Structure Evolution and Solidification Behavior of Austenitic Stainless Steel in Pulsed Magnetic Field

To understand the solidification behavior of austenitic stainless steel in pulsed magnetic field, the solidification process is investigated by means of the self-made high voltage pulse power source and the solidification tester. The results show that the solidification structure of austenitic stainless steel can be remarkably refined in pulsed magnetic field, yet the grains become coarse again when the magnetic intensity is exceedingly large, indicating that an optimal intensity range existed for structure refinement. The solidification temperature can be enhanced with an increase in the magnetic intensity. The solidification time is shortened obviously, but the shortening degree is reduced with the increase of the magnetic intensity.

Effects of Pulse Current on Solidification Structure of Austenitic Stainless Steel

The 1Cr18Ni9Ti specimens were treated respectively with pulse current under 520 V and 2 600 V during solidification and the solidification structure was observed.The results showed that pulse current can refine solidification grains,cut primary dentrities remarkably and reduce second dentritic arm spacing.The mechanism and effect are changed with operation parameters.

Modeling for Formation of Proeutectoid Ferrite in Steel during Continuous Cooling

The 1Cr18Ni9Ti specimens were treated respectively with pulse current under 520 V and 2 600 V during solidification and the solidification structure was observed. The results showed that pulse current can refine solidification grains, cut primary dentrities remarkably and reduce second dentritic arm spacing. The mechanism and effect are changed with operation parameters.

Influence mechanism of boron segregation on the microstructure evolution and hot ductility of super austenitic stainless steel S32654

Influence mechanism of B segregation on the microstructure evolution and hot ductility of S32654 at850-1250℃was systematically investigated through experimental research and theoretical calculation.The results demonstrated that the segregation of B at grain boundary(GB)played different roles in the microstructure evolution and hot ductility at various temperatures.At 850℃,B segregation inhibited Mo segregation at the GB and enhanced the GB cohesion.At 900-950℃,B segregation restricted the diffusion and segregation of Mo to the GB,inhibiting the precipitation ofσphase.At 1000-1050℃,B segregation accelerated the dislocation accumulation and limited the GB migration,promoting the nucleation and inhibiting the growth of DRX grains.At 1100-1150℃,B has little effect on the DRX due to sufficient energy supply by higher temperature.Under the above beneficial effects of B,the hot ductility of S32654 was improved to varying degrees at 850-1150℃.However,as the temperature increased to1200-1250℃,B segregation decreased the solidus temperature and enhanced the liquefaction cracking tendency,resulting in a deterioration of the hot ductility.

某钻井工具探管开裂原因

某钻井工具探管发生横向开裂现象,采用宏观观察、化学成分分析、硬度测试、金相检验、扫描电镜和能谱分析等方法对探管的开裂原因进行分析。结果表明:探管材料为奥氏体不锈钢,服役环境中的氯离子为其应力腐蚀提供了腐蚀环境,探管在钻进过程中承受轴向应力,加上制造过程中探管产生的残余应力,这些因素均为探管发生应力腐蚀开裂提供了力学条件,最终导致其发生氯化物应力腐蚀开裂。

奥氏体不锈钢焊缝超声波探头的研制

研究了窄脉冲探头的设计与制造工艺、探头与探伤仪的匹配以及斜楔形状和尺寸的设计，从而获得一种灵敏度高、分辨率好、信噪比高和定位比较准确的窄脉冲纵波斜探头。

0Cr18Ni9Ti超音频脉冲TIG焊接头组织与性能

采用研制的基于新型IGBT拓扑电路的超音频直流脉冲TIG焊电源焊接0Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢,并与常规直流TIG焊获得的接头进行对比.分别对各接头进行X-射线探伤检测,接头的抗拉强度测试,焊缝金相显微组织与拉伸断口SEM照片观察对比.试验结果分析表明:采用超音频脉冲TIG焊工艺的焊接接头,随着脉冲电流频率提高,焊缝的粗晶区变窄,晶粒逐渐细化,且焊缝中心细小等轴晶所占区域扩大;与常规直流TIG焊相比,30 kHz的超音频直流脉冲TIG焊焊缝中心晶粒更细小,接头的抗拉强度与延伸率分别得到提高.

