SUS304奥氏体不锈钢TIG焊电弧增材制造工艺优化

为探索SUS304奥氏体不锈钢TIG焊电弧增材制造的最佳工艺窗口,采用不同沉积工艺参数对SUS304不锈钢进行单道多层墙体成形试验,试验通过改变电弧移动速度、送丝速度和层间冷却时间,研究其对墙体平均宽度和高度的影响,并考察墙体的金相显微组织和力学性能。结果表明,当热输入保持不变时,电弧移动速度和送丝速度相匹配,才能保证沉积过程的稳定;在保持热输入不变的情况下,随着电弧行走速度的增加,沉积层平均宽度从10.54 mm减小到7.5 mm,平均高度从6.75 mm减小到4.16 mm;随着送丝速度的增加,沉积层的平均宽度和高度均增加,其高度增加大约1 mm;随着层间冷却时间的增加,沉积层平均宽度明显增加,从层间冷却时间为2 min的10.54 mm增加到5 min的11.6 mm,高度变化不大,均在6.5 mm左右;沉积墙体的显微组织出现明显的方向性,主要由大量奥氏体和少量铁素体组成;相比于SUS304母材而言,x和z方向的抗拉强度均有所下降,约为母材的82.5%,且x方向的断后伸长率大于z方向。

SUS304奥氏体不锈钢的摩擦变形层研究

研究了SUS 304奥氏体不锈钢与Al2O3陶瓷球以及GCr15轴承钢球对摩的摩擦特性,利用X射线衍射仪、金相显微镜和显微硬度计研究了SUS 304奥氏体不锈钢磨痕表层及其次表层硬度、磨痕表面的马氏体转变与试验条件的关系.结果表明:当载荷大于30 N后,摩擦系数在剧烈波动前存在1个与试验时间或滑动距离相关的孕育期;SUS 304奥氏体不锈钢磨痕表层的显微硬度从次表层至表层呈上升趋势;在相同滑动速度下,随着载荷增加,磨痕表层的显微硬度增大;摩擦诱发了亚稳奥氏体向马氏体转变,且磨痕表层诱发转变的马氏体含量随载荷和滑动速度的增加而降低;在载荷和摩擦剪切应力作用下,由于表层晶粒细化、相变马氏体和高密度位错的综合作用使得其显微硬度增大.

SUS304奥氏体不锈钢摩擦跑合阶段的摩擦表面层演变及其对摩擦行为的影响

跑合阶段材料的形变过程与组织变化对材料的摩擦行为有重要影响.试验以SUS304奥氏体不锈钢和WCCo硬质合金球为对摩副,采用50 N载荷进行干摩擦试验,对跑合初期磨痕表面粗糙度、氧含量、硬度、形貌、物相以及磨痕截面硬度等分布进行了观察与测量.结果显示:摩擦的最初4个周次,SUS304不锈钢表层发生剧烈的马氏体相变以及塑性变形,导致磨痕表面迅速粗化并生成磨屑,这对随后SUS304不锈钢跑合阶段的摩擦行为产生了重要影响.在后续的摩擦过程中,SUS304不锈钢表层和亚表层组织逐渐演化,形成较为稳定的结构,使得摩擦过程进入稳态.

激光金属沉积成形304奥氏体不锈钢的缺陷和硬化现象

【目的】为了掌握激光金属沉积成形304奥氏体不锈钢的材料缺陷和硬化情况,为后续该技术成形金属材料的工程应用提供参考。【方法】该文对激光金属沉积成形304奥氏体不锈钢的材料缺陷和单调/循环交变载荷作用下的硬化现象进行了研究。【结果】研究结果表明,激光金属沉积成形材料的表面十分粗糙并具有明显的堆叠痕迹,成形材料中存在孔洞、氧化物夹杂和未熔颗粒等缺陷;在单调载荷作用下,成形材料表现出应变硬化,应变硬化指数为0.4,低于传统锻造工艺成形材料;在应变控制的循环交变载荷作用下,成形材料在试验起始阶段产生循环硬化,而在较低应力控制的循环交变载荷作用下,成形材料在试验起始阶段产生循环软化,随着循环加载次数的增加,成形材料产生循环硬化。【结论】由于独特的成形工艺,激光金属沉积成形304奥氏体不锈钢不可避免存在材料缺陷,在单调载荷、应变控制的循环交变载荷及较低应力控制的循环交变载荷作用下均会出现硬化现象。

