影响15-5PH沉淀硬化不锈钢硬度的因素

炼制了两炉化学成分不同的15-5PH马氏体沉淀硬化不锈钢并制备了试样。对试样进行了1040℃保温90 min油冷的固溶处理及铣削、钻削、磨削试验和分别在400~620℃时效1.5、4、8和12 h。随后检测了试样的硬度和显微组织。结果表明:切削加工对15-5PH马氏体沉淀硬化不锈钢的硬度无明显影响;在450℃时效,随着时效时间延长至4 h,15-5PH钢的硬度提高,并达到了44~46 HRC的硬度要求;15-5PH钢的最佳时效工艺为450℃保温4 h。

沉淀硬化PH15-7Mo不锈钢采用电渣重熔工艺时Al含量的控制研究

研究了PH15-7Mo钢的真空(VIM)母材采用电渣重熔(ESR)工艺时,合金元素的变化和不同的重熔工艺对重熔子材Al含量的影响,总结出根据母材Al含量的不同,在电渣重熔时调整Al含量的规律,使电渣重熔子材的Al含量满足要求,为该钢的生产提供了控制成份的依据.

固溶处理对PH15-7Mo不锈钢组织和性能的影响

利用光学金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜和布氏硬度计等分析和研究了固溶处理温度对半奥氏体沉淀硬化不锈钢PH15-7Mo组织和性能的影响。结果表明,PH15-7Mo钢固溶后的组织以奥氏体和δ-铁素体为主,含有少量的板条马氏体;随着固溶温度的升高,组织中δ-铁素体的含量明显增加;在1000～1150℃进行固溶处理后,硬度变化不大,高于1150℃固溶,因铁素体含量的急剧增加导致钢的硬度略有下降。

碳含量对15-5PH沉淀硬化不锈钢板材的组织与性能的影响

采用真空感应炉试制3炉不同碳含量的15-5PH沉淀硬化不锈钢,通过热模拟的方法确定了该钢的板材最佳轧制温度区间为900~1100℃,研究了碳含量对钢的相变点温度及力学性能的影响,并观察了时效态的微观组织。结果表明,随着含碳量的增加钢的相变点温度逐渐降低,在时效处理后含碳量较低的1#钢强度均高于2#钢和3#钢,且具有良好的韧塑性;随着时效温度的升高,含碳量较高的2#钢,3#钢中生成的逆转变奥氏体量及生成速率均高于1#钢,这是其强度低于1#钢的主要原因,钢的时效态组织为板条马氏体＋少量逆转变奥氏体组织,以及大量的、细小的富Cu相,富Cu相的析出是该钢主要的强化方式。通过上述分析,本文将1#钢的化学成分及工艺参数作为15-5PH沉淀硬化不锈钢工程化的基准,为该钢的工业化生产的顺利实施提供可靠的数据。

PH15-5沉淀硬化不锈钢真空时效工艺试验

研究了PH1 5 5沉淀硬化不锈钢在真空回火炉中进行真空时效时 ,高真空加热、高纯氮气及高纯氩气保护对流加热对力学性能和表面光亮度的影响。结果表明 ,高真空加热时 ,表面光亮度较好 ,但试样力学性能分散度大 ;对流加热时 ,试样力学性能分散度小。

15-5PH沉淀硬化不锈钢的塑性本构建模

材料的塑性本构模型描述了材料的流动应力与塑性应变、应变率和温度等因素之间的数学关系,是机械加工有限元仿真的基础。针对航空航天、核电及海洋工程等领域关重零件制造中广为应用的15-5PH沉淀硬化不锈钢开展了准静态压缩试验与SHPB试验,基于材料力学特性的温度相关性建立了J-C本构修正模型的数学形式,并采用多目标优化的本构参数拟合方法,确定了J-C本构修正模型的参数。基于J-C本构修正模型的SHPB试验仿真,获得的真实应力—应变数据曲线与SHPB试验数据曲线具有较好的一致性,弥补了经典J-C本构模型对15-5PH沉淀硬化不锈钢高温动态力学特性数学描述的不足,从而有效将基于J-C本构修正模型的SHPB试验仿真的应力预测误差控制在10%以内。

激光熔化沉积15-5PH沉淀硬化不锈钢组织及拉伸性能

利用激光熔化沉积技术制备15-5PH沉淀硬化不锈钢板,利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子探针(EPMA)技术,对沉积态组织进行分析,测试沉积态组织的室温拉伸性能。结果表明:激光熔化沉积15-5PH不锈钢沉积态组织由沿沉积增高方向贯穿多层外延生长的柱状晶组成,柱状晶内包含多个细长整齐排列的胞状树枝晶,枝晶内为马氏体组织,枝晶间为铁素体;沉积态组织中弥散分布大量细小的NbC析出相,尺寸12〜20nm;15-5PH不锈钢沉积态组织具有良好的力学性能,纵向抗拉强度和延伸率分别为1128.5MPa和14.0%,横向抗拉强度和延伸率分别为1101 MPa和12.25%。

