格。介绍了UNSS32750超级双相不锈钢材料的特性及焊接特点,详细的阐述了焊接过程,包括焊接工艺参数、焊接方法的选择、焊接缺陷的预防等,得出了合理的焊接工艺和有效的控制方法,为实际生产提供了指导借鉴。

2507超级双相不锈钢在低温多效海水淡化环境中的耐腐蚀性能

为了评价2507超级双相不锈钢在低温多效海水淡化装置中的适用性,通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)和电化学测试等研究了2507超级双相不锈钢在不同温度高浓度海水中的耐腐蚀性能。结果表明:在不同温度的2倍浓度的海水中,2507超级双相不锈钢发生选择性点蚀,铁素体相为腐蚀弱相,点蚀分布在铁素体相区域。随着2倍浓度海水的温度从20℃升高至70℃,2507超级双相不锈钢的自腐蚀电位、点蚀电位和再钝化电位分别降低87、142和168 mV,腐蚀电流密度增大约1倍,低频阻抗模值减小约0.44倍。恒电位极化生成的钝化膜组成均为Fe、Cr、Mo和Ni的氧化物和氢氧化物,温度的升高促进钝化膜中Fe的溶解和Cr、Mo和Ni的富集,钝化膜的施主密度和受主密度略微增大。虽然2507超级双相不锈钢在高温高浓度海水中的耐腐蚀性能略微下降,但仍然维持较好的耐腐蚀性能,其适用于低温多效海水淡化装置的建造材料。

2304节约型双相不锈钢的高温拉伸塑性研究

采用Gleeble-3500型热模拟试验机在加热温度为750~1150℃下,对2304节约型双相不锈钢进行高温拉伸研究。采用扫描电镜和EBSD分析检测手段对断口进行分析。并借助Thermo-calc软件对2304平衡相图进行计算。结果表明,在750~1150℃的温度范围,随着温度升高断面收缩率依次增大,峰值应力依次减小,应力主要分布在奥氏体相中。2304双相不锈钢在950~1150℃的温度范围具有较好的高温热塑性,断口处主要以韧窝为主,为典型的韧性断裂。温度升高和奥氏体含量减少这两个因素导致热塑性良好。

双相不锈钢换热管与管板的焊接

换热管与管板的焊接是换热器质量控制的重点。双相不锈钢焊接的目标是获得平衡的铁素体(δ)和奥氏体(γ)。采用手工钨极氩弧焊,使用Φ1.6 mm的ER2209焊丝,以0.54 kJ/mm的热输入焊接Φ25 mm×2 mm的S32205双相不锈钢换热管与管板试件。经取样检测,角焊缝厚度均值2.88 mm;焊缝维氏硬度均值255.8 HV;按ASTM E562测定铁素体含量,焊缝铁素体含量均值59.3%,管侧熔合线57.3%,管侧热影响区58%,板侧熔合线58.7%,板侧热影响区58.2%;按ASTM A923的方法A检测,5区的金相组织相界和晶界平滑,无有害沉淀相析出,评定为未受影响的金相组织;按GB/T 4334的方法E试验,无晶间腐蚀现象。以上各项检测指标均符合相应标准和技术协议要求,说明焊接工艺适用。

我国近10年双相不锈钢焊接研究进展分析

采用CiteSpace软件对中国知网检索到的国内近10年双相不锈钢焊接相关中文期刊论文进行了分析,分析了相关论文发文量年度分布、期刊来源分布、核心研究人员和主要研究机构及主要研究工作。分析结果显示:国内双相不锈钢焊接研究进入了相对成熟期,研究具有较强的专业性,10年来发文量基本保持在一个恒定的水平;国内双相不锈钢焊接研究领域的主要研究机构、核心研究人员已出现,研究机构、研究人员间的合作网络已经形成;双相不锈钢焊接领域的主要研究工作内容包括双相不锈钢焊接工艺对接头组织和性能的影响、双相不锈钢焊接接头相比例控制、接头的耐蚀性、焊缝的承载性能等方面。

