X80热煨弯管热处理工艺对组织及性能的影响

研究了不同热处理工艺对热煨弯管母材及焊缝组织及性能的影响。通过对热煨弯管两种不同热处理工艺的研究,探讨了X80热煨弯管热加工工艺过程中热处理制度对母材及焊缝组织和性能的影响规律。结果表明,高温淬火(950℃)+高温回火(500℃)的工艺能够明显的改善焊缝及热影响区的组织,细化焊缝热影响区的组织,并能够有效地解决热煨弯管母材和焊缝的组织及性能匹配性,适宜于X80热煨弯管的加工。     

国内高级管线钢热煨弯管技术探讨

介绍了国内X70,X80和X100级高级管线钢和热煨弯管的技术发展,对比分析了这些X70、X80、X100高级管线钢热煨弯管生产工艺的不同点,总结出了高钢级弯管应采用的工艺及参数和思路。对进一步推动我国油气管道建设用高级管线钢热煨弯管应用、生产和使用技术的提高具有较好的借鉴指导作用。     

冷却速度对X70管线钢感应加热弯管组织性能的影响

弯管是油气输送管道的重要组成构件之一.冷却速度的快慢决定弯管材料的最终性能,是感应加热弯管的关键参数.为确定合适的冷却速度范围,研究了冷却速度大小对管线钢材料组织、性能的影响规律,确定了保证材料组织性能冷却速度的下限值.     

0.3mm厚316奥氏体不锈钢的高频感应焊接技术

采用一种高速的高频感应焊接技术焊接壁厚为0.3 mm的316奥氏体不锈钢钢管,研究了不同高频感应焊接参数下焊管的接头宏观形貌、焊缝组织和力学性能.结果表明:在高频感应焊接条件下,为了保证薄壁316奥氏体不锈钢具有良好的焊缝成形性,焊缝内外两侧形成的毛刺必须连续一致,并且热输入量与挤压量要匹配,当热输入增大时,挤压量应减少,当挤压量增加时,热输入应降低.焊接热输入为49.5 kJ/m,挤压量为0.36 mm时,接头宏观表面成形良好,焊缝区晶粒细小.焊缝显微组织以奥氏体+δ铁素体为主,焊缝硬度可达300HV以上,与母材基体硬度(236HV)相比显著增加,这是焊缝晶粒得到细化的结果.     

大口径X70感应加热试制弯管的组织与性能

选用直缝埋弧焊钢管,使用局部淬火和整体回火的工艺,通过严格控制各项工艺参数试制了两根弯曲度分别为25°和36°的大口径X70感应加热弯管,并对试制的弯管进行显微组织检验和力学性能试验。结果表明:试制的两种弯曲度的大口径X70感应加热弯管的显微组织均为贝氏体+铁素体+珠光体,为正常组织;其拉伸性能也均达到了X70级钢管的强度要求,且在-60℃低温时依然表现出优良的冲击性能。     

核电站一回路主管道材料热老化力学性能的预测概述

从核电站一回路铸造奥氏体不锈钢热老化现象、热老化后力学性能变化趋势及力学性能预测流程等方面,对铸造奥氏体不锈钢热老化后冲击性能、拉伸性能、J-R曲线和断裂韧性力学性能预测的研究现状进行了综述。并对目前力学性能预测方法的不足提出自己的想法。     

UNS S32750双相不锈钢焊接热影响区微观组织演变

焊接是双相不锈钢推广应用不可或缺的加工制造环节,但是目前对双相不锈钢多层多道焊接过程中热影响区的微观组织演变行为仍不清晰。以Gleeble3500热模拟试验机为平台,采用热力学方法和先进的组织表征技术,研究了高温铁素体化以及随后的再加热过程对UNS S32750双相不锈钢焊接热影响区微观组织的影响规律。结果表明,热影响区经铁素体化后,铁素体和奥氏体不再以条带状交替存在,而是转变为粗大、等轴状的亚稳态铁素体和不同类型的一次奥氏体(γ₁),并且奥氏体含量显著降低。同时,在铁素体晶粒内、铁素体与铁素体晶粒边界以及铁素体与奥氏体相界处析出大量的Cr₂N。此外,后续焊道的再加热过程以及再加热温度对热影响区的微观组织特征具有显著影响。随着再加热温度从900℃升高至1 200℃,奥氏体含量逐渐增加,但Cr₂N的析出倾向明显降低。二次奥氏体(γ₂)更易于在1 000℃再加热时析出,并且与Cr₂N呈现协助析出行为。     