航空用PH13-8Mo沉淀硬化不锈钢晶粒度优化显示法

航空用PH13-8Mo沉淀硬化不锈钢试样经直接淬硬法热处理后采用常规的不锈钢浸蚀剂不能有效显示晶界。分别采用氧化法与直接淬硬法对试样热处理,其中直接淬硬法热处理后,采用多种浸蚀剂进行浸蚀,然后进行晶粒度评定。结果表明:采用氧化法可得到更加真实、完整、清晰的晶粒形貌,是一种有效、方便、环保的晶粒度评定方法,可用于该钢晶粒度检验;直接淬硬法采用92mL HCl+5 mL H2SO4+3 mL HNO3浸蚀剂室温浸蚀1 min或1g KMnO4+10 mL H2SO4+100mL H2O浸蚀剂热浸蚀2min,晶界显示清晰。

时效处理对17-4PH不锈钢硬化效果分析

17-4PH沉淀硬化不锈钢在1020。C～1060℃固溶水冷，再进行480℃-620℃4h时效处理的硬化工艺。通过硬度检测和金相组织观察，结果表明：时效处理温度的高低能显著影响其硬化效果；17—4PH不锈钢的硬化效果是cu等元素的析出和组织结构的变化两种因素共同作用的结果。在480～620℃范围内，随时效温度的升高，马氏体板条结构逐渐减少，组织软化，同时富铜相（ε-Cu）等沉淀相质点析出长大，沉淀强化效果减弱，导致硬度下降。

基于质量分析拟合曲线优化15-5PH沉淀硬化不锈钢的时效温度

采用一款常用的质量分析软件,对15-5PH沉淀硬化不锈钢不同时效温度下的硬度和抗拉强度试验数据做了拟合分析,获得了同时满足15-5PH沉淀硬化不锈钢时效硬度和抗拉强度要求的时效温度,确定了热处理制度,缩短了工艺试验周期,满足了零件加工需求。

固溶温度对超低碳15-5PH沉淀硬化不锈钢组织和性能的影响

研究了975、1000、1025和1050℃四种固溶处理温度对超低碳(w(C)≤0.01%)15-5PH沉淀硬化不锈钢组织和性能的影响。利用金相显微镜观察了不同温度固溶处理后超低碳15-5PH不锈钢的显微组织,并检测了不同温度固溶处理后超低碳15-5PH不锈钢的室温拉伸性能和冲击吸收能量,使用扫描电镜观察了拉伸试样和冲击试样的断口形貌。研究结果表明,固溶温度从975℃提高到1050℃,超低碳15-5PH不锈钢的晶粒平均尺寸从27μm长大到150μm,伸长率从14.5%降低到8.5%,断面收缩率从55%降低到32%,冲击吸收能量从35.6 J降低到6.6 J,其强度变化不明显。

调整处理对沉淀硬化不锈钢组织和性能的影响

利用光学金相显微镜、X射线衍射仪和扫描电镜等分析和研究了调整处理温度对PH15-7Mo钢组织和性能的影响。结果表明:PH15-7Mo钢调整处理后的组织由奥氏体、马氏体和铁素体组成,不同调整处理温度影响Ms点的变化,低温调整处理后材料Ms点有较大的提高,调整处理后冷却到室温有较多的板条马氏体形成转变,其硬度相对高温调整处理较高。

沉淀硬化不锈钢PH15-7Mo的时效行为

用光学金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等研究不同时效温度下PH15-7Mo钢的组织,用洛氏硬度计测试钢的力学性能。结果表明,PH15-7Mo钢时效后组织由马氏体和铁素体组成,时效时析出弥散分布的碳化物和沉淀相,使钢的硬度增加;当时效温度为510℃时,钢的硬度达到峰值;时效温度超过590℃,由于碳化物的分解长大和逆奥氏体的出现使钢的硬度下降明显。

时效处理对15-5PH沉淀硬化不锈钢组织及性能的影响

研究了时效温度对15-5PH沉淀硬化不锈钢板材组织性能的影响,观察了试样冲击断口及析出相形貌。结果表明,随时效温度的升高,强度逐渐降低,冲击吸收能量逐渐升高,482℃时强度最高(1330 MPa),621℃时冲击吸收能量达到最高(157 J)。冲击断口形貌由准解理断裂过渡为韧窝断裂,钢中有大量逆转变奥氏体。552℃时效时,15-5PH钢的基体组织为高密度位错板条马氏体+逆转变奥氏体,并有大量弥散、细小的富铜相析出,富铜相是钢中主要的强化相。