热轧工艺对S32101经济型双相不锈钢低温冲击韧性的影响

为研究热轧工艺对S32101经济型双相不锈钢低温冲击韧性的影响,设计不同的展宽系数(1.0、1.1、1.4)和压下率(75%、90%)进行热轧试验。在计算热力学相图并分析不同温度组织转变规律的基础上,选择合理的固溶处理工艺,研究热轧工艺对固溶处理后S32101双相不锈钢低温冲击韧性的影响。结果表明:不同热轧工艺下,S32101双相不锈钢低温冲击韧性随展宽系数和压下率的增加而提高;随固溶处理温度的升高和保温时间的延长而降低。随展宽系数和压下率的增加,奥氏体和铁素体条带间距减小并沿轧向分布。减小两相条带间距,提高奥氏体相比例可提高低温冲击韧性。

时效对超级双相不锈钢析出相演变的影响

通过在850℃时效处理研究了S32750超级双相不锈钢析出相的析出行为。采用Thermo-Calc热力学软件预测析出相及相组成,采用OM,FE-SEM和EDS对S32750超级双相不锈钢铸坯不同时效状态下的样品进行全面分析,利用K-J-M-A模型进行σ相析出动力学拟合。实验结果表明:850℃时效过程中,σ相优先在铁素体内部和双相晶界处析出,直至铁素体相耗尽;σ相的析出动力学控速环节主要是:初始阶段形核控速和时效40 min后的元素扩散控速;除σ相外,时效过程中还会析出χ相和Cr2N相。其中χ相属于亚稳定相,主要在时效前期析出,随着时效时间的延长最终转化成σ相。

变形量和加热温度对2205双相不锈钢冲击韧性的影响

分析了20 t电弧炉和炉外精炼(EAF+AOD+LF)相结合的冶炼工艺制备的2205双相不锈钢(/%:0.03C,1.00Si,2.00Mn,0.03P,0.02S,21.00~23.00Cr,4.50~6.50Ni,2.50~3.50Mo,0.08~0.20N)不同热加工加热温度和变形量对其冲击韧性的影响。试验结果表明,在相同加热温度(950、1 050、1 120℃),相同保温时间下(1.5 h),随着变形量的增大(25%、50%、75%),试验钢的晶粒得到较为充分的破碎,但是,过大的变形量造成两相分布不均匀(奥氏体和铁素体),钢中奥氏体含量逐渐降低,其冲击韧性呈现出先增加后减小的趋势;在相同变形量(25%、50%、75%),相同保温时间下(1.5 h),随着加热温度的升高(950、1 050、1 120℃),试验钢的晶粒明显粗化,奥氏体含量降低(57.32%→43.07%),由于奥氏体含量在50%左右时的冲击韧性最佳,其冲击韧性也表现出先增加后减小的规律。当加热温度为1 050℃,保温时间为1.5 h,变形量50%时试验钢的冲击韧性最佳,其室温、-10、-46℃的冲击功分别为299、132、85 J。

双相不锈钢套管加固锈蚀RC短柱轴压力学性能试验研究

钢筋混凝土(RC)桥柱的锈蚀问题直接危及桥梁的安全性和使用寿命,必须同时采取腐蚀防护和加固措施。提出采用双相不锈钢套管加固锈蚀RC桥柱,为研究其轴心受压力学性能,对10根双相不锈钢套管加固锈蚀RC短柱、2根低碳钢套管加固锈蚀RC短柱和4根未加固RC短柱对比试件进行了轴心受压试验,获得了试件的破坏形态和荷载-位移曲线。在此基础上分析了钢筋锈蚀率、钢套管壁厚、钢套管材质和填充混凝土类型(自密实自应力混凝土和自密实混凝土)对试件轴压力学性能的影响规律,并推导了双相不锈钢套管加固锈蚀RC短柱轴心受压承载力计算公式,计算结果与试验结果吻合良好,可为实际工程应用和后续研究提供参考。研究结果表明,加固试件呈现出两种破坏形态:(1)双相不锈钢套管中上部或中下部局部鼓曲破坏;(2)双相不锈钢套管中上部局部鼓曲的同时发生局部屈曲失稳破坏;加固柱的荷载-位移曲线、荷载-应变曲线和承载力受双相不锈钢套管壁厚和钢套管材质影响较大,而受钢筋锈蚀率和填充混凝土类型影响很小;双相不锈钢套管可以非常显著地提高锈蚀RC柱的承载力和变形能力,并且承载力随套管壁厚的增大而增加。在其他条件相同的情况下,双相不锈钢套管加固试件比低碳钢套管加固试件的承载力提高幅度更大。

022Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢高温热变形行为

利用JMatPro11.0热力模拟软件、Gleeble-3500热力模拟试验机研究了022Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢的高温热变形行为,揭示了其在1000~1150℃,0.01~5 s^(-1)下的热变形特征。结果表明:022Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢的热变形温度应大于脆性σ相的溶解温度,即980℃;其次,材料的流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而减小。基于动态材料模型构筑了材料的热加工图,并结合微观组织进行了验证。其最佳热加工窗口为1090~1125℃、0.01~0.03 s^(-1),该区域对应的组织特征为:两相组织均匀,奥氏体相发生充分动态再结晶且组织中不存在σ相;在失稳参数1100℃、5 s^(-1)条件下,组织中两相晶粒被明显拉长且再结晶比例低,相界处的析出物易诱发裂纹。因此实际加工参数应接近最佳热加工工艺窗口,避免失稳区参数及σ相的应变析出。

热效应所致析出相对2205双相不锈钢耐蚀性的影响

研究不同热效应下2205双相不锈钢的析出相类型和特点,通过测试固溶态和不同热效应下2205双相钢的动电位极化曲线、电化学阻抗谱以及动电位扫描后试样表面形貌的观察,研究析出相对其耐腐蚀性能的影响。结果表明:固溶态材料的耐腐蚀性能及再钝化性能最好;而在850℃时效后,由于χ和σ相析出含量增多,在过电位下会由点蚀转变为选择性腐蚀,导致材料的耐腐蚀性能下降最严重;900℃时效后,2205双相不锈钢中的析出相含量降低,其耐腐蚀性能的下降有所缓解。

海洋环境中双相不锈钢的腐蚀行为研究进展

针对DSS海洋环境自适应相关研究进行了总结,指出除元素组成外,组织晶粒大小、第二相及铁素体和奥氏体两相组织比例变化、海水温度、钝化膜中载流子浓度等相比其他因素对双相不锈钢的点蚀性能更能起到关键性的影响。同时分析了DSS主要组成相铁素体和奥氏体组织发生择性腐蚀相关研究,指出发生选择性腐蚀与电极电位、介质环境有较大关系。最后,指出了DSS在不同因素下的腐蚀研究还存在不足和下一步需要继续深入研究方向。

超级双相不锈钢S32750深熔TIG焊接工艺研究

为提高薄壁、大直径压力容器产品的焊接效率,研究了5 mm厚超级双相不锈钢S32750的深熔非熔化极惰性气体保护电弧焊(TIG)焊接工艺。通过焊接试验和工艺评定确定了S32750的焊接工艺参数,对焊接接头进行了力学性能试验和腐蚀试验。试验结果表明,对厚度5 mm的S32750不开坡口进行焊接,深熔TIG焊接可实现一次熔透,并获得质量可靠的焊接接头,可大幅提高薄壁、大直径超级双相不锈钢压力容器的生产效率。

双相不锈钢S22053埋弧焊焊接接头组织和性能研究

双相不锈钢埋弧焊焊接工艺在压力容器制造中未得到有效的开发和使用。分析了双相不锈钢的焊接性,对双相不锈钢S22053埋弧焊焊接接头的化学成分、组织及性能进行了试验研究。研究表明,采用埋弧焊焊接工艺,通过控制焊接线能量和层间温度保证两相比例,可确保焊接接头具有优良的各项性能,达到焊接工艺评定及使用要求。