回火方式对调质高强度钢组织和性能的影响

为改善高强度钢的塑性和韧性,对同一种低合金高强度钢进行两种不同回火方式的调质处理,淬火+缓慢加热回火的传统调质与淬火+感应加热回火的新调质工艺,分析该工艺对钢的组织与性能的影响.利用扫描电镜和透射电镜观察组织及析出物的变化,采用X射线衍射仪分析了钢中残余奥氏体体积分数.结果表明:两种工艺下,钢的组织均为板条宽300～500 nm左右的马氏体组织,感应加热回火调质工艺处理后,板条组织明显,析出物大多约为20 nm,比传统调质处理后的细小;两种不同热处理工艺均能提高钢的屈服强度.感应加热至500℃回火后试验钢具有16%以上的延伸率,-40℃冲击功达到32 J,优于传统调质工艺处理钢板的综合性能.感应加热回火能获得更多小尺寸析出物和更多的残余奥氏体,有利于改善钢的塑性和韧性.     

16Mo3钢大直径大变形量试制中频弯管的组织与性能

采用中频感应局部加热弯管工艺试制了相对弯曲半径为1.8、弯曲角度为70°、规格为790mm×30mm的16Mo3钢大直径大变形量弯管,并对试制的弯管进行了整体性检验、显微组织检验与力学性能试验。结果表明:弯管弯曲部分的波浪度、圆度、壁厚减薄率均满足相关标准要求,弯管显微组织为铁素体+珠光体+少量碳化物,无晶间裂纹;室温拉伸性能、冲击性能及500℃高温拉伸性能也均符合标准要求;弯管各部位的力学性能均匀,且与原始管材的性能处于同一水平。     

图像处理与分析系统在热煨弯管金相检验中的应用

通过建立图像处理与分析系统,利用计算机数码技术对金相试样的显微组织进行采集、处理、分析以及晶粒度评定,从而代替传统的金相分析技术和晶粒度评定方法。结果表明:在该系统下采集的显微组织图像清晰,晶粒度评定也相比传统方法更加快捷、准确;该系统已应用于川气东送管道工程X65和X70钢级各种规格热煨弯管的金相检验,能够满足川气东送管道工程用热煨弯管的金相检验要求。     

Microstructure and properties of austenitic stainless steel reinforced with in situ TiC particulate

Austenitic stainless steel reinforced with 5 vol.% TiC particulate was in situ synthesized by in situ reaction during melting process successfully and its microstructure, mechanical properties as well as oxidation behavior were investigated. Microstructure observations revealed that in situ TiC particulates with an average size of 2–10 μm distributed uniformly in the matrix and the interface boundaries between TiC particulates and austenite matrix were clean without any impurities and contaminations. Addition of TiC particulates refined the grain structure of austenitic matrix, but did not cause formation of any new phases in microstructure. Beneficial effects of TiC addition to austenitic stainless steel on both mechanical properties and oxidation resistance were found. Both at ambient and elevated temperature, tensile strengths of the steel with TiC addition were notably higher than those of its matrix alloy, however, a decrease in ductility also appeared, as exhibited by other particulate reinforced alloys. Besides tensile strengths, creep resistance of austenitic stainless steel was also significantly increased by TiC addition at elevated temperature of 923 K. Oxidation test at 1073 K revealed that TiC addition to austenitic stainless steel raised the oxidation resistance of the steel remarkably.     

18-8奥氏体不锈钢焊接接头晶间腐蚀的评定及控制

介绍了18-8奥氏体不锈钢焊接件焊接接头抗晶间腐蚀能力的检验和评定方法,对焊接接头晶间腐蚀的原因进行了分析,阐述了在焊接过程中的主要方面实施的有效控制方法,以提高不锈钢焊件抗晶间腐蚀的能力.     

