45钢感应熔覆耐磨层的组织性能研究

使用氩气保护及Ni-Cr-Si-B镍基自熔合金粉,采用中频感应加热工艺对45钢进行表面耐磨熔覆层熔覆。分析了熔覆层的显微组织和性能,研究了界面元素分布。研究结果表明,熔覆层与基体材料之间发生了化学冶金反应,出现了熔合区;熔覆层显微硬度可达900 HV;剪切强度大于200 MPa;界面元素扩散较好。     

Q345钢/镍固态剪切连接界面扩散行为研究

采用固态剪切连接工艺实现镍/Q345钢连接,并对结合界面的显微组织、扩散行为和连接性能进行测试分析。结果表明:镍和Q345钢界面结合良好,无明显的缺陷;过渡区厚度约4μm,结合处Fe、Ni元素发生互扩散,Fe元素向镍基体扩散距离大于Ni元素向Q345钢基体扩散距离,主要以Fe元素向镍基体扩散为主;过渡层主要为FeNi3化合物,还有少量α相固溶体。拉伸试验结果表明Q345钢/镍连接强度与Q345钢母材连接强度相差约25 MPa,连接强度较好;结合界面附近Q345钢基体的显微硬度低,随着距结合界面距离增加,Q345钢的显微硬度值整体呈递增趋势,在远离结合界面处的显微硬度值趋于一致。     

Sn粘附的304不锈钢在155℃ MgCl_2溶液中的腐蚀性能

研究了低熔点金属Sn粘附对304不锈钢腐蚀性能的影响。试验设计了3种样品:即不锈钢、表面完全被Fe-Sn化合物粘附的不锈钢、表面局部被Fe-Sn化合物粘附的不锈钢,在155℃Mg Cl2溶液中腐蚀44d。通过扫描电镜观察化合物和腐蚀产物的显微形貌,X射线衍射仪检测化合物的相成分。结果表明,不锈钢基体几乎未观察到被腐蚀的迹象;完全被Fe-Sn化合物覆盖的不锈钢,化合物转变为腐蚀产物,不锈钢未被腐蚀;局部覆盖Fe-Sn化合物的不锈钢,表面出现蜂窝状的腐蚀坑;低熔点金属Sn粘附,降低了不锈钢基体的耐腐蚀性。     

304不锈钢TIG熔覆钴合金涂层的耐空蚀性能

采用TIG（钨极惰性气体保护焊）熔覆方法,在304不锈钢表面制成了钴合金涂层,以目前水轮机过流部件常用材料304不锈钢作为对比材料,对涂层和304不锈钢基体进行了空蚀试验.通过光学显微镜（OM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）及显微硬度测量等手段研究了涂层的组织形态和耐空蚀性能并分析了原因.结果表明,显微硬...     

轧制工艺对工业化试制的真空组坯Q345R/304复合板组织性能的影响

山西太钢不锈钢股份有限公司利用真空组坯复合轧制（真空电子束焊接+轧制复合）技术工业化试制了Q345R/304复合板。本文研究了常规轧制和控轧控冷工艺下轧制复合板的界面结合率、常规力学性能、界面结合强度和界面附近的显微硬度和显微组织变化。结果表明：界面结合不良来自于复合界面处形成的硅铝氧化物和铬锰氧化物,这可能是由于组坯时真空度不足、加热过程中形成的氧化产物。两种工艺下界面附近显微组织差异明显,沿远离界面方向,常规轧制的Q345R钢板组织沿厚度方向为均匀的块状铁素体和珠光体组织,304钢板组织已完全再结晶;控轧控冷工艺轧制的Q345R钢板组织沿厚度方向由多边形铁素体和珠光体组织向针状铁素体和贝氏体组织过渡,304钢板组织仍有变形特征。力学性能检测表明：常规热轧复合板的屈服强度和抗拉强度比控轧控冷复合板分别低115、71 MPa,强度裕量较小;纵向冲击功不小于130 J,外弯、内弯、侧弯后无裂纹,复合板剪切强度在350 MPa以上,高于标准要求(不小于210 MPa),线扫描结果表明界面附近已存在由元素扩散形成的浓度梯度。     

304不锈钢硼化层的微观组织结构分析

以304不锈钢为基材,利用自制固体渗剂在不锈钢表面成功制备了硼化层,厚度可达50μm,结合强度为33.5MPa.利用X射线衍射仪和透射电镜对硼化层的相结构和微观组织结构进行分析,并利用电子探针对硼化层的截面形貌进行分析.结果表明,硼化层主要有FeB和Fe2B相组成,Fe2B晶粒细小,晶界平直;夹在Fe2B晶粒之间的齿间组织粗糙不平,是基体合金元素和B元素结合生成的硼化物,这些硼化物紧密的附着在Fe2B晶粒上.这些组织有利于提高硼化层与基体的结合强度.     

