UNS S32750超级双相不锈钢焊接工艺研究

为了保证UNS S32750超级双相不锈钢无缝钢管焊接质量,充分考虑管材焊接特点,搭配使用合理的焊接工艺,同时开展工艺评定。试验结果显示:通过选用合理的焊接材料、合适的焊接参数,UNS S32750超级双相不锈钢无缝钢管试样的各项力学性能、抗腐蚀性能、铁素体含量均与评估标准相匹配,在试验焊接工艺上符合规范要求,能满足苛刻标准、现场施工情况等多方面的需要。

超级双相不锈钢S32750压力容器封头成形工艺

系统探讨了S32750超级双相不锈钢压力容器封头的成形工艺。通过对S32750超级双相不锈钢的化学成分、金相组织、力学性能和耐腐蚀性能的分析,确定了该材料具有高强度、良好的焊接性能和耐腐蚀性能。基于材料特性和相关标准规定,制定封头的成形工艺,采用两步法成形:冷冲压预成形和热冲压终成形。成形过程的关键控制点包括原材料验收、划线下料、边缘准备、冷热冲压成形、恢复性能热处理等。成形后,对封头的形状尺寸、厚度、硬度及铁素体含量等进行检测,验证了成形工艺的有效性。在封头母材上进行拉伸、冲击、晶间腐蚀等试验,结果表明封头的力学性能和耐腐蚀性能得到了良好恢复。

S32750超级双相不锈钢在含有Cl^(-)的柠檬酸溶液中的电化学行为

通过开路电位、动电位极化、电化学阻抗等电化学方法,考察了S32750超级双相不锈钢(SDSS)在2%~10%柠檬酸溶液中的腐蚀行为,以及氯离子对超级双相不锈钢腐蚀行为的影响。结果表明:随着柠檬酸质量分数逐渐增大,S32750SDSS的抗腐蚀性能逐渐增强。但溶液中一旦存在氯离子,S32750SDSS在柠檬酸溶液中则表现出更大的自腐蚀电流密度,更低的击穿电位,抗腐蚀性能明显减弱。

充氢电流密度对S32750 SDSS在0.6mol/L NaCl中腐蚀行为的影响

对于处在富氢环境下的钢材料,使用寿命和性能会因氢的存在而大大降低,进而对设备安全运行造成隐患。本文将S32750 SDSS作为研究对象,在不同电流密度下对其进行电化学充氢,通过电化学阻抗谱、动电位极化曲线等电化学测试研究了氢对其耐腐蚀性能的影响。结果显示:提升充氢电流密度,S32750 SDSS容抗弧半径减小,自腐蚀电位、点蚀电位负移,自腐蚀电流、点蚀电流密度增大,材料耐蚀性能变差。

压力容器中在Q345R上堆焊S32750焊接工艺的探讨

通过对其焊接性能的分析,提出焊接工艺评定方案并获得合适的焊接工艺参数,并通过试验证明,采用合理的焊接参数,严格控制焊接参数,获得符合目标要求的结果。对实际生产具有指导作用。

固溶温度对超级双相不锈钢S32750板材组织和耐蚀性的影响

研究了920～1 100℃固溶处理温度对S32750钢中板(%:0.022C、25.35Cr、7.17 Ni、4.05Mo、0.28N)组织和6%FeCl_3+0.05NHCl溶液耐蚀性的影响。结果表明,≤1000℃固溶处理时,钢中析出脆性σ-相,铁素体含量≤11%,钢的硬度增加,钢的塑性、韧性和耐蚀性急剧下降,于1050～1100℃固溶处理,钢中组织为46%～47%铁素体+奥氏体组织,具有良好的综合力学性能和高的耐蚀性。

固溶处理对超级双相不锈钢S32750组织和性能的影响

研究了950～1 200℃60 min水冷的固溶处理对超级双相不锈钢S32750(/%:0.02C、0.49Si、1.03Mn、0.026S、0.001P、25.01 Cr、7.03Ni、3.80Mo、0.29N)12 mm板的组织、力学性能和耐蚀性的影响。结果表明,随固溶温度升高,钢中铁素体相增加,奥氏体相减少;在950℃加热时铁素体中析出大量σ-相,使钢的性能恶化,在1 050～1 100℃固溶处理后,钢中铁素体相和奥氏体相各占50%,S32750钢具有较好的综合力学性能和优良的耐蚀性能。

时效处理对S32750双相不锈钢显微组织和力学性能的影响

对S32750双相不锈钢进行了1 070℃×3 min水冷固溶处理,随后分别在300℃、350℃、400℃、500℃、800℃和850℃时效处理3 h,以及在350℃分别时效3 h和7 h。研究了时效工艺对该不锈钢显微组织和力学性能的影响。结果表明,该双相不锈钢在400℃、800℃和850℃时效处理后,有析出相产生,导致钢的冲击韧度降低;在350℃短时间时效处理后,没有明显的析出相产生,随着时效时间的延长,析出相逐渐增多,导致钢的冲击韧度下降。此外,由于S32750双相不锈钢有很强的晶间物析出倾向,应严格控制时效的温度和时间。