选区激光熔化不锈钢全流程关键问题研究现状与进展

选区激光熔化(SLM)是制造精度最高的金属增材制造工艺,用于制造复杂几何形状的金属零件。316L不锈钢具有面心立方结构,在从熔融态冷却至室温的过程中通常不发生固态相变,基于这种特性,316L不锈钢成为SLM中应用最广泛的金属材料。与传统工艺相比,SLM工艺虽然能够生产高致密、高性能的零件,但是它无法避免孔洞、空隙等缺陷的出现,且存在力学性能差异和需要后处理加工等问题。为了解决这些问题,需揭示SLM制造工艺参数对性能的影响规律。综述了SLM-316L制备全流程前、中和后期在原始粉末、工艺参数及后处理方面的研究现状,首先讨论了粉末质量指标及制粉工艺对不锈钢制件的影响机理;其次总结了激光输入功率、扫描速度等工艺参数对制件性能影响的研究现状;最后对表面机械磨损处理、电解抛光等后处理方式及制件性能影响规律做了简要总结。阐明了通过SLM影响因素预测不锈钢成形零件力学性能的学术观点,以期为获取高质量零件、促进不锈钢材料的实际应用提供一些参考。     

Optimizations of wear resistance and toughness of hydroxyapatite nickel free stainless steel new bio-composites for using in total joint replacement

The aim of this work was to produce novel bio-composites made of hydroxyapatite and nickel free stainless steel (prepared by heat treating bone ash) and studying their mechanical properties including their tribology under various loads, toughness, and compressive and bending strengths. Different amounts of nickel free stainless steel powder (30, 40, 50 and 60 wt.%) was added to this hydroxyapatite powder to get bio-composites. Their hardness, wear resistance and friction coefficient, as a function of the metal (nickel free stainless steel) content were investigated. Hardness and wear resistance were decreased by increasing of the weight percentage of stainless steel, while friction coefficient was increased. Strength and toughness of composites increases considerably by increasing of NFSS content. The toughness enhancement is contributed mainly by crack bridging and plastic deformation of the nickel free stainless steel. The strengthening effect is contributed by both the matrix grain refinement and the toughness enhancement. According to results of all mechanical tests done on composites, composite with 50 wt.% nickel free stainless steel has the most appropriate mechanical properties among other composites for using in orthopaedic applications.     

铜对铁素体抗菌不锈钢性能的影响

通过实验室实验,分析了不同铜含量的430铁素体抗菌不锈钢的抗菌性能、耐腐蚀性能和力学性能.研究结果表明,含铜铁素体抗菌不锈钢铸坯经过热轧＋抗菌热处理＋冷轧+退火处理后,抗菌性能随着铜含量的增加逐渐提高,含铜1.3%以上就可达到理想的抗菌效果;随着铜含量的增加耐点蚀性能略有提高;强度随着铜含量的增加而小幅提高,塑性基本保...     

Grain size dependence of mechanical, corrosion and tribological properties of high nitrogen stainless steels

Austenitic stainless steels have been indispensable for the progress of technology during the last 80 years. Due to the cost of nickel and to the prospective of allergic reactions caused by this element, more and more laboratories and industries are trying to develop a new class of austenitic stainless steels with a low nickel content. In order to maintain the austenitic microstructure, nickel reduction is balanced with nitrogen addition. Nitrogen addition to austenitic stainless steels is also very effective for improving yield strength and corrosion resistance without reducing ductility and toughness. In order to further increase the strength, it is possible to combine the effect of nitrogen addition and grain refining. The purpose of this study is to examine the relationship between microstructures and mechanical, corrosion and tribological properties of a high nitrogen stainless steel with an ultrafine grained structure.     

