长期热老化后Z3CN20-09M不锈钢的微观组织与拉伸断裂行为

利用TEM和HRTEM研究了400℃热老化2×10~4 h后Z3CN20-09M不锈钢的微观组织,用纳米力学探针研究了微区力学性能.结果表明:相比于原始状态,经400℃热老化2×10~4 h后,Z3CN20-09M不锈钢中的铁素体发生了调幅分解并且析出了G相,导致铁素体的硬度增加和塑性变形能力下降.利用原位疲劳试验机、SEM和电子探针研究了400℃热老化2×10~ 4 h后Z3CN20-09M不锈钢的微型平板试样拉伸行为.结果表明:热老化后,不锈钢的屈服强度和断裂强度升高,延伸率下降.热老化不锈钢中铁素体发生解理断裂,微裂纹萌生于相界并向铁素体内扩展;奥氏体主要发生微孔聚集型韧性断裂,并且在局部区域发生撕裂.调幅分解是铁素体发生硬脆化和热老化前后Z3CN20-09M不锈钢拉伸断裂行为发生改变的根本原因.     

核电站用国产铸造双相不锈钢的热老化

对国产铸造双相不锈钢Z3CN20-09M进行了450℃长达1200 h的加速热老化试验。研究了它的热老化脆化行为。结果表明:随着老化时间的增加,冲击功显著下降,老化1200 h后冲击功为161 J,断裂方式由韧性转变为脆性;奥氏体相显微硬度基本不变,而铁素体相显微硬度显著增加,老化1200 h后铁素体相显微硬度为470 HV10。     

石油输送管道用2CR13钢在服役过程中的变形、断裂分析

利用光学和扫描电子显微镜观察2CR13管线钢在冲击载荷下变形以及断裂的过程,分析了石油输送管道用2CR13管线钢在服役过程中的变形及断裂行为。研究表明:在该材料的变形过程中,由于管线钢是由马氏体和铁素体组成的材料,铁素体强度低,而马氏体强度高,所以变形首先会在铁素体中进行,随着变形量的增加,应力不断增加,材料在微观组织中会出现明显的沿着力的方向分布、进而扩展到马氏体的裂纹。裂纹的扩展与所受的应力大小有很大关系。最终,在2CR13变形的整个过程中,将会观察到3种裂纹方式:夹杂物断裂、相界面断裂和马氏体基体断裂。     

热老化对316LN不锈钢焊缝冲击性能和显微硬度的影响

核电站主管道奥氏体不锈钢焊缝由于长期在其热老化敏感温度下运行,在服役过程中存在热老化脆化趋向。本文对锻造316LN不锈钢主管道的焊缝在325、365和400℃下15000 h的加速热老化进行试验,并通过TEM研究了焊缝的微观组织变化,采用纳米压入试验和冲击试验对热老化过程中焊缝冲击性能和显微硬度变化进行了研究,使用SEM观察了冲击断口形貌。结果表明:热老化过程中焊缝内铁素体相发生了调幅分解和G相析出;随着热老化时间增加和温度升高,焊缝中铁素体相显微硬度快速增加,奥氏体相未发生改变,焊缝的冲击韧性显著下降。     

热加工对Z3CN20-09M双相不锈钢组织及热老化冲击断裂行为的影响

铸态Z3CN20-09M双相不锈钢经1200℃热锻后,采用400℃热老化100、1000、3000 h处理。利用SEM和EBSD分析了铸态及锻态Z3CN20-09M双相不锈钢的显微组织和热老化1000、3000 h的冲击断口,采用纳米力学探针和冲击试验机测试了铸态及锻态Z3CN20-09M双相不锈钢热老化0、100、1000、3000 h微区力学性能和冲击性能。研究表明,经热加工后铁素体晶粒的取向呈现无序态,奥氏体晶粒由粗大的柱状晶经再结晶后变成细小的等轴晶。随热老化时间延长,铸态和锻态材料的冲击功都呈现下降趋势。热老化1000 h,铸态和锻态材料均呈现微孔聚集型断裂,断口出现大量韧窝花样。热老化3000 h,铸态和锻态材料均呈现韧窝/解理混合型断裂特征,铁素体发生脆性解理断裂,奥氏体以撕裂或呈微孔聚集型断裂。铁素体区域内取向不同导致锻态材料冲击断口解理特征明显少于铸态材料。     