紧凑型X-pinch装置探头标定

介绍了紧凑型X-pinch脉冲功率装置的电流电压测量设计方法。根据该装置的同轴传输线结构特点,研制了一种利用金属膜连接传输线外筒与负载外筒,构成回路测量负载电流的探头。在传输线末端设计电容分压器作为测量负载电压的探头,并利用电路模拟软件对此过程进行模拟,同时这两个探头需要进行在线标定。实验研究结果表明,该探头性能稳定、响应快,是测量负载电流与电压的理想工具。

强流脉冲电子束辐照诱发的AISI 304奥氏体不锈钢中的空位簇缺陷

利用强流脉冲电子束技术对AISI304奥氏体不锈钢进行辐照处理,采用透射电子显微镜详细地分析了辐照诱发的空位簇缺陷结构。1次辐照未产生空位簇缺陷结构;5、10次辐照后诱发大量的空位簇缺陷结构,缺陷尺寸通常小于10nm,随辐照次数增加,缺陷簇数量明显增加,但尺寸增加不明显;小缺陷簇主要由空位型位错圈和少量的堆垛层错四面体(SFT,stacking fault tetrahedral)组成,SFT占整个缺陷簇的比例低于1%;少量的孔洞缺陷在孪晶片附近出现。10次辐照后,孪晶片前沿或附近形成大量的大尺寸SFT,其最大尺寸可达250nm,这些大尺寸SFT的形成机制与小尺寸SFT的有所不同,通过1/3<111>位错攀移在孪晶片前沿和孪晶界上的台阶处形成的压杆位错核心吸收周围丰富的空位而长大可能是大尺寸SFT形成的原因。

超细颗粒焊剂约束电弧超窄间隙焊接1Cr18Ni9Ti不锈钢的焊缝成形分析

将超细颗粒焊剂约束电弧超窄间隙焊接用于1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢,通过改变焊接速度、电弧电压、焊接电流对焊缝成形进行了研究.结果表明,在热输入为1.75 k J/mm和深宽比为1.34的条件下,也不易形成'梨形'焊道裂纹,并且单道焊接时熔化焊丝在超窄间隙内的填充高度可达11.5 mm.在其它焊接参数确定的情况下,随着电弧电压的增加,1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢超窄间隙焊缝依次呈'凸焊缝'、'凹焊缝'及'电弧攀升'的成形规律.适合于超细颗粒焊剂约束电弧超窄间隙焊接1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢的电弧电压与焊接电流匹配范围分别约为26~32 V和200~320 A.

基于扫描开尔文探针力显微镜的金属中局部氢分布测试方法研究

目的探明金属材料中局部氢分布及演化特性是揭示其高压氢脆机理、预测承载件服役性能的重要基础。由于材料中局部氢分布测试难度大,目前各种测试研究方法都存在缺点和不足。方法利用扫描开尔文探针力显微镜(SKPFM)进行金属中局部氢分布研究具有空间分辨率高、测试无损的特点,但其测试结果影响因素多,亟待建立相应的测试可靠性保障方法。较为系统的研究了关键测试参数、试验温度、试验气氛环境等对SKPFM测试结果的影响规律。基于上述影响SKPFM测试结果的因素及其影响规律,建立了相对应的控制策略,完善了基于SKPFM的金属近表面局部氢分布测试方法,并对该方法的有效性进行了验证。最后,利用建立的方法研究了高温高压充氢后S30408中氢分布的演化规律。结果对于特定的激振频率,总存在一个激振相位的最佳区间,在此区间内CPD测试的误差最小,且数据稳定性高,激振频率的变化会导致最佳相位区间的变化;空气中的水分和氧气不仅对CPD整体值影响较大,还改变了不同位置处CPD的差值。根据对高温高压充氢后S30408中氢分布的演化规律的观察,氢在S30408中扩散速度随晶向的不同存在差异性。结论利用SKPFM可以有效的测试金属近表面局部氢分布,为金属材料氢脆机理的研究提供了支撑。

奥氏体不锈钢窄间隙激光填丝焊接性能

为了取代窄间隙TIG填充热丝焊接厚板奥氏体不锈钢,采用窄间隙光纤激光填丝焊接方法焊接了板厚为15 mm的SUS306LN奥氏体不锈钢.通过试验研究,确定了最适于窄间隙激光填丝焊接的坡口形式和最佳焊接工艺参数.利用所得最佳焊接条件,获得了成形美观、无焊接缺陷、力学性能高及焊接变形小的焊接接头,焊缝金属与母材形成良好的冶金结合.该焊接方法为厚板结构件的窄间隙填丝焊接确立了一种高效率的焊接技术,并成功地把该项技术应用到核聚变超导线圈盒的焊接上.