SUS304不锈钢箔电流辅助微拉伸变形行为研究

目的基于电流辅助微拉伸实验,研究SUS304不锈钢箔的流动应力和微观结构的影响规律,为SUS304不锈钢箔的电流辅助微成形工艺提供指导。方法通过电流辅助微拉伸工艺,研究在应变速率为0.001 s^(−1)、频率为100 Hz、占空比为50%的条件下,不同电流密度和晶粒尺寸对SUS304不锈钢箔力学性能的影响规律,通过扫描电子显微镜和准原位电子背散射衍射分析电流密度和晶粒尺寸对SUS304不锈钢箔微观组织的影响规律。结果SUS304不锈箔的流动应力随着晶粒尺寸的增加而降低。脉冲电流的引入可以降低SUS304不锈钢箔的流动应力,同时也降低了SUS304不锈钢箔整体的伸长率。随着电流密度的增加,韧窝尺寸变得大而深,断裂模式由准解理断裂向韧性断裂转变,脉冲电流改善了SUS304不锈钢箔的局部韧性。另外,脉冲电流可以减小KAM值,脉冲电流的引入可以减小几何必须位错密度,对于晶粒尺寸为11.98μm的不锈钢箔,其几何必须位错密度降低得更显著,晶粒间变得更均匀,变形协调性更好。结论采用电流辅助微拉伸有效降低了SUS304不锈钢箔的流动应力。晶粒尺寸较小的SUS304不锈钢箔具有更好的变形协调性。

SUS304亚稳奥氏体不锈钢在耦合摩擦和变形条件下的磨损行为研究

在自制的耦合摩擦和变形的试验机上初步研究了SUS304亚稳奥氏体不锈钢带的磨损变形行为,分析了在耦合摩擦和变形条件下的形变量、磨痕表面的马氏体转变以及磨痕形貌与试验条件的关系。结果表明:研制的试验机实现了SUS304亚稳奥氏体不锈钢带的摩擦和塑性变形的耦合行为;不仅带试样摩擦表面的形貌随正压力增加变化明显,而且其形变量和诱发转变的马氏体量均增大,但马氏体量增加对SUS304奥氏体不锈钢的磨损无明显影响。

SUS304不锈钢冷轧粘辊现象的改善方法

SUS304不锈钢因其优良性能而被广泛应用,但在冷轧生产过程中存在粘辊现象,会造成产品质量和生产效率的下降。对已有的用来判断冷轧粘辊程度的粘着指数模型进行了优化,重点分析了轧制规程、轧制速度、轧辊尺寸、轧辊表面粗糙度等对粘辊程度的影响。提出在满足实际生产调节范围的前提下,通过优化轧制规程、降低轧制速度和压下率、采用更小直径轧辊等方法,可以有效改善粘辊现象。

不同焊接工艺对304奥氏体不锈钢焊接接头应力腐蚀的影响研究

304奥氏体不锈钢在海洋石油和LNG等领域应用较为广泛,其拥有良好的综合力学性能及抗腐蚀能力,且不同焊接工艺会影响304奥氏体不锈钢焊接接头的抗应力腐蚀性能。对不同焊接工艺(有空气干扰的焊接条件、无空气干扰的焊接条件)下的304奥氏体不锈钢焊接接头进行了SCC特性研究,计算求得应力腐蚀敏感性,并研究了不同焊接工艺对抗应力腐蚀能力的影响。结果表明:无空气干扰的焊接条件下能够得到更好的抗应力腐蚀特性。