不锈钢晶间腐蚀弯曲评价方法的影响因素

用嵌含有GTN延性损伤模型的ABAQUS有限元法,模拟研究了不锈钢晶间腐蚀弯曲评价方法中材料力学性能、弯曲角度和压头直径对弯曲试样塑性应变分布、延性损伤和裂纹起裂的影响规律,分析了其对晶间腐蚀弯曲评价结果的影响。结果表明：随着试样弯曲角度的增大和弯曲压头直径的减小,试样拉伸面的塑性应变增加,试样越容易产生弯曲开裂;在晶间腐蚀弯曲评价标准中,当固定弯曲角度和压头直径时,对于塑性、韧性和抗断裂综合力学性能较低的不锈钢材料,在弯曲过程中材料本身会发生开裂;因此,需要考虑材料力学性能对晶间腐蚀弯曲评价结果的影响;对于该研究中的典型的奥氏体不锈钢材料,当其弯曲断裂应变低于0．51左右时,在弯曲过程中材料本身会发生开裂,不宜用弯曲方法来评价其晶间腐蚀敏感性。     

真空退火对原位Al2O3/Fe-Cr-Ni增强复合材料性能的影响

铁铬镍合金具有良好的高温强韧性和抗蠕变性,被广泛应用于制造航空发动机、工业燃气轮机等设备。利用原位合成和热压烧结工艺制备Al2O3/Fe-Cr-Ni复合材料。为减少脆性相对复合材料性能的影响,将热压烧结试样在1000℃下真空保温2h后退火。采用XRD和SEM等测试方法,研究热处理后Al2O3/Fe-Cr-Ni复合材料的微观结构和常温力学性能。结果表明:Al2O3/Fe-Cr-Ni复合材料主要由Fe-Cr-Ni合金相、Fe-Cr相和Al2O3陶瓷增强相组成。热压烧结试样的维氏硬度、抗弯强度和断裂韧度分别为4.16GPa、298.31MPa和8.04MPa·m1/2。经1000℃高温热处理后,复合材料中Fe-Cr相发生奥氏体转变和合金基体晶粒长大,导致硬度下降至2.98GPa。Fe-Cr-Ni合金基体中韧性相含量和基体连续性增加,使该复合材料的抗弯强度和断裂韧度明显上升,其值分别为459.33MPa和12.81MPa·m1/2。     

316L不锈钢粉末注射成形件的烧结致密化行为

为了控制粉末注射成形零件的最终尺寸精度和力学性能,对316L不锈钢粉末注射成形件的烧结致密化行为进行了试验研究,分析了烧结温度和升温速率对试件致密化行为以及烧结件力学性能的影响.试验结果表明,致密化过程始于1080℃左右,主要在1200～1300℃的升温过程中快速进行,致密化速率随着升温速率的升高而升高.烧结件的抗拉强度、抗弯强度以及延伸率,不但取决于致密化程度,而且与微观结构有关.分析表明,将基于扩散控制和强度控制的烧结理论结合,可以有效地解释316L不锈钢粉末的致密化行为,需在现有的烧结模型中考虑强度影响因素,才能更真实地模拟烧结过程.     

核电用316L不锈钢粉末增材制造研究现状

增材制造技术是一种无须模具、近净成形的先进制造工艺。不锈钢是一种在核电行业广泛应用的结构材料。实现不锈钢结构件的增材制造将进一步推动增材制造技术的发展,也可为核行业带来革命性改变。以核电用316L不锈钢为例,系统阐述了不锈钢粉末增材制造研究现状,包括粉末制备工艺现状、增材制造成形工艺现状以及成形件的组织性能研究现状。目前,增材制造用316L不锈钢粉末的制备工艺主要为雾化法,粉末的物化性能受制粉工艺参数的影响。在激光粉末床熔融增材制造技术、电子束选区熔化技术和等离子增材制造技术中,尤以激光粉末床熔融增材制造不锈钢的应用最为广泛。增材制造316L不锈钢的组织与性能存在各向异性,但各向异性可通过增材制造的后处理技术消除。目前增材制造最为常用的后处理技术为热处理。与锻造316L不锈钢相比,经热等静压处理的增材制造316L不锈钢的力学性能与辐照性能更优。目前,核用不锈钢的增材制造技术还处于起始阶段,后续应重点关注增材制造的成形机理及成形材料中子辐照性能等内容。