高能喷丸0Cr18Ni9Ti不锈钢自纳米化机理

为在0Cr18Ni9Ti不锈钢棒材端面制备出纳米晶,采用高能喷丸(HESP)对不锈钢棒材的端面进行表面自纳米化处理。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪对喷丸端塑性变形层不同深度的组织进行表征,并对0Cr18Ni9Ti不锈钢在高能喷丸过程中的晶粒细化机理进行讨论。结果表明:在喷丸端大约70μm深度内形成纳米组织,其中喷丸表面的晶粒尺寸达到52nm左右。晶粒细化机理为:在小应变作用下主要是孪生变形把粗大晶粒细化成孪晶薄片,在大应变作用下,孪晶交叉把孪晶片细化成纳米晶粒,同时在孪晶交叉处产生应变诱导马氏体相变。

0Cr18Ni9Ti不锈钢表面渗锆合金层的硬度及耐蚀性

利用双层辉光等离子渗金属技术,在0Cr18Ni9Ti不锈钢表面形成厚约65μm、均匀致密连续的渗锆合金层,并对不锈钢基材与渗锆合金层分别进行硬度检测与电化学腐蚀性能测试。结果表明:渗锆后,试样表面的硬度约为1530 HV0.05,明显大于不锈钢基材的表面硬度(约为350 HV0.05);渗Zr合金层的硬度由表及里逐渐降低,呈梯度分布;在0.5 mol·L-1H2SO4溶液、0.5 mol·L-1HNO3溶液、3.5%NaCl溶液中,不锈钢基材的相对腐蚀速度分别是渗Zr合金层的2.18倍、9.73倍、2.44倍;未处理的不锈钢表面腐蚀较为严重,而渗Zr合金层表面只出现轻微的局部腐蚀,可见经渗锆处理后,不锈钢的耐蚀性能有所改善。

0Cr18Ni9Ti不锈钢表面渗Zr合金层的高温氧化行为

对0Cr18Ni9Ti不锈钢先后进行渗Zr、渗C、预氧化等表面处理,研究了经不同工艺阶段处理后,试样在1 000～1 150℃空气中的高温氧化行为。结果表明,各试样单位面积氧化增重与氧化时间的关系基本上均遵循抛物线规律,且氧化速率常数皆随温度升高而增大。经过渗Zr、渗C、预氧化工艺阶段处理后,试样的氧化激活能均有所提高,恒温氧化速率明显减小,即试样的抗高温氧化性能提高。

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。

0Cr18Ni9Ti不锈钢材料单轴应力塑性变形研究

对0Cr18Ni9Ti不锈钢材料进行单轴塑性变形试验,建立应力-应变曲线关系,讨论循环加载和含蠕变循环加载对0Cr18Ni9Ti材料塑性变形的影响,得出其在试验加载条件下的塑性变形规律。

奥氏体不锈钢等离子渗锆合金层的抗高温氧化性研究

研究了0Cr18Ni9Ti不锈钢及其分别经过双辉等离子渗Zr、渗Zr+渗C、渗Zr+预氧化、渗Zr+渗C+预氧化不同工艺阶段处理后的试样在静态空气中的抗高温氧化性。在1150℃静态空气中氧化20h后,经过渗Zr+渗C+预氧化、渗Zr+预氧化、渗Zr+渗C、渗Zr处理的氧化增重分别只有未处理基材的0.04、0.07、0.09、0.12,表明抗氧化性能较未处理的基材都有很大程度的提高,其中经过渗Zr+渗C+预氧化处理后,效果最佳,其次依次是经过渗Zr+预氧化、渗Zr+渗C、渗Zr处理的试样;高温氧化后,不锈钢基材表面氧化严重,氧化层多次剥落,截面上出现了非常宽的裂缝;渗Zr、渗Zr+渗C、渗Zr+预氧化处理、渗Zr+渗C+预氧化处理的试样高温氧化后,表面致密度及截面形貌依次渐好,说明经以上各阶段处理后,材料的抗高温氧化性依次有所提高。特别是经渗Zr+渗C+低温预氧化处理的试样在高温氧化后,截面无孔洞与裂纹,其结构非常致密,表面平整,基体与改性层有一条明显的界面且结合比较牢固。

0Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢热浸镀铝层的抗高温氧化性能

通过SEM、EDS、XRD分析了0Cr18Ni9Ti钢热浸镀铝层在1000℃氧化180 h后的组织变化情况,以及高温抗氧化性能与微观结构的关系。结果表明,热浸镀铝层的高温氧化动力学曲线符合抛物线规律,其抗高温氧化性能明显优于未浸镀件。在1000℃氧化180 h试验表明,镀层由Al和FeAl2相转变为β-NiAl相和FeAl相,以及很少量的β-Al2O3相。在高温氧化过程中,真正起到抗高温氧化作用的是扩散层中的金属间化合物FeAl相和β-NiAl相,β-AlO氧化膜主要起抑制氧进入的作用。

奥氏体不锈钢表面双辉等离子渗锆改性层的耐蚀性

利用双层辉光等离子渗金属技术,在0Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢表面形成了一层均匀致密连续的渗锆合金层,利用光学显微镜(OM)与扫描电子显微镜(SEM)分别观察了试样截面与表面的微观组织,并对其表面的物相进行了X射线衍射分析;且对不锈钢基材与渗锆合金层分别进行电化学腐蚀性能测试。结果表明:渗锆改性层的组织为柱状晶,渗锆改性层与基体有一明显分界线,且与基体呈良好的固态冶金扩散结合,渗锆改性层的物相主要为:ZrFe2,ZrC;在0.5 mol·L-1HCl溶液、3.5%NaCl溶液、0.5 mol·L-1NaOH溶液中,不锈钢基材的相对腐蚀速度分别是渗Zr合金层的24.43倍、2.44倍、1.90倍;未处理的不锈钢表面腐蚀较为严重,而渗Zr合金层表面只出现轻微的局部腐蚀,可见经渗锆处理后,不锈钢的耐蚀性有所提高。