不锈钢475℃脆及其影响分析

不锈钢在450~550℃温度范围内长时间加热,其冲击韧性会显著下降,这种现象称为475℃脆。分析475℃脆的特点及成因,介绍了几种典型不锈钢材料的475℃脆,并探究了热处理温度对其冲击韧性和耐腐蚀性的影响。另外,不锈钢475℃脆后零件易发生应力腐蚀开裂而失效。

Ce对00Cr17不锈钢冲击韧性及475℃脆性的影响

利用冲击试验、扫描电镜和透射电镜观察研究了不同稀土Ce含量对00Cr17钢冲击韧性及475℃脆性的影响。结果表明,随着钢中Ce含量的增加,00Cr17钢的横向和纵向冲击韧性均先增加后减少,在含0.02%Ce时最大。冲击韧性的改善是由于稀土Ce的加入改变了钢中非金属夹杂的形貌和类型。随着475℃时效时间的增加,不同Ce含量的00Cr17钢的冲击韧性均逐渐减小,并最终趋于零,呈现完全脆性断裂。但在475℃时效时间小于196h时,含Ce钢的冲击韧性高于不含Ce的钢,即减缓00Cr17钢的475℃脆化速度,这是由于稀土Ce的加入抑制了钢中α′相的析出。

Fe-Cr-Al合金的475℃脆及钇抑制脆化的机制

经脆化动力学、内耗、TEM和Mossbauer谱等研究表明：Fe－15Cr－4Al和Fe－25Cr－SAl合金的475℃脆化包括两种过程.碳化物在晶界析出损害界面结合，降低断裂应力，使塑性在时效0.25h后消失．时效温度从400提高到600℃时，发生过时效的时间从＞1000h缩短到约1h．从α相均匀析出的富铬α＇相通过强化基体引起二次脆化．它与时效温度的关系有“C曲线”的特征，作用仅在440—475℃较明显．Y－Fe相质点俘获α相中的碳原子，消除时效过程的碳化物析出．钇也延缓α＇相发展．这两种作用使含钇合金的时效脆化受到强烈抑制.

00Cr30Mo2铁素体不锈钢475℃脆性的研究

通过热处理调整 0 0 Cr30 Mo2铁素体不锈钢的固溶碳含量 ,利用拉伸实验、扫描和透射电镜观察等研究了钢在 475℃时效不同时间后的拉伸性能、变形和断裂行为。结果表明 :固溶在基体中的碳能够抑制富 Cr区的形成 ,推迟 475℃脆性的发生。时效后钢的变形方式以位错的平面滑移为主 。

双相不锈钢的475℃脆性断裂研究

通过对双相不锈钢在300℃～550℃内长期时效后的力学性能、断口形貌和微观组织的研究,确切地描述了双相不锈钢在475℃左右时效所呈现出的脆性断裂的表象规律,揭示了脆性断裂的机理,为防止和消除该类脆性断裂的发生提供了科学依据。

热处理对铁素体不锈钢组织和性能的影响

研究了不同热处理工艺对铁素体不锈钢的组织与性能的影响。结果表明:铁素体不锈钢固溶处理时,温度在900℃以下组织无明显变化,其硬度随着温度的上升变化缓慢;900℃左右发生再结晶,硬度显著降低;在475℃热处理后析出物增多,硬度增加,耐腐蚀性能严重下降,即有明显475℃脆性现象。

Fe－Cr－Al合金的碳化物析出脆化及钇对脆性的影响

通过力学性能测定、ＳＥＭ和ＴＥＭ分析发现，碳化物在α相晶界析出降低晶界结合强度，使Ｆｅ－（１５～２５）Ｃｒ－（４～５）Ａｌ合金严重脆化。在４７５℃时效时，此过程在１００～３００ｈ前起主导作用，时效时间超过１００～３００ｈ后，从α相均匀析出α＇相的作用增强，两个阶段的脆化特征不同。高温下晶粒长大通过降低晶粒间的协调变形能力减小合金的均匀应变。冷却过程中碳的偏聚和析出对高温脆化有更重要的贡献。Ｙ－Ｆｅ相微粒通过俘获α相中的碳消除碳的偏聚和析出、抑制４７５℃脆化和高温脆化。钇延缓α＇相析出和阻止晶粒长大的作用对抑制脆化也有贡献。

稀土双相不锈钢的时效硬化行为

利用金相、X射线衍射、电子能谱分析和硬度测量方法研究了在400～900℃等温时效对Fe—Cr—Ni—Mo—Cu—Re双相不锈钢组织和硬度的影响。在650～900℃(上温区)以及400～550℃(下温区)的时效均导致钢的硬度显著增大。上温区时效引起的硬化及脆化主要是由于σ相的析出,其中在750℃附近钢的硬化及脆化速度最快。下温区时效时钢的硬化及脆化是因铁素体中发生富Cr的α′相转变(475℃脆性)所致,其中在480℃左右钢的析出硬化速度最大。在650～750℃和400～480℃两个时效温度范围内,钢的硬度变化与时间和温度之间的关系符合Arrhenius方程,其时效过程激活能分别为200.8kJ/mol和117.4kJ/mol。

冷激型氨合成塔内件故障原因分析及材料选用浅议

氨合成塔内件使用环境严苛,其设计制作及运行维护尤为重要。简介合成氨生产特点及氨合成塔的基本结构,结合某180kt/a合成氨装置氨合成塔冷激型内件(采用三轴一径冷激结构,内件材质为0Cr18Ni9)运行至第10年时的故障案例--第二层、第三层氨合成催化剂床层同平面温差日益加大(加负荷过程中尤为明显),检修发现冷激气分布器丝网损坏致催化剂进入了分布器内,基于氢对碳钢的腐蚀、对比几种不锈钢材料(304、30408、321)的性质以及铁素体不锈钢/304奥氏体不锈钢之475℃脆性进行原因分析,认为造成氨合成塔内件冷激气分布器丝网破裂的原因为304奥氏体不锈钢中含有较多的铁素体以及铁素体不锈钢之475℃脆性。并提出冷激型氨合成塔内件选材注意事项及相应的预防措施。

双相不锈钢钢管性能控制的新途径——亚稳界分解热处理(上)

475℃脆化限定了铁素体不锈钢管及双相不锈钢管只能在280℃以下温度服役,富Cr的α′铁素体析出并最终造成贫Cr的α″铁素体强度和硬度增加,但耐蚀性劣化是公认的事实。然而近期研究揭示,280~500℃短时时效并不损害双相不锈钢铁素体区的耐蚀性,这种称为亚稳界分解热处理的工艺可能成为既达到强化又优化耐蚀性的附加热处理方法。简要介绍了高Cr铁素体不锈钢的475℃脆化以及析出分解和亚稳界分解的本质区别,同时讨论了双相不锈钢亚稳界分解热处理的原理及其作为一种新型合金制造方法的应用。

双相不锈钢管性能控制的新途径——亚稳界分解热处理(下)

475℃脆化限定了铁素体不锈钢钢管及双相不锈钢钢管只能在280℃以下温度服役,富Cr的α′铁素体析出并最终造成贫Cr的α″铁素体强度和硬度增加,但耐蚀性劣化是公认的事实。然而近期研究揭示,280~500℃短时时效并不损害双相不锈钢铁素体区的耐蚀性,这种称为亚稳界分解热处理的工艺可能成为既达到强化又优化耐蚀性的附加热处理方法。简要介绍了高Cr铁素体不锈钢的475℃脆化以及析出分解和亚稳界分解的本质区别,同时讨论了双相不锈钢亚稳界分解热处理的原理及其作为一种新型合金制造方法的应用。