Sn对SUS304HC奥氏体不锈钢的有害影响

研究了 Sn在 SUS30 4 HC含铜奥氏体不锈钢生产中的有害影响。结果表明 :Sn原子易在钢锭激冷层产生偏析 ,通常聚集在晶界上 ,削弱了晶界结合力 ,使热塑性下降。锡含量高的 SUS30 4 HC含铜奥氏体不锈钢初轧开坯时容易出现开裂现象。 SUS30 4 HC含铜奥氏体不锈钢中锡含量在 0 .0 11%以下 ,铅当量 1.1× 10 - 6以下 ,一般不会对热塑性产生不良影响。通过改变加入的 Cu合金种类 ,并对含 Sn废钢加入量进行控制 ,解决了 SUS30 4 HC中锡含量高的问题。

炼化装置高温环境TP304H不锈钢部件断裂原因分析及焊接处理

为了解决炼化企业生产装置存在的实际问题,保证一次性焊接修复成功,有效延长高温环境TP304H奥氏体不锈钢部件的使用寿命,文中针对开裂原因进行了分析,并对焊接裂纹的有关问题进行阐述,讲述了裂纹彻底切除和性能还原的优缺点,论证了修复时降低焊缝拘束度以减小残余应力的具体操作。

Super304H奥氏体不锈钢的抗高温氧化性能

采用称重法测得了Super304H和Super304HS两种奥氏体耐热不锈钢在不同温度下的高温氧化动力学曲线,研究发现:两种不锈钢的氧化动力学曲线遵循抛物线规律,Super304HS的抗氧化性能明显优于Super304H,而且Super304H在900℃时氧化100 h后,氧化膜明显脱落.利用扫描电镜、X射线衍射的方法对Super304H不锈钢氧化膜表面的形貌及结构进行了研究,结果表明:在700℃和800℃时,两种材料氧化膜组成相似,都是Cr2O3和少量尖晶石结构的FeCr2O4,Su-per304H钢在900℃时的氧化产物主要由Cr2O3,Fe2O3和尖晶石FeCr2O4组成,Super304HS在900℃时的氧化膜主要由Cr2O3和尖晶石FeCr2O4组成.

SUS304不锈钢MAG焊接头组织与性能

通过金相观察、力学性能和耐晶间腐蚀性能试验,研究了SUS304不锈钢MAG焊接头组织与性能。结果表明,接头的抗拉强度不低于母材,而且塑性良好。焊缝为奥氏体组织,呈较为粗大的柱状晶形态,且与母材熔合良好;过热区的晶粒长大不严重。焊态时,焊接接头的腐蚀速率与母材相当,经敏化处理,接头的腐蚀速率大大增加。

不同拉伸速率对SUS304不锈钢室温拉伸力学性能的影响

研究拉伸速率对SUS304不锈钢室温拉伸性能的影响,分析了材料在拉伸过程中微观组织、马氏体转变量和温度的变化。实验结果表明,当拉伸速率为0.005s-1时,材料表面温度升高明显;速率小于0.005s-1时,随着速率的减小,马氏体转变量明显增多;当速率大于0.005s-1时,马氏体转变量少,但变化不大。随着拉伸速率的提高,材料的屈服强度略有增加,抗拉强度和延伸率明显降低。基于拉伸实验结果,提出了考虑应变速率的SUS304不锈钢本构模型,该模型能较好的反映拉伸速率对真应力-应变曲线的影响规律。

SUS304不锈钢点焊与胶焊接头的疲劳强度分析

通过拉剪实验测定1.5mm厚SUS304不锈钢点焊接头、胶焊接头的抗拉强度,并开展疲劳实验,获得不同应力水平下两种接头的疲劳寿命,得到两种接头的载荷-寿命曲线;借助扫描电镜分析接头疲劳失效过程。结果表明:当焊接电流为10.0kA、焊接时间为80ms、电极压力为0.5 MPa时,能获得较好的胶焊接头。在此焊接参数下,点焊接头、未固化胶焊接头和固化胶焊接头的平均失效载荷分别为12 825.5N、10 345.6N、10 022.9N;在疲劳实验载荷-寿命曲线的有限寿命区内,SUS304不锈钢胶焊接头的疲劳强度均大于点焊接头;点焊接头和胶焊接头的疲劳失效形式主要由母材眉状裂纹失效和界面撕裂失效两种形式组成;胶焊接头的疲劳失效过程中,首先是胶层粘接失效,随后疲劳裂纹从板间内表面热影响区边缘萌生,沿板厚与板宽方向扩展直至发生疲劳失效。