固溶处理的冷却对S32750双相不锈钢组织和力学性能的影响

对尺寸为30 mm×30 mm×300 mm的S32750双相不锈钢试样进行了1 070℃保温1.5 h、随后分别炉冷、空冷、5×10~5 Pa氮气冷却、油冷和水冷的固溶处理。检测了试样的显微组织和力学性能。结果表明:在真空炉中炉冷固溶处理的S32750钢中出现了脆性相,影响钢的冲击性能;当以大于空冷的速度冷却后,钢为两相组织,并且随着冷却速度的进一步增大,钢的冲击韧度也缓慢增加,但抗拉强度和屈服强度随冷却速度增大的变化不明显。

超级双相不锈钢S32750固溶处理组织的EBSD研究

应用EBSD技术研究了1 000℃～1 300℃固溶处理对超级双相不锈钢S32750组织的影响。结果表明,1 050℃以上固溶可以消除热轧态的σ相;随着固溶温度升高,铁素体相含量增加,奥氏体相含量下降,1 200℃以上铁素体晶粒明显长大;最佳固溶处理温度在1 050℃～1 100℃之间。

S32750超级双相不锈钢在低温模拟海水中的腐蚀行为

为了考察S32750超级双相不锈钢(SDSS)在低温海水中的腐蚀性能,通过浸泡试验、动电位极化和电化学阻抗等方法,研究了S32750 SDSS和316L不锈钢(316L SS)在5℃的模拟海水(质量分数为3.5%Na Cl)中的腐蚀行为,采用Mott-Schottky曲线对低温下钝化膜的半导体性质进行了分析,并通过金相显微镜观察了两者腐蚀后的表面形貌。结果表明:在低温海水中,S32750 SDSS比316L SS表现出了更低的腐蚀速率,且S32750 SDSS表面腐蚀凹坑的数量较少;2种不锈钢均能形成稳定的钝化膜,且S32750 SDSS比316L SS展现出更大的钝化区间以及更高的点蚀电位、钝化膜电阻和电荷转移电阻,这主要与S32750 SDSS表面钝化膜更加致密、缺陷数量更少等因素有关。

时效处理对S32750超级双相不锈钢在低温海水中腐蚀行为的影响

不恰当的焊接或热处理会导致S32750超级双相不锈钢(SDSS)产生析出物,从而影响S32750 SDSS的腐蚀行为。通过金相显微镜观察了S32750 SDSS经850℃时效处理10,60,120 min后的显微组织,采用X射线衍射仪分析了时效处理后各试样的物相结构,并借助极化曲线、电化学阻抗谱和Mott-Schottky曲线等方法,研究了不同时间时效处理对S32750 SDSS在低温模拟海水(5℃的3.5%NaCl溶液)中腐蚀行为的影响,使用金相显微镜观察其极化曲线测试后的表面形貌。结果表明:当时效时间为10 min时,S32750 SDSS内有σ相析出;随着时效时间的延长,σ相的析出量逐渐增多,S32750 SDSS在低温海水中的自腐蚀电流密度和维钝电流密度也随之增大,击穿电位随之下降,蚀坑数量逐渐增多,腐蚀逐渐变得严重,抗腐蚀性能随之下降,这主要与σ相降低了钝化膜的稳定性、增加了腐蚀原电池的数量等有关。

充氢时间对S32750超级双相不锈钢在NaCl溶液中腐蚀行为的影响

为了考察氢对S32750超级双相不锈钢(SDSS)腐蚀行为的影响,将S32750 SDSS在25℃的1.26mmol/L Na_4P_2O_7+0.5 mol/L H_2SO_4溶液中进行不同时间的电化学充氢。通过开路电位、动电位极化曲线、电化学阻抗曲线和Mott-Schottky曲线表征了充氢后S32750 SDSS在3.5%NaCl溶液中的电化学行为。结果表明:随着充氢时间的延长,S32750 SDSS的自腐蚀电位逐渐负移,自腐蚀电流密度和维钝电流密度区间逐渐增大,击穿电位逐渐降低,Mott-Schottky曲线斜率逐渐减小。这主要是因为材料中增加的氢延缓了钝化膜生成,增加了钝化膜的缺陷浓度,降低了钝化膜的稳定性和完整性,使钝化膜更容易发生破裂和溶解,电极反应速度加快,腐蚀趋势因而增大。