GCr15表面TiC/Fe复合层的制备及其与基体结合性能分析

研究以GCr15和TC4为原料,采用热压扩散原位反应在GCr15表面制备TiC/Fe复合层. 利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、自动划痕仪和显微硬度仪测试表征复合层的物相组成、显微组织、复合层的界面结合性能和显微硬度的变化. 结果表明,在1000 ℃和40 MPa条件下保温2 h,4 h和6 h后,TiC/Fe复合层厚度分别为5 μm,7 μm和10 μm,复合层厚度均匀,与基体界面平整,其表面物相组成仅为TiC和α-Fe相,复合层的显微硬度最高达到2453.7 HV0.05,约为轴承钢基体的5倍. 显微划痕与拉伸试验可知1000 ℃和40 MPa条件下保温4 h所得复合层与基体界面结合的临界载荷为58.5 N,界面结合强度大于221 MPa,表明热压扩散原位制备GCr15表面TiC/Fe复合层与基体之间具有优异的结合性能,对基体保护作用良好.     

TiC-Mo2FeB2系复合涂层的组织与性能

用真空液相烧结法在钢基体表面制备了TiC-Mo2FeB2系复合涂层,测定了TiC-Mo2FeB2系复合涂层-钢基体界面结合强度及界面结合区的显微硬度变化,研究了复合涂层的显微组织与界面微观结构和界面区元素分布。结果表明,涂层与钢基体之间具有较高的结合强度,当TiC含量为8%时结合强度最高为820.66 MPa,显微维氏硬度为12.06 GPa,在复合涂层-钢基体结合界面处,存在一个由涂层高硬度到钢基体低硬度的狭窄过渡区,并且两相之间形成了良好的冶金结合。     

后期固溶处理对2205双相不锈钢超塑性扩散连接的影响

针对2205双相不锈钢超塑性扩散连接结构中σ相易导致构件性能差的问题,对2205双相不锈钢超塑性扩散连接后的试样进行后期固溶处理,发现固溶处理能够溶解组织中的σ相,提高扩散连接接头性能。2205双相不锈钢在1 000℃,10MPa保温保压5min,条件下扩散连接后的界面结合强度为430MPa,基体强度为780MPa。经过1350℃,10min的固溶处理后,界面结合强度达530MPa,比固溶前提高了约23%。固溶时间10min,固溶温度1 050℃~1 350℃时,固溶后的界面结合强度均高于固溶前,但界面结合强度随固溶温度的升高逐渐下降,当固溶温度为1 050℃时,界面结合强度达685MPa,达到固溶前基体强度的88%。     

后期固溶处理对2205双相不锈钢超塑性扩散连接的影响

针对2205双相不锈钢超塑性扩散连接结构中σ相导致构件性能较差的问题,对2205双相不锈钢超塑性扩散连接后的试样进行后期固溶处理,结果发现,固溶处理能够溶解组织中的σ相,提高扩散连接接头性能。2205双相不锈钢在1 000℃,5min,10MPa条件下扩散连接后的界面结合强度为430MPa,基体强度为780MPa。经过1 350℃,10min的固溶处理后,界面结合强度达530MPa,比固溶前提高了约23%。固溶时间10min,固溶温度1 050℃~1 350℃时,固溶后的界面结合强度均高于固溶前,但界面结合强度随固溶温度的升高逐渐下降,当固溶温度为1 050℃时,界面结合强度达685MPa,达到固溶前基体强度的88%。     

304L不锈钢在高温高压水蒸气中的应力腐蚀开裂行为

目的 研究304L不锈钢在高温高压水蒸气中的应力腐蚀开裂行为及机理。方法 采用慢应变速率试验分别研究了304L不锈钢在常温常压水、高温高压水、高温高压水蒸气环境中的应力腐蚀开裂行为。利用SEM、三维立体显微镜和XPS,分析试样氧化后断口区域的形貌及元素分布。结果 304L不锈钢在常温常压水中的抗拉强度为730 MPa,拉伸率为94.32%。在高温高压水、高温高压水蒸气环境中的抗拉强度分别为382、379 MPa,拉伸率分别为44.98%、47.38%。304L不锈钢在三种试验环境中慢拉伸后的断口表面布满大量韧窝,断口全貌呈韧性断裂特征,高温高压水、高温高压水蒸气中试样的抗拉强度较常温常压水中明显下降。304L不锈钢在高温高压水环境和水蒸气环境中得到的XPS谱图中各结合能峰位置几乎相同,峰的相对强度因载荷的不同而发生变化。施加载荷后,在高温高压水环境中304L不锈钢表面氧化物中的Cr含量增加,而在高温高压水蒸气环境中的Cr含量略有下降。结论304L不锈钢在高温高压水和高温高压水蒸气环境中具有相似的最大抗拉强度和最大应变值。施加载荷将影响304L不锈钢氧化过程中金属元素扩散的速度,进而影响氧化产物的成分。     

高频电刀手术电极表面润湿性对胰管闭合效果的影响

目的 研究手术电极表面润湿性对胰管闭合效果的影响,旨在从电极表面改性角度探索提升高频电刀防胰瘘效果的措施.方法 选用电外科临床常用的304不锈钢手术电极制备电极样品,利用化学刻蚀法在电极表面构建微结构,以改变电极表面润湿性,进而选用新鲜离体猪胰腺作为生物组织样品,使用高频电刀进行胰管闭合试验.对不同表面润湿性的电极样品...     