304奥氏体不锈钢管T型焊接处渗漏原因

某304奥氏体不锈钢管外圈表面T型焊接加强套管的焊缝位置出现渗漏,采用宏观观察、化学成分分析、液体渗透检测、金相检验和扫描电子显微镜分析等方法研究其渗漏原因。结果表明:焊缝处存在大量气孔、未焊透、纵向裂纹等焊接缺陷,裂纹已穿透管壁;奥氏体不锈钢与加强套管为异种金属焊接,产生了较高的焊接残余应力,同时焊接热输入量过大导致不锈钢的晶界性能变弱,从而引起开裂。

地铁用SUS301L奥氏体不锈钢激光焊接头残余应力研究

对地铁用SUS301L奥氏体不锈钢激光焊和熔化极活性气体保护焊(MAG)焊接接头的残余应力进行了X射线衍射测试分析。测试结果表明:激光焊和MAG焊接头均存在较大值的残余拉应力,残余应力分布趋势相同。激光焊接头残余应力峰值低于MAG焊接头残余应力峰值,这是由于激光焊热输入量较小,对母材热影响较小,母材塑性压缩效应低造成的。

Super304H奥氏体不锈钢晶间腐蚀的研究进展

Super304H奥氏体不锈钢(0.10C-18Cr-9Ni-3Cu-0.4Nb-0.08N)为超超临界机组过热器和再热器的首选材料之一,由于该钢含碳较高,服役温度(～650℃)为M_(23)C_6沿晶界析出的敏化温度,如何避免晶间腐蚀发生是Super304H钢主要研究课题。本文综述了国内外Super304H钢晶间腐蚀倾向的研究进展,包括晶间腐蚀机理,钢中合金元素特别是Nb/C,双固溶处理、稳定化处理,焊接工艺、600～700℃高温时效对该钢晶间腐蚀的影响和Super304H钢晶间腐蚀敏感性的表征方式。展望了Super304H钢的研究方向。

渗硼层对SUS304不锈钢耦合变形的摩擦行为的影响

为了模拟成形过程中板带变形与摩擦的耦合作用,采用自制的耦合变形的摩擦试验装置研究了SUS304亚稳奥氏体不锈钢带分别与淬回火和渗硼处理的DC53冷作模具钢的往复摩擦行为,分析了钢带试样的塑性变形及相变行为并观察了其磨损表面形貌。结果表明,无论是淬回火亦或是渗硼处理的DC53与不锈钢试样配对摩擦,钢带试样的变形量与时间均呈对数关系;载荷增大,摩擦系数减小,而滑动速率对摩擦系数的影响很小,所有试验条件下摩擦系数均随试验进程表现出逐渐降低后趋于稳定的规律。与淬回火钢配对的不锈钢带的磨损机理以粘着磨损为主,与渗硼层明显改善了钢带的粘着磨损趋向,磨损机理以磨粒磨损为主。冷作模具采用渗硼处理可改善不锈钢冲压成形过程中的粘着磨损问题。

SUS304不锈钢在浓缩自来水中的点蚀敏感性

采用极化曲线研究了SUS304不锈钢在不同温度浓缩不同倍率的自来水中的点蚀敏感性,比较了含不同浓度氯化钠的去离子水和自来水对不锈钢耐点蚀性能的影响。结果显示,随自来水温度和浓缩倍率的提高,不锈钢的点蚀敏感性增大;与自来水相比,在去离子水中氯离子对不锈钢点蚀敏感性的影响更显著。

SUS304不锈钢表面抛光缺陷原因分析及改进措施

对SUS304不锈钢抛光"点状"缺陷解析表明,缺陷主要是由于Al2O3等脆性夹杂物在抛光处理后部分脱落而形成。控制钢水T[Al]、提高AOD炉渣还原性能、喂SiCaBa线处理等夹杂物控制技术,实现了板坯总[O]从45.1μg/g下降为30.7μg/g,而且夹杂物变性,改善了表面抛光"点状"缺陷。