铝含量对铸造316L不锈钢组织和性能的影响

采用中频无芯感应炉熔炼和砂型铸造的方法,制备了不同Al含量的316L奥氏体不锈钢,利用X射线衍射仪、光学显微镜、带能谱仪的扫描电镜、电子探针、拉伸试验和腐蚀试验,研究了Al含量对316L不锈钢的组织和性能的影响。结果表明:随Al含量增加,合金的基体相由奥氏体相转变为奥氏体+铁素体双相组织,并出现少量的氮化物;随Al含量增加,铸态和固溶态的316L不锈钢的屈服强度明显增大、抗拉强度先减小后增大、硬度显著增大,而伸长率降低。铸态316L不锈钢的耐腐蚀性能先降低后升高,经过固溶处理的合金的抗晶间腐蚀性能明显提高。Al含量为1.5%的固溶态316L不锈钢具有较好的综合性能,和铸态不加Al的316L不锈钢相比,各项性能指标有了很大提高,它对工业的生产具有极其重要的意义。

含铜3.6%抗菌奥氏体不锈钢的热变形行为研究

采用热压缩试验研究了含铜3.6%抗菌奥氏体不锈钢的热变形行为,分析了真应变0.69,温度900-1150℃,应变速率0.01-20s^-1时钢的真应力-应变曲线。通过动力学计算了热变形激活能。依据动态材料模型构建了热加工图,并利用显微镜观察了不同变形下的微观组织。结果表明,计算的热变形激活能Q为376.017kJ/mol。不同应变下失稳区在热加工图的位置不断变化。在低温、低应变速率区和中温高应变速率下,组织易出现局部流动失稳现象。峰值耗散因子在(1075-1150)℃/0.01s^-1区域内,组织发生动态再结晶,为较优的热加工范围。

含CO_2气田用316L奥氏体不锈钢的应用边界条件

结合含CO_2气田的实际工况,在模拟气田冷凝水、气田水溶液中对316L奥氏体不锈钢焊接接头在不同温度、pH值、氯离子质量浓度、加载应力条件下的抗氯化物应力腐蚀开裂性能进行了研究,提出了含CO_2气田用316L奥氏体不锈钢管的应用边界条件。结果表明:316L奥氏体不锈钢在含CO_2气田中使用时,随pH值的不同,温度、氯离子质量浓度的应用边界条件会发生变化。

不锈钢-铝电极电絮凝处理含铜废水的试验研究

采用不锈钢-铝为电极的电絮凝法对含铜废水进行了处理试验研究,模拟废水铜离子浓度为150 mg/L,以废水中的铜离子浓度和COD去除率为考察指标,在电流密度为15 mA/cm2、极板间距为3 cm、pH值为7、电解时间为120 min的条件下,Cu2+的去除率平均能达到99%以上,COD的去除率亦能达到97%;在此基础上,应用于实际的电路板腐蚀液废水的处理试验,发现Cl-浓度在200 mg/L以上时,对废水先进行相关预处理也能达到较好的处理效果,该研究对进一步探讨Cl-对电絮凝的影响机理有一定的借鉴意义。

核级316NG控氮奥氏体不锈钢的局部腐蚀行为

采用电化学测试法、点腐蚀试验法、盐雾腐蚀试验法和慢应变速率测试法,分别对比研究了核级316NG控氮奥氏体不锈钢和321奥氏体不锈钢的局部腐蚀行为,并利用扫描电子显微镜、光学显微镜等分别观察腐蚀后不锈钢的表面形貌。结果表明:316NG和321不锈钢晶间腐蚀再活化率分别为3.83%和4.47%,点腐蚀速率分别为10.74g/(m2·h)和45.97g/(m2·h),盐雾腐蚀速率分别为2.14×10-2 g/(m2·h)和12.32×10-2 g/(m2·h),应力腐蚀开裂敏感指数分别为0.078和0.10;316NG不锈钢中N和Mo元素提高了其耐局部腐蚀性能,因此其耐局部腐蚀性能均优于核电站结构材料321不锈钢的。