低银BAg10CuZnSnInNd钎料组织与性能

研究了复合添加微量In和Nd元素对低银BAg10CuZnSn钎料熔化特性、润湿性能、显微组织及钎焊接头力学性能的影响.结果表明,In元素的添加可以显著降低钎料的固、液相线温度,而Nd元素对钎料的固、液相线温度没有明显的影响.适量In元素和Nd元素的添加可以显著提高钎料在304不锈钢和紫铜上的铺展面积,同时钎料的显微组织得到了明显细化,过量添加In元素和Nd元素后钎料组织中出现了富铟相和稀土相.当In和Nd元素的添加量分别为2%和0.1%时,304不锈钢/304不锈钢接头的抗剪强度达到最大值430 MPa,而304不锈钢/紫铜的钎焊接头发生断裂,且均断于紫铜处,说明钎焊接头的强度大于紫铜.     

弹性应力下304L不锈钢点蚀行为的有限元模拟研究

目的 通过有限元理想化建模和模拟计算,采用四点弯曲的应力加载方式,获得了不同弹性拉应力条件下,304L不锈钢薄板上点蚀坑内最大等效应力的变化规律和点蚀坑几何形状的变化情况,以及采用轴向拉伸的应力加载方式,获得了不同弹性拉应力条件下,304L不锈钢管道上随着蚀坑形状和尺寸的变化,点蚀坑内最大等效应力的变化规律.方法 采用有限元法分别构建出具有半球体、圆锥体或圆柱体点蚀缺陷的304L不锈钢薄板和管道模型,并采用有限元仿真的方法系统研究了不同弹性拉应力对304L不锈钢薄板和管道模型上点蚀坑内的应力分布规律,以及通过模拟计算得出点蚀坑内最大等效应力的变化情况,用以分析点蚀在力学影响下的生长扩展机理.结果 随着弹性拉应力的增加,304L不锈钢薄板模型上半球体点蚀坑内的最大等效应力从68.508 MPa增至328 MPa,圆锥体点蚀坑内的最大等效应力从115.960 MPa增至554.610 MPa,圆柱体点蚀坑内的最大等效应力从97.244 MPa增至466.200 MPa.半球体、圆锥体和圆柱体点蚀坑的最大等效应力增长斜率分别为2.01、3.40、2.86.随着弹性拉应力的增加,304L不锈钢表面产生的点蚀坑逐渐从应力集中区域延伸扩展,从而发生形状改变.此外,在点蚀坑尺寸相似的情况下,304L不锈钢管道模型上半球体和圆锥体点蚀坑,在无轴向弹性拉应力作用下的最大等效应力分别为26.421、49.029 MPa,在轴向弹性拉应力作用下的最大等效应力分别为135.920、300.850 MPa.但当点蚀坑尺寸增大时,圆锥体点蚀坑的最大等效应力在无轴向弹性拉应力条件下从49.029 MPa下降到36.355 MPa,在轴向弹性拉应力作用下从135.920 MPa下降至212.140 MPa.结论 随着弹性拉应力的增加,304L不锈钢薄板模型上半球体、圆锥体和圆柱体点蚀坑内的最大等效应力逐渐增加,其中圆锥体点蚀坑内的最大等效应力最高.此外,随着弹性拉应力的增加,304L不锈钢表面产生的点蚀坑形状在应力集中的影响下逐渐从圆孔形状转变为长条形状.在不同的弹性拉应力条件下,304L不锈钢管道模型上圆锥体点蚀均比半球体点蚀的应力集中程度更大并且最大等效应力更高.但是,随着圆锥体点蚀坑尺寸的增加,点蚀坑内的最大等效应力逐渐减小.     

