稀土钇对FeCrNi耐热钢循环氧化行为的影响

采用增重法在1100℃、1150℃和1200℃条件下对Fe-21Cr-11Ni试验钢进行循环氧化试验,结合X射线衍射、扫描电镜及能谱等方法研究了钇元素在耐热钢抗高温氧化中的作用机理。结果显示,添加微量稀土钇元素能显著提高耐热钢的抗高温氧化性能。在氧化过程中,钇元素能促进铬元素向氧化层的扩散,在含钇耐热钢表面,形成了致密的粘附性好的Cr2O3层和FeCr2O4尖晶石外氧化物层,起到了很好的保护作用,在内氧化层中,钇元素不仅加强了SiO2钉扎,而且直接参与和强化了钉扎作用。     

镧对高碳合金工具钢的高温抗氧化行为的影响

在热分析仪上采用增重法对未添加稀土与添加了0.004%稀土镧的高碳合金工具钢进行高温氧化实验。利用扫描电镜、X射线衍射对样品表面氧化膜进行分析。结果表明:在1000、1100℃时,恒温氧化动力学均符合抛物线规律,氧化膜具有保护性,添加稀土镧的高碳合金工具钢的氧化激活能提高了,氧化速率常数降低了。此时稀土镧的加入细化了氧化膜的晶粒,增强了氧化膜与基体的粘附性,使氧化膜不易脱落。在1200℃时,氧化增重曲线近似于直线,含有稀土镧的高碳合金工具钢的氧化速率更快,不利于提高合金工具钢的抗氧化性,氧化膜的保护作用也丧失。稀土镧的添加不会改变实验钢氧化膜的物相组成。     

P91耐热钢热变形行为及其流变应力本构方程

基于位错反应理论和Avrami方程,建立了包含动态应变时效影响的动态回复与动态再结晶的两阶段本构方程。采用Gleeble3500热模拟试验机对P91耐热钢进行热压缩试验,获得了950～1200℃、0.01～10s-1条件下的P91耐热钢真应力-真应变曲线。利用试验获得的流变应力数据,采用非线性拟合确定了P91钢本构方程中的材料常数。模型的计算结果表明,计算曲线与试验曲线吻合得较好,所建立的本构方程可应用于预测P91钢在950～1200℃、0.01～10s-1条件下热加工变形的流变应力。     

锅炉喷嘴用耐热钢的高温抗氧化性研究

以25-20耐热钢为基准,与几种自配锅炉喷嘴用奥氏体耐热钢在900℃及1050℃做了高温氧化对比试验。结果表明:Cr25Ni12Mn1Si2钢的抗氧化性接近25-20钢。用它代替25-20钢,可因Ni的加入量减少而带来明显的经济效益。并用扫描电镜对氧化膜做了初步的研究。     

稀土对Cr18Ni18Si2奥氏体钢热强性的影响

稀土金属对高合金奥氏体钢的热强性,有着良好的作用。但对低合金耐热钢高温强度的影响尚不一致,如15X1M1钢,加入Ce与否,其持久强度均在同一水平;Cr-Mo-V钢中添加0.05%Ce,可使580℃,20kgf/mm~2应力下的断裂时间大大延长,而加入量增至0.10和0.20%时反而减少到与不加Ce的差不多,稀土对其热强性的影响,似无定论。本文研究了用稀土改善Cr18Ni18Si2钢高温持久强度的问题。对持久试验后的试样进行了金相观察,并对断口进行了扫描电镜鉴定和离子探针分析,以期能对阐明稀土的作用有所助益。实验用材料为Cr18Ni18Si2奥氏体不锈钢。用高频感应炉冶炼,浇铸两支钢锭,其一于出钢前2min加入0.15%混合稀土金属,锭重20kg。试验钢的化学成分列于表     

锅炉喷嘴用耐热钢的高温抗氧化性研究

以25-20耐热钢为基准，与几种自配锅炉喷嘴用奥氏体耐热钢在900℃及1050℃做了高温氧化对比试验。结果表明：Cr25Ni12Mn1Si2钢的抗氧化性接近25-20钢。用它代替25-20钢，可因Ni的加入量减少而带来明显的经济效益。并用扫描电镜对氧化膜做了初步的研究。     

铜砷共存时砷含量对钢的高温氧化行为与热裂性的影响

采用热重分析仪、扫描电镜(SEM)和Gleeble模拟热压缩试验等研究了铜砷共存时砷含量对含0.22mass％Cu钢的高温氧化行为(1000～1150℃)及热裂性的影响.结果表明:当氧化温度低于1100℃时,试验钢的氧化动力学先服从线性规律,后服从抛物线规律;当温度高于1100℃时,氧化后期脱离抛物线规律.随砷含量的增加,试验钢的抛物线阶段的氧化速率常数Kp和氧化增质量增加,氧化激活能降低.砷含量越多,试验钢的氧化层总厚度越厚.钢中砷元素的加入量越多,向基体渗透的富铜液相量越大,钢在热加工过程中的表面热裂倾向性越大,并且富铜液相量和钢表面热裂倾向性在1050℃时达到最大.     