铁素体球墨铸铁低温冲击断裂裂纹形核及扩展机理

在低温下对QT400-18L铁素体球墨铸铁件进行Charpy缺口示波冲击实验,测试温度对冲击过程中裂纹形核和裂纹扩展能力的影响,采用OM观察分析不同温度下铁素体球墨铸铁裂纹萌生与扩展路径以及断口附近组织的演变规律.结果表明,韧脆转变温度以上,冲击后断口附近大量石墨-基体界面发生开裂,石墨界面开裂后产生的孔洞起到钝化裂纹和降低裂纹扩展速率的作用;韧脆转变温度区间,冲击试样表现为韧窝和解理混合断口形貌,断裂模式和裂纹形核均与石墨球有关;韧脆转变温度以下,垂直交叉孪晶成核进而导致微裂纹扩展,解理断裂主要是孪晶起裂,这种形变孪晶引起的裂纹形核和扩展方式造成了裂纹形成功与裂纹扩展功的剧烈下降.     

珠光体球墨铸铁断裂过程的动态观察

用扫描电镜对合有破碎状铁素体的珠光体球铁进行拉伸断裂过程的动态观察,研究裂纹萌生、扩展与石墨球、铁素体、珠光体组织的关系。结果表明,断裂过程为石墨球与基体脱开;基体局部塑性变形;显微裂纹萌生;若干显微裂纹连成较长的裂纹,并与扩展的主裂纹前端相连接。断裂前铁素体比珠光体承受更大的塑性变形,铁素体有效地钝化显微裂纹,其作用随铁素体量增加而加强。和牛眼状铁素体比,破碎状铁素体可使裂纹扩展经历更多曲折,路径相应增长,消耗能量增加。     

800MPa级DP钢冲压成形及裂纹扩展机理

通过冲压弯曲试验研究800MPa级DP钢的极限拉伸,采用扫描电子显微镜观察分析钢板的微观组织及动态拉伸过程,探讨其微观组织与其稳机理的关系。结果表明,DP800钢断口为剪切型断裂。凸模圆角半径较小时,拉深弯曲断裂是由于折弯角过小而在凸模圆角处折弯断裂;凸模圆角半径较大时,冲压弯曲断裂由于受到板料延伸率的限制,在材料流动受限的凹模圆角附近断裂。DP800的断口均分布着大量韧窝的韧性断裂,其裂纹扩展机理是微裂纹,主要产生于铁素体或马氏体/铁素体相界面,主裂纹沿两相界面或贯穿铁素体而继续扩展。     

奥氏体球墨铸铁超低温冲击断裂行为研究

以奥氏体球墨铸铁为研究对象,研究其低温冲击的断裂行为。首先研究奥氏体球墨铸铁在冲击断裂过程中裂纹形成功及裂纹扩展功等各部分能量随温度的变化规律:奥氏体球墨铸铁在20~-196℃温度范围内冲击吸收功呈先上升后下降的趋势,裂纹的亚稳扩展能量是决定低温冲击性能的主要因素。其次研究奥氏体球墨铸铁低温延性断裂行为的微观机理,采用SEM断口分析方法系统研究不同温度下奥氏体球墨铸铁延性断裂的裂纹萌生、扩展过程及随温度演变规律。     

X80大变形管线钢的变形与断裂行为

采用光学和扫描电子显微镜过对X80大变形管线钢在拉伸和冲击载荷下的变形和断裂过程的实验观察,研究了X80大变形管线钢的变形和断裂行为。结果表明:对于由贝氏体+铁素体组成的双相大变形管线钢,在变形过程中,塑性变形优先在铁素体中进行,随着塑性变形量的增加,双相组织的形态逐渐沿作用力方向呈现明显的位向分布。双相组织中裂纹的产生有3种典型方式,即夹杂物形核、相界面形核以及铁素体或贝氏体基体形核。裂纹的扩展与所受的应力状态有关,在较低应力状态下时,裂纹主要通过铁素体扩展;只有在较高应力状态下,裂纹才穿越贝氏体。在实验观察和分析基础上建立了贝氏体+铁素体大变形管线钢的变形和断裂模型。     

中高温时效处理对Cr21铁素体不锈钢组织和性能的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电镜并通过硬度和冲击实验,研究了Cr21铁素体不锈钢经固溶+时效处理后的显微组织和性能。结果表明:Cr21铁素体不锈钢经600、650℃和750℃时效处理50 h内均未形成sigma相以及铬的碳化物,主要析出了大量的TiC、NbC和(Ti,Nb)C复合粒子以及少量的Fe2Nb(Laves相)。在600、650℃时效处理50 h内,钢的硬度基本是先升高后降低,韧性先降低后升高。而750℃时效时则硬度几乎一直升高,韧性一直降低。     