06Ni31Cr19Mo2Nb含铌奥氏体不锈钢热变形行为及其热加工图

采用Gleeble-3500热模拟试验机对06Ni31Cr19Mo2Nb含铌奥氏体不锈钢进行高温单道次热压缩试验,研究了其在不同变形温度（950～1100℃）和应变速率（0. 01～1 s-1）条件下的热变形行为及组织变化规律,并且根据试验条件下真应力-真应变曲线,推导了该材料的热变形方程和热加工图。研究结果表明：流变峰值应力随温度升高或应变速率降低而降低;变形温度越高,应变速率越低,试验钢发生动态再结晶行为愈发显著。计算出该试验钢的热变形激活能为365. 111 k J·mol-1。基于动态材料模型绘制出不同应变量下的热加工图,其失稳区域和最优热加工区域的分布具有相似性。变形温度在990～1070℃,应变速率0. 0316～0. 1 s-1范围内,材料热加工性能最佳,能量耗散率为43%～45%。

一种含氮Cr-Ni型奥氏体不锈钢的工艺设计与热处理研究

含氮奥氏体不锈钢是资源节约型不锈钢的典型代表。本文依据含H2S油气环境对不锈钢耐蚀及力学性能的要求,对一种Cr-Ni型奥氏体不锈钢的成分、冶金工艺进行了设计,并对该不锈钢的铸态、锻态、固溶态组织及力学性能进行了研究。结果表明：该不锈钢铸态为单一奥氏体的枝晶组织,沿晶界析出大量富Cr Mo的滓相;经1150℃锻造后,钢中滓相消失,获得细化的孪晶组织,并具有优良的综合力学性能。经900～1000℃固溶处理,沿晶界有大量Cr N、Cr N2氮化物析出,并随升温沿垂直于锻造方向呈带状偏聚;在1050～1100℃沿孪晶组织发生再结晶,基体中晶粒长大,强度下降,塑韧性增加。

高铝奥氏体不锈钢研究现状及发展趋势

高铝奥氏体不锈钢是一种通过表面形成Al2O3获得优异抗氧化性的新钢种。综述了近年来国内外高铝奥氏体不锈钢的研究现状,主要包括合金成分设计、Al元素对奥氏体不锈钢性能(抗氧化性能、抗蠕变性能、拉伸性能)的影响,并对Mn代Ni高铝奥氏体不锈钢做了简单介绍,最后展望了高铝奥氏体不锈钢未来的发展趋势。

三辊行星轧制含铋奥氏体不锈钢棒材的工艺参数优化

为解决含铋(Bi)奥氏体不锈钢棒材在三辊行星轧制中的芯部开裂问题,本文采用Brozzo延性断裂准则和有限元模拟方法,确定了三辊行星轧制含Bi不锈钢棒材的断裂阈值,采用5因素、4水平正交实验对材料延性断裂行为的影响因素进行极差分析,获得了一组最佳轧制工艺参数,即:加热温度1200℃、摩擦系数0.4、轧辊轴线与轧件轴线偏转角度6°、轧辊与轧件倾斜角54°、轧辊转速60 r/min,利用优化参数进行现场轧制,结果显示,所得含Bi奥氏体不锈钢轧件芯部无明显裂纹。

硼对奥氏体不锈钢高温氧化性能的作用机理

采用氧化增重法研究了B对0Cr25Ni20B钢的高温抗氧化性能的影响,通过透射电子显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析和X射线衍射等方法分析了0Cr25Ni20B钢高温氧化膜的形貌、组成结构及元素分布等,揭示了B对其高温氧化性能的作用机理。结果表明,在高温氧化过程中,加入0.4%的B可以促使耐热钢板材表面形成致密的氧化物薄膜,形成的硼酸盐(Fe_(3)BO_(6))能够抑制氧化行为的深入发展,对材料的抗高温氧化性能有增益作用。