固溶温度对15-5PH不锈钢耐点蚀性能的影响

用化学浸泡、极化曲线、循环极化曲线和电化学阻抗谱等方法研究了不同温度固溶后直接时效状态的15-5PH马氏体沉淀硬化不锈钢的耐点蚀性能,并用金相显微镜、x射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析其显微组织和析出相。结果表明,15-5PH不锈钢随着固溶温度的升高,自腐蚀电位减小,自腐蚀电流和腐蚀速率增大,耐点蚀性能下降。不同温度固溶后时效的基体组织均为板条马氏体和少量奥氏体,且均有NbC相析出。在1000℃下固溶后时效组织较均匀,析出相少,耐点蚀性能优异。在1070℃下固溶后时效组织中有Cu析出,进而导致其耐点蚀性能下降。

海洋大气环境下17-7PH不锈钢的接触腐蚀研究

为了研究17-7PH不锈钢在海洋大气环境下接触腐蚀的防护问题,将不同表面状态的17-7PH不锈钢板状试样在青岛团岛和海南万宁进行1年的大气暴晒试验,对其宏观腐蚀形貌对比,并测定其疲劳寿命,采用扫描电子显微镜(SEM)观察暴晒试样表面腐蚀形貌,用光学显微镜比较腐蚀坑深度,分析海洋大气腐蚀对17-7PH不锈钢疲劳性能的影响,最后得出了17-7PH不锈钢的腐蚀防护措施。结果表明:在青岛暴晒的不涂漆17-7PH不锈钢试样表面色泽变暗,有均匀的细小点蚀,而海南的试样表面有大面积较均匀的褐色锈层,特别是17-7PH不锈钢与TC18钛合金连接处腐蚀较为集中,但腐蚀并没有降低其疲劳寿命;从暴晒试样的表面微观腐蚀形貌比较,无论涂漆与否,17-7PH不锈钢表面都有轻微腐蚀,但只局限于表层,点蚀不深,并且趋向均匀腐蚀;17-7PH不锈钢抗大气腐蚀性能很好,经钝化后可不涂漆直接在海洋大气环境中使用1年,而不会对其疲劳性能产生明显影响。

时效温度对强力旋压15-5PH钢组织与力学性能的影响

研究了强力旋压制备的大变形率15-5PH马氏体沉淀硬化不锈钢薄壁筒形件组织和性能与时效温度之间的关系。研究结果表明,旋压试样在450~620℃温度范围内时效组织仍然存在比较明显的各向异性,与未经旋压试样时效后组织相比,旋压试样时效后组织细化,沉淀相的分布更均匀,尺寸更小;随着时效温度的升高,旋压时效试样的抗拉强度不断降低,断后伸长率提高;同一时效温度下,旋压时效后的试样抗拉强度比未经旋压试样时效后的抗拉强度高,但断后伸长率低。

碲处理对15-5PH钢中硫化物夹杂改性的作用

15-5PH沉淀硬化不锈钢具有优良的机械加工性能,而钢中夹杂物可以对其性能造成显著影响。在加工时,长条状的硫化物夹杂往往会导致含硫钢的横向性能下降,呈现出明显的各向异性,进而导致材料因断裂而失效。为了研究碲处理对钢中硫化物形貌的影响,利用高温试验、扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)及统计方法,研究了碲处理对15-5PH钢中的硫化物形貌、尺寸、长宽比的影响,同时探讨了碲对硫化锰夹杂物形貌控制的机理。试验结果表明,碲处理使钢中的长条、链状的Ⅱ类硫化物改性为球状的MnS-MnTe和(Al-Si-O)-MnS-MnTe复合夹杂物。钢中加碲后硫化物夹杂的形貌和分布大幅度改变,钢中夹杂物的长宽比由1.83降至1.49,夹杂物的球化率显著提高,改性效果较为明显。当碲硫比为1.42时,夹杂物的长宽比较低,且夹杂物的尺寸较小,改性效果最佳。当碲硫比为2.32时,发现钢中出现了单独存在的高碲相和硫化物镶嵌在碲化物中的大型夹杂,夹杂物的平均尺寸有所上升,改性效果有所下降。试验研究表明,碲处理钢中的夹杂物,存在一个最佳的加入量,继续增加碲硫比并不能使硫化物的球化效果进一步提高。加入适量的碲,可以显著球化钢中的硫化物夹杂,降低夹杂物的长宽比,提高钢的横向性能,改善钢的切削性能。试验研究能够为钢中硫化物改性提供更多的应用场景与可能,为现场工艺制定提供一定的参考。