Characterization of Impact Deformation Behavior of a Thermally Aged Duplex Stainless Steel by EBSD

The effect of thermal aging on phase transformation and impact toughness of an as-cast duplex stainless steel was investigated at room temperature. After long-term thermal aging, the impact toughness decreases significantly and the cracks initiate and propagate more easily. The plastic deformation ability of the ferrite phase decreases after thermal aging,which leads to the degradation of impact toughness. High stress concentration occurs on the grain boundaries of the austenite phase in the aged materials. Meanwhile, high-stress concentration areas are also observed in the austenite phase near the grain boundaries. After long-term thermal aging, pinned dislocations in ferrite and along phase boundaries lead to the high stress concentration. Micro-cracks preferentially initiate in the ferrite phase and propagate via separation of phase boundaries. The blocking influences of spinodal decomposition precipitates and G-phase precipitates are stronger than the effect of grain boundaries and phase boundaries on the dislocation movement.     

2507超级双相不锈钢中σ相的析出行为

利用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、电化学工作站等试验及手段,研究了2507(S32750)超级双相不锈钢经700～1000 ℃时效不同时间后σ相的析出规律及其对冲击性能和腐蚀性能的影响规律。结果表明:σ相析出速度很快,析出量随时效时间的延长先增加后逐步减少,在850~900 ℃时效后σ相的析出量最大。σ相的析出严重降低材料的冲击及腐蚀性能,建议时效温度不低于950 ℃。     

提高Cr-Ni-Mo-Ti马氏体时效不锈钢超低温韧性的固溶处理工艺

研究了12Cr-10Ni-Mo-Ti马氏体时效不锈钢在1000 ℃固溶处理+750 ℃重复低温固溶处理+不同温度时效处理后的显微组织、室温强度和低温冲击性能,并用XRD分析了不同固溶和时效工艺下的残留奥氏体/逆转变奥氏体含量,对比分析了不同固溶处理工艺下时效响应强度逆转变奥氏体的析出和时效强化规律。结果表明,Cr-Ni-Mo-Ti马氏体时效不锈钢经1000 ℃固溶处理后再进行750 ℃低温固溶处理时以α′→γ剪切逆相变形成奥氏体,不仅遗传奥氏体的晶粒形态和尺寸,且形成的奥氏体内高密度缺陷增大马氏体相变抗力,同时显著降低逆转变奥氏体的形成温度,使750 ℃固溶处理两次时残留16.4%奥氏体,再经460 ℃峰时效形成了30%以上的残留奥氏体+逆转变奥氏体,液氮温度冲击吸收能量极高,达80 J以上,并且奥氏体的高缺陷密度遗传到马氏体内增强时效强化效应,因此显著改善低温冲击性能的同时并未明显降低抗拉和屈服强度。     

热处理对沉淀硬化不锈钢S45000力学性能的影响

研究了不同热处理工艺对沉淀硬化不锈钢S45000力学性能的影响。结果表明:随着时效温度的升高,强度和硬度下降,-45℃冲击韧性增加;经过二次时效处理,强度和硬度下降,-45℃冲击韧性增加。     

1Cr21Ni5Ti双相不锈钢不同温度时效脆化倾向研究

对1Cr21Ni5Ti双相不锈钢在400~600 ℃之间进行时效处理,测试其冲击韧性和力学性能,结合断口形貌和金相组织观察,研究1Cr21Ni5Ti 双相不锈钢不同温度时效脆化规律,提出抑制缓解脆化的工艺措施。结果表明:1Cr21Ni5Ti双相不锈钢在550 ℃时效的脆化倾向较小,脆化倾向最敏感的时效温度区间为450~500 ℃,在此区间时效时,铁素体脆化而发生解理或准解理断裂;同时,高的Ti/C比值增大450~500 ℃之间的脆化倾向,但高的Ti/C提高奥氏体的稳定性,显著降低600 ℃时效脆化倾向。在上述基础上,研究证明增加锻造比使奥氏体相产生足够变形并使其均匀分布,能有效阻止铁素体脆性裂纹的扩展,可以较大程度地降低脆化倾向。     

时效对2205双相不锈钢在硫环境下的电化学腐蚀行为

采用极化曲线法和电化学阻抗法,分析了