Fe-Si合金高温氧化动力学分析

通过氧化增重的方法,采用热重分析仪对Si含量为0.3%和0.6%的低碳钢热轧板料在300~1200℃下的增重进行了研究。结果表明:温度越高氧化铁皮厚度越大,氧化越严重;在不同氧化温度条件下,氧化增重曲线均呈抛物线型,说明在氧化初期,氧化性气氛与钢基体发生化学反应。随着氧化铁皮的生成,变成以扩散反应为主。含Si量为0.6%的钢比含Si量为0.3%的钢单位面积上的氧化铁皮增重少,这说明Si含量越高,氧化增重越少。同时含Si热轧板料高温加热过程生成的Fe_2SiO_4液相层能降低钢基体的氧化程度。     

加热温度对含稀土低碳高铌钢相变的影响

利用Gleebe-1500D热模拟机研究了含稀土低碳高铌钢加热温度为950、1200、1250℃条件下对相变行为的影响,比较了在不同加热温度下钢的相变温度、显微组织与硬度的区别。结果表明:在不同加热温度下,含稀土低碳高铌钢在相变温度、连续冷却组织、硬度上均有较大差异。在加热温度为1250℃时,由于钢中铌能充分固溶,使得钢的连续冷却相变开始温度显著降低,易形成贝氏体,硬度也显著提高,因此确定1250℃为今后研究含稀土低碳高铌钢连续冷却相变合理的加热温度。     

稀土元素Ce对H13钢热疲劳性能的影响

对不同Ce含量的H13钢进行1040℃油淬和580℃两次回火处理后进行热疲劳循环试验，采用光学显微镜、扫描电镜及硬度计对不同热疲劳循环次数下试验钢的显微组织、裂纹形貌及硬度进行分析。结果表明，试验钢热疲劳循环后显微组织为回火索氏体，热疲劳裂纹优先在预先处理的缺口尖端处萌生，热疲劳循环过程中出现的氧化凹坑和夹杂物会促使裂纹生成，裂纹不断扩展，宽度增加。稀土Ce对试验钢组织和晶粒尺寸有明显的细化作用，提升试验钢的抗软化能力，抑制热疲劳裂纹的生长，其中最佳稀土Ce含量为0.026%。     

碳含量对低合金耐磨钢组织及耐磨性的影响

研究了碳含量分别为0.31%、0.38%和0.50%的低合金耐磨铸钢热处理后的组织、强韧性及不同磨损条件下的磨损性能。结果表明,试验钢经950℃淬火及250℃回火,显微组织均以板条马氏体为主,随含碳量的增加,组织有所粗化,并且有片状马氏体出现。试验钢的硬度随碳含量的增加而增加,但韧性下降。磨损试验结果表明,冲击磨料磨损条件下,主要表现为凿削磨损,碳含量为0.38%的试验钢具有较好的耐磨性;静磨料磨损条件下,主要表现为切削磨损,耐磨性主要受硬度的影响,碳含量为0.50%试验钢具有较好的耐磨性。     

几种钢材渗Al涂层在海水淬冷时的循环氧化研究

对4种不同级别的钢在600℃～800℃氧化和海水淬冷 交替作用下的循环腐蚀行为进行了研究.在实验条件下,绝大多数材料均发生了严重的氧化 .特别在800℃下,所有材料氧化失重明显.材料施加渗Al涂层后,极大地改善了它们的抗 氧化性能,且材料级别越低,改善作用越明显.海水中的NaCl对材料的高温腐蚀有显著的加 速作用,造成渗Al涂层快速退化.循环淬冷造成渗Al涂层外层发生开裂,且在蒸馏水中比在 海水中淬冷时形成的裂纹数量多且宽度大.     

GX40CrNiSi25-12奥氏体耐热铸钢的高温氧化性能

采用恒温氧化试验研究了GX40CrNiSi25-12奥氏体耐热铸钢在不同氧化温度和氧化时间下的抗高温氧化性能,通过氧化质量增加法、光学显微镜、扫描电镜和能谱分析等方法表征分析了试验钢的氧化动力学、氧化膜形貌及成分变化。结果表明,试验钢在850、950和1050 ℃下的氧化动力学曲线均遵循抛物线规律;氧化100 h时,根据GB/T 13303—1991,平均氧化速率均属于1级完全抗氧化性级别。850 ℃和950 ℃下的氧化膜平整致密,由细小均匀密集排布的不规则多边形状氧化物组成;1050 ℃时,氧化膜中氧化物晶粒尺寸不均匀现象加剧。GX40CrNiSi25-12奥氏体耐热铸钢良好的高温抗氧化性与氧化膜中高Cr含量有关。     