钛合金/不锈钢冷金属过渡焊接头组织及性能

采用铜基填充金属对TC4钛合金、304不锈钢进行冷金属过渡焊接,分析了钛合金/不锈钢接头的界面组织、力学性能及腐蚀性能. 结果表明,采用冷金属过渡连接方法实现了TC4钛合金和304不锈钢的焊接. 钛合金/不锈钢接头主要由焊缝金属、不锈钢-铜焊缝界面和钛合金-铜焊缝界面组成. 钛合金/不锈钢接头的拉剪强度为306 MPa. 由于钛合金-铜焊缝界面中Ti-Cu,Ti-Fe金属间化合物的生成,接头沿钛合金-铜焊缝界面反应层发生脆性断裂. 钛合金/不锈钢接头在人工海水溶液中发生了电偶腐蚀,其腐蚀机理为阴极区发生氧的还原反应和析氢反应,阳极发生焊缝金属的氧化,钛合金母材表面TiO₂氧化膜的形成,不锈钢母材发生点蚀.     

Comparison of explosive welding of pure titanium/SUS 304 austenitic stainless steel and pure titanium/SUS 821L1 duplex stainless steel

Pure commercial titanium was welded with two types of stainless steel, namely SUS 304 austenitic stainless steel and SUS 821L1 duplex stainless steel. The wavy interface of SUS 821L1 was smaller than that of SUS 304. The vortex zone was observed from both longitudinal and transverse directions, and its composition was analyzed. The interface of Ti/SUS 821L11 was able to bear 401–431 MPa shear load while that of Ti/SUS 304 could withstand 352–387 MPa. The weldability window was used to analyze experimental phenomenon. Furthermore, the smoothed particle hydrodynamics (SPH) numerical simulation method was used to simulate the wavy interface. The trend of wavelength and amplitude change with strength and the stand-offs was consistent with the experimental results.     

TC4钛合金/304不锈钢异种材料蜂窝结构钎焊工艺

采用Ti-37.5Zr-15Cu-10Ni和Ag-28Cu两种钎料分别对TC4钛合金面板/304不锈钢蜂窝芯异种材料蜂窝结构进行了钎焊,对钎焊界面组织和蜂窝结构的力学性能进行了对比分析. 结果表明,Ti基钎料与304不锈钢蜂窝芯箔材界面润湿反应性能较差且Ti基钎料钎缝显微硬度较高,导致钎焊界面强度低,蜂窝拉伸力学性能差. Ag基钎料与304不锈钢蜂窝芯箔材和TC4面板均发生显著的界面反应,钎焊温度830 ℃,保温时间10 min时,蜂窝抗拉强度为10.35 MPa,呈蜂窝芯破坏特征. Ag基钎料蜂窝抗拉强度明显优于Ti基钎料结果,适用于TC4钛合金面板/304不锈钢蜂窝芯异种材料蜂窝钎焊.     

304不锈钢车削的高压断屑技术研究北大核心

针对304不锈钢的车削过程中铁屑折断难,经常导致铁屑缠刀、加工表面划伤、排屑困难、影响自动化生产线的稳定运行等问题,设计开发7 MPa高压供液系统为车削过程提供高压冷却液。在高压冷却环境下,试验比较304不锈钢在粗、精加工的不同车削参数、刀片情况下的铁屑状态。研究结果表明,7 MPa高压冷却可以解决304不锈钢精加工铁屑不易折断的问题。铁屑的长度与冷却压力、切削参数、刀片有关,通过匹配适当的切削参数和刀片,铁屑长度可以被控制在较短的范围内。在此基础上,提出了一套针对304不锈钢车削加工的高压断屑方案,实现铁屑的可靠折断。     

The preparation and property research of the stainless steel/iron scrap clad plate

As an attempt to recycle iron scraps, a new method is proposed to produce stainless steel clad plate by hot rolling. Iron scraps (Q195) were cold pressed into stainless steel pipe (304), and were subsequently hot rolled to produce composite clad plates at 1250 °C. Experiments showed that the iron scraps could be compressed into solid steel and joined well with the outer stainless steel surface using the proposed method. The shear strength of the bimetallic interface formed is about 273 MPa after seven pass rolling. The clad plates produced show good bending ductility. Element diffusion occurred at the interface during the hot rolling processes. The peak hardness appears in the vicinity of the interface due to the severe plastic deformation under high temperature and pressure during the rolling processes.     

热处理对选区激光熔化304L不锈钢组织和力学性能的影响

采用光学显微镜(OM),X射线衍射仪(XRD),扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM)等研究了热处理工艺对选区激光熔化(SLM)制备的304L不锈钢微观组织结构与力学性能的影响。结果表明:SLM制备的304L不锈钢的组织结构细小,组织中存在高密度位错、δ铁素体与σ相析出物,其强度和塑性均远高于传统304L不锈钢。对SLM制备的304L不锈钢分别进行1050℃×30 min和1000℃×2 h固溶处理后,其微观组织结构发生了变化,观察到了晶内胞状亚晶组织的长大和析出相的固溶,强度和塑性均有所降低。SLM制备过程产生的大量纳米级胞状亚晶结构,是304L不锈钢具有高强高韧性能的主要原因,析出强化和加工硬化可进一步提高其强度。