铸态超级双相不锈钢S32750热变形行为及组织演变

通过Gleeble-3800热压缩实验研究了铸态超级双相不锈钢S32750(/%:0.017C,0.53Si,0.93Mn,0.023P,0.001S,25.58Cr,7.00Ni,4.03Mo,0.28N)在变形温度为950~1 200℃、应变速率为0.1~25/s、真应变为1条件下的热变形行为与组织演变规律。结果表明,超级双相不锈钢S32750热变形行为受变形温度和应变速率的影响明显。在950~1 050℃、0.1/s变形时,流变曲线表现出"类屈服平台"特征;当变形温度为1100~1 200或应变速率为10/s、25/s时,流变曲线为典型的动态再结晶特征。对其微观组织进行观察发现,铁素体在各变形条件下均发生动态再结晶;奥氏体在950℃和1 200℃时基本不受应变速率影响,前者发生动态回复,后者发生动态再结晶。而在1 050℃时,受应变速率影响较大:小应变速率下(0.1/s)下发生动态回复,大应变速率下(10/s)发生动态再结晶。

S32750无缝钢管冷轧开裂原因分析及控制

通过工艺分析和理化检验,探讨了S32750无缝钢管冷轧开裂产生的具体原因,排除了冷轧工艺及夹杂物对开裂现象的影响,提出了金属间相是造成开裂的主要原因。金属间相是在热挤压过程中产生的,且在热挤压过程中无法避免,需通过后续的固溶工序消除。不同工艺的固溶试验结果表明:S32750无缝钢管热处理最佳固溶温度为1 100℃,保温时间为(壁厚×2)min;此时,既可以保证析出相全部溶解,同时钢管也可以顺利冷轧,并具备优异的组织性能。

表面粗糙度及氢对S32750 SDSS在模拟海水中腐蚀行为的影响

对于富氢服役工况下的钢材结构,其服役时间以及服役性能都与其表面粗糙度有很大关系,但是目前对于S32750超级双相不锈钢富氢环境下的表面粗糙度研究较少。为此采用开路电位(OCP)测试法、电化学阻抗谱(EIS)等方法,研究了表面粗糙度Ra分别为0.244、0.178、0.124、0.054μm的S32750 SDSS充氢后在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明:随着表面粗糙度Ra的增大,开路电位越负,容抗弧直径越小,耐蚀性大幅降低。表面粗糙度越大,在富氢环境下试件表面发生的点蚀越严重。

硝酸钝化时间对S32750超级双相不锈钢腐蚀行为的影响

为了进一步提高S32750超级双相不锈钢(S32750 SDSS)的抗腐蚀性能,采用质量分数为40.0%的硝酸对其进行钝化处理,通过电化学极化曲线、电化学阻抗谱、Mott-Schottky曲线以及浸泡等方法,考察了硝酸钝化不同时间后S32750超级双相不锈钢的耐蚀性,并观察了腐蚀前后试样表面的腐蚀表面形貌。结果表明,钝化时间对S32750超级双相不锈钢钝化膜耐蚀性有显著影响,当钝化时间小于120 min时,钝化时间越长,腐蚀速率越小,钝化膜耐蚀性越好。

双相不锈钢S32750双管板换热器的胀接工艺

双相不锈钢S32750强度及硬度高,以S32750为换热管的双管板换热器胀接困难。将内管板材质由原设计的16Mn,Ⅲ级锻件改为20Mn Mo Nb,Ⅲ级锻件,将管板孔槽由原设计的3-6-3结构改为8-8-8结构,采用液压胀,解决了S32750高强钢胀接难题。

超级双相不锈钢S32750自熔焊工艺性能研究

深水项目中的材料需耐高压和耐海水氯离子腐蚀,本文对深水项目中使用的3/8寸小口径超级双相不锈钢UNS S32750进行轨道自熔焊工艺研究,并对焊接接头进行了射线探伤、拉伸、弯曲、硬度测试,使用光学显微镜对接头金相组织金相了分析和点蚀实验。结果表明,焊接接头无缺陷,机械性能优良,焊缝组织为均匀分布的铁素体和奥氏体,无连续碳、氮化合物和金属间化合物析出,耐点蚀性能良好。

高温高Cl-含量环境中H_(2)S/CO_(2)分压对超级双相不锈钢UNS S32750点蚀行为的影响

在高温、高Cl-含量及不同H_(2)S/CO_(2)分压条件下对超级双相钢UNS S32750进行了腐蚀浸泡试验,并采用失重法、激光共聚焦显微镜、X-射线光电子能谱(XPS)分析了超级双相不锈钢UNS S32750的均匀腐蚀速率、点蚀形貌和表面钝化膜组成。结果表明:在试验条件下当H_(2)S/CO_(2)分压不大于30kPa/150kPa时,超级双相不锈钢UNS S32750具有良好的耐均匀腐蚀和点蚀性能;但当H_(2)S/CO_(2)分压为100kPa/500kPa时,H2S造成了钝化膜的局部破坏,引发阳极性溶解,使超级双相不锈钢UNS S32750发生点蚀;钝化膜主要由FeS_(2)、NiO、NiS、Cr_(2)O_(3)及Fe(OH)_(2)组成。