铬铝多元共渗层组织和性能的研究

用固体铝热法对碳钢和中低合金工具钢进行铬铝多元共渗，对其渗层组织，相组成，硬度及耐蚀性，抗氧化性等进行研究。结果表明：铬铝多元共渗的外层组织均由含铬的碳化物，金属间化合物组成，具有较高的硬度和较优的耐蚀性及抗氧化性；铝量影响共渗的扩散层，硅量影响共渗层的致密性和脆性，它们都能使共渗层层厚显著增加；扩散层主要由铝铁化合物组成，硬度较低，它们也具有优良的耐蚀性和抗氧化性。因此，碳钢或中低合金钢及热作模     

NaCl盐膜对珠光体耐热钢抗高温腐蚀性能的影响

测试了涂与未涂NaCl盐膜的珠光体耐热钢在700℃的氧化动力学曲线。通过氧化腐蚀产物的分析,研究了NaCl盐膜对珠光体耐热钢抗高温腐蚀性能的影响。结果表明,NaCl盐膜会促进珠光体耐热钢的高温氧化腐蚀,形成的氧化膜较厚、疏松,与基体结合性差,从而降低珠光体耐热钢抗高温腐蚀性能。     

稀土对超级铁素体不锈钢组织和性能的影响

通过光学金相显微镜、金相定量图像分析仪、透射电子显微镜、室温冲击和动电位极化等分析测试手段,研究不同稀土含量的超级铁素体不锈钢的晶粒特征、930℃退火时析出相、冲击韧性和耐腐蚀性。研究表明:适量的稀土可有效细化晶粒,使晶粒度从6.9级提高至8.6级;添加稀土后,退火时析出相所占面积百分数明显降低,且未见以链状形式出现;稀土提高了C、N的固溶度,使碳氮化物析出减少;稀土含量为0.106%时,冲击功为45.25 J,较未添加稀土时提高了2倍;同时,稀土促使断裂机制由脆性断裂向韧性断裂转变。稀土可有效增强超级铁素体不锈钢的耐点蚀性能。稀土含量为0.106%时,腐蚀速率最小。钢中S含量降低且夹杂物得到改善是稀土提高该钢种耐点蚀性主要原因。     

奥氏体不锈钢在熔融碳酸盐中的腐蚀

研究了含稀土316S和310S型不锈钢在650℃下(Li,K)2CO 3共晶熔盐中的腐蚀行为.结果表明：稀土元素能够通过促进富Cr氧化膜的形成而提高310S不 锈钢的耐蚀性能.316L(RE)由于具有较低的Cr含量,其耐蚀性能劣于310S合金.讨论了不锈钢 在熔盐中的腐蚀机理.     

超低碳BH钢变形抗力和连续冷却转变热模拟

采用Gleeble-1500热模拟试验机,对两种超低碳烘烤硬化(BH)钢的变形抗力和动态连续冷却转变进行研究,观察了两种试验钢在不同变形和冷却工艺条件下的热变形和连续冷却转变组织。结果表明,在1100℃、应变速率1s-1时,两种试验钢均发生了动态再结晶,Ti+Nb超低碳BH钢的变形抗力比Ti+V超低碳BH钢高出约20MPa;在900℃、应变速率1s-1时,Ti+Nb超低碳BH钢发生了动态回复,Ti+V超低碳BH钢则未发生动态回复。两种试验钢在相同热变形条件下的组织形貌及晶粒尺寸差别较大。在不同连续冷却速度下,两种试验钢的金相组织均为多边形铁素体,铁素体晶粒均随着冷速的增加而细化。Ti+Nb超低碳BH钢铁素体晶粒较为细小,形状不规则,Ti+V超低碳BH钢铁素体晶粒则较为粗大,形状规则。     

稀土元素对耐热钢热强性能影响的研究

研究了稀土元素对铬钢,铬镍钢及铬镍氮型等耐热钢热强性能的影响。结果表明,在钢中加入适量的金属Ｃｅ或Ｌａ可显著地提高各种耐热钢的蠕变强度。讨论了稀土元素改善耐热钢热强性的因素。微量稀土改善高合金耐热钢热强化有一定的普遍性,且是其他元素无法取代的。     

Ti对高硼钢显微组织和高温力学性能的影响

采用SEM和XRD研究了Ti对高硼钢显微组织的影响。采用冲击试验机、热力学模拟实验机、氧化增重法分析了Ti对高硼钢室温冲击及850℃高温力学、抗氧化性能的影响。结果表明,添加Ti后,基体内硼化物形态圆整、呈离散状分布,尺寸大幅减小。这种硼化物形态、分布的优化提高了高硼钢的室温冲击韧性。高硼钢中添加Ti后在基体内形成了TiC析出相,并使基体由单一奥氏体转变为奥氏体+铁素体双相组织。添加Ti元素后,B含量较低时提高B含量可以提高材料的高温力学性能;但B含量较高时,高温力学强度变化不大。B含量为0.33%(质量分数)时,材料的高温力学性能最佳。添加Ti前后高硼钢的850℃氧化测试结果均符合GB/T 13303-1991中2级"抗氧化性"标准,Ti的加入有利于提高高硼钢高温抗氧化性能。