废旧电子塑料热解反应器材料抗腐蚀性能研究

废旧电子塑料在热解脱卤过程中,含卤阻燃剂会分解产生腐蚀性气体HBr和HCl,对反应器产生腐蚀。对奥氏体不锈钢304L、20碳钢及纯铝进行腐蚀实验,并对试件进行金相分析。结果表明,不锈钢304L的抗HBr和HCl气体的腐蚀性能最好,在本实验条件下,不锈钢304L最适用于作废旧电子塑料热解反应器。

少无氧扩散处理对热浸镀铝奥氏体钢氧化开裂影响的实验研究

对扩散热处理后的热浸镀铝1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢进行1000℃高温氧化试验,发现直接扩散处理试样在氧化120 h后表面出现明显开裂,而少无氧扩散处理试样经500 h氧化后表面完好。通过金相显微镜、扫描电镜和能谱仪的观察及分析表明,由于扩散前期在外扩散层形成的Fe-Al合金(脆性相Fe2Al5和条状FeAl2)为氧提供了扩散通道,导致直接扩散试样的合金层内产生了内氧化空洞,在高温氧化阶段,内氧化占据主导地位,使镀层表面开裂。少无氧扩散能够防止氧进入合金层内部,而且随着扩散的进行,合金层的相组成及形态变化也对氧向内扩散起阻碍作用。少无氧扩散试样的高温氧化由外向内进行,延缓了合金层的开裂和脱落。

节镍奥氏体不锈钢凝固模式及氮的影响

在连铸板坯选取氮含量不同试样,利用THERMORESTOR-W型焊接热模拟机对试样局部加热熔化,令其在设定的冷却温度范围以特定的速度冷却,研究氮含量对节镍奥氏体不锈钢初凝组织的影响。试验结果表明:由于氮含量的差异,低氮式样(1号)、高氮式样(2号)的凝固模式不同,且他们随着冷却速度的增加,铁素体及晶粒内部沉淀相的含量变化趋势存在明显的差别。

基于S35140钢的超低碳成分设计和力学性能研究

S35140钢是一种基于25Ni-20Cr的奥氏体耐热钢,为了获得高强度,通常会提高碳含量,但碳含量较高不利于高温时效稳定性和长期耐腐蚀性能。本文在S35140钢的基础上,大幅度降低碳含量,并通过调控N和Nb等微合金元素含量,以及加入Ti元素,促使析出新的强化相,弥补减少碳含量所导致的强度降低。同时引入一定量的Al元素,增强S35140钢的高温强度和抗氧化性能。研究表明,加入微量Nb, N,Ti元素的热轧态实验钢析出了氮化物和细小的Laves相,这些析出相具有较强的强化作用,使其拉伸性能不亚于具有较高碳含量的S35140钢;加入4.7%Al(质量分数)元素后,实验钢的基体中出现了铁素体和奥氏体双相组织,同时析出大量B2-NiAl相,使其室温和高温拉伸强度以及室温韧性均高于其它成分的实验钢。

抗菌处理对含Cu奥氏体抗菌不锈钢组织和性能的影响

研究了含Cu奥氏体抗菌不锈钢的两种抗菌处理方法对其组织、抗菌性能、机械性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明:不同的抗菌处理影响了抗菌不锈钢基体中富Cu相的析出,低温长时间抗菌处理得到的组织中富Cu相比高温短时间抗菌处理得到的富Cu相更细密,细密的富Cu相对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌性更好。与304不锈钢相比,含Cu奥氏体抗菌不锈钢经抗菌处理后对机械性能没有产生明显的影响,耐腐蚀性也没有明显的下降。

含硼水溶液上方蒸汽对奥氏体不锈钢的腐蚀行为

硼酸应用广泛,其对设备腐蚀不容忽视。针对核电站含硼水溶液循环体系中设备顶端腐蚀的实际情况,取304奥氏体不锈钢为研究对象,研究了在给定温度和一定硼浓度水溶液存在下,溶液上方含硼水蒸气对奥氏体不锈钢的腐蚀行为,并将其与相应的溶液腐蚀对比。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)分析了试样表面氧化膜。结果表明:在180℃下腐蚀1 200 h后,304不锈钢在含硼水蒸气中的腐蚀程度高于相应含硼水溶液的腐蚀程度;尽管两种环境中的试样表面均形成了双层氧化膜,但在含硼水蒸气中形成的氧化膜表层富铁镍,而在含硼水溶液中形成的氧化膜表层富铬,并用氧化膜形成机理解释了此现象。