脉冲激光辐照ZrO_2涂层的18-8不锈钢快凝组织与精细结构

利用脉冲激光辐照研究超高温度梯度下表层预置ＺｒＯ２纳米颗粒涂层的 １８－８奥氏体不锈钢的快凝组织形态、微结构特征及力学性质，结果表明，在表层约１５μｍ范围内形成Ｚｒ的合金化微区， Ｚｒ最大含量（原子分数）为４３．３％，但Ｚｒ成分分布存在不连续特征；预置纳米 ＺｒＯ２陶瓷涂层明显提高了激光作用深度．超高温度梯度和高冷却速率显著细化了快凝亚组织并得到超细枝晶及胞晶，并观察到位错胞及栅栏李晶两类亚晶，而激光熔区的外延生长机制未使晶粒细化．激光辐照后，合金化区硬度增加而弹性模量降低，其余部分硬度增加而弹性模量无变化．

奥氏体不锈钢脉冲MIG焊工艺研究

分析了奥氏体不锈钢脉MIG冲焊的原理、工艺参数的选择方法和应用。指出用该种工艺不但可以获得优质的焊缝,同时为机器人焊接的推广提供技术支持。

基于氩弧焊的0Cr18Ni9Ti不锈钢焊缝成形行为分析

以0Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢作为实验研究对象,采用直流钨极氩弧焊的焊接方式对0Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢进行焊缝熔透性实验,分析超高频脉冲电流、占空比和弧长等因素对0Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢焊缝熔透率的影响。结果表明,0Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢焊缝的熔透率是随着脉冲频率的升高而不断的增大,占空比较小时熔透性对脉冲频率会更敏感,而弧长的变化对其没有显著影响。

应用方波电位脉冲方法检测304L奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性

用方波电位脉冲法，对ＡＩＳＩ３０４Ｌ不锈钢主要由晶界贫铬引起的晶间腐蚀敏感性随敏化时间的变化规律进行了研究。通过比较发现方波电位脉冲实验与ＥＰＲ方法、１０％草酸电解实验以及Ｈ２ＳＯ４－ＣｕＳＯ（４－）钢屑实验之间存在着较好的对应关系。方波电位脉冲法可以精确地定量反映３０４Ｌ不锈钢的晶间腐蚀敏感性，对应第１０个脉冲的再活化电流密度峰值ｉ（ｒ１０）可作为反映晶间腐蚀敏感性的特征参数。

奥氏体不锈钢低温离子硬化处理脉冲电源的研制

研制开发了奥氏体不锈钢低温离子硬化处理专用脉冲电源,三相全控桥式整流器采用先进的TC787触发模块,使得触发电路简单可靠、调试方便。IGBT桥式逆变采用了软开关技术,降低了开关损耗。电源的过压、过流保护电路和弧光放电检测电路可有效地避免因过流而损坏脉冲电源,提高电源的稳定性。

脉冲磁场对奥氏体不锈钢液淬组织的影响

对液淬组织中固相率进行分析,在温度不变的条件下,奥氏体不锈钢液淬组织中的固相率随脉冲磁场强度增加而增大。

脉冲TIG焊工艺参数对薄板不锈钢焊缝成形的影响

采用脉冲TIG焊接方法焊接薄板奥氏体不锈钢,研究了焊接峰值电流、基值电流、占空比、脉冲频率等工艺参数对焊缝成形的影响。试验结果表明:宏观形貌最优参数为:峰值电流为21A、基值电流为8A、占空比为45%、脉冲频率为8Hz;随着峰值电流和占空比的增大,热输入随之增大。

低镍含氮奥氏体不锈钢脉冲TIG焊接接头组织性能研究

QN1803作为一种低镍含氮奥氏体不锈钢,相对于传统304奥氏体不锈钢减少了60%Ni含量,具有更优异的力学性能与耐腐蚀性能,同时节约了成本,目前广泛应用于建筑装饰、医疗器械、家电制品等领域。以低镍含氮奥氏体不锈钢QN1803为研究对象,采用脉冲TIG焊,借助SEM、OM、HV等测试手段研究焊接热输入对焊接接头的微观组织、力学性能、腐蚀性能的影响。结果表明,QN1803室温组织由铁素体和奥氏体组成,HAZ区晶粒与母材相比未见明显长大,接头熔合良好;焊接接头抗拉强度为650~700 MPa,焊缝组织硬度为240~260 HV。随着热输入的增加,焊缝点蚀电位由340 mV下降至290 mV,晶间腐蚀速率由455.3 g/(m^(2)·h)提升至570.6 g/(m^(2)·h),表明焊接接头耐腐蚀性能随着热输入的增加而下降;应用有限元软件MSC.Marc对不同焊接热输入条件下的焊接温度场及残余应力场进行模拟。结果表明,焊后残余应力集中分布于PMZ区及HAZ区;且残余应力峰值随焊接热输入增加呈上升趋势。