形变马氏体对奥氏体不锈钢力学性能的影响

在不同的低温环境下,对奥氏体不锈钢进行预拉伸试验,研究了温度对材料形变马氏体含量的影响,并分析了不同形变马氏体含量对材料力学性能的影响。结果表明:在变形量和应变速率相同的条件下,温度越低,材料产生的形变马氏体越多;形变马氏体变多会使材料硬化且强度变大,并导致冲击试样缺口处裂纹的扩展速率加快,冲击韧性下降。

含铝奥氏体不锈钢的强化相析出调控和蠕变性能研究进展

根据我国的能源结构,发展大容量、高参数的超(超)临界火电机组和高效的先进核能是解决能源短缺与环境污染之间矛盾的主要途径。为了能够长期在高温、高压的恶劣环境下服役,对发电机组和核能系统结构用材料提出了更苛刻的要求。含铝奥氏体不锈钢兼具优异的抗氧化性能和高温强度,可作为超(超)临界电站及超临界水堆等先进能源系统关键部位的候选材料。蠕变性能是含铝奥氏体不锈钢应用于先进能源系统的重要服役性能,其与析出相(包括碳化物M_(23)C_(6)及MC、Laves相、NiAl相、FeCr相等)的种类、尺寸和分布状态关系密切。如果析出相能以有效钉扎位错的合适尺寸均匀弥散分布于基体中,且具有较好的高温稳定性,那么合金就能获得优异的高温蠕变性能。总结现有的研究成果可知,含铝奥氏体不锈钢的主要发展方向和调控思路是以Super304H、HR3C和TP347HFG为基体,进一步调整Al、N、Si、Ni、V、B等合金元素含量,研究合金在服役过程中纳米级别析出相的分布情况、高温蠕变性能等变化规律。主要研究目标是在控制成本的前提下通过析出相的有效调控,提升合金的高温蠕变性能和抗氧化性能。因此,对析出相的调控方法进行总结和归纳对开发和设计出性能优异的含铝奥氏体不锈钢具有重要的指导意义。本文主要综述了含铝奥氏体不锈钢主要析出相的调控方法,包括调控合金元素和优化热机械处理工艺,进而分析了析出相调控与蠕变性能之间的关系。

三论我国发展不锈钢焊管生产的前景

不锈钢焊管生产在我国已经发展了25年,但是进入耐腐蚀管道主流工业应用市场才只有10年多。介绍了国外及我国不锈钢焊管生产发展的一些新状况,指出扩大品种规格将成为目前我国不锈钢焊管生产发展的新动力。特别应该重视奥氏体/铁素体双相不锈钢、含N奥氏体不锈钢、高Mn高N奥氏体不锈钢、第二代及超级铁素体不锈钢等高性价比的不锈钢焊管新品种的研发。

含氮节镍型QN2109Mo奥氏体不锈钢组织和性能

选择含氮节镍型QN2109Mo奥氏体不锈钢作为研究对象,采用XRD、TEM、SEM、EDS、摩擦磨损试验机和电化学工作站等检测手段,研究QN2109Mo不锈钢的组织结构、摩擦磨损性能以及耐腐蚀性能,并与316L不锈钢进行对比。实验结果表明:N原子主要以间隙固溶形式存在于QN2109Mo不锈钢中,对QN2109Mo不锈钢组织起到了细化作用,提高了QN2109Mo不锈钢的硬度。在干摩擦状态下,QN2109Mo不锈钢的耐磨损性能优于316L不锈钢,其磨损机理为氧化磨损和磨粒磨损共同作用。在w(NaCl)为3.5%的溶液中,QN2109Mo不锈钢表现出比316L不锈钢更低的自腐蚀电流密度和更高的点蚀电位,具有更优异的耐NaCl溶液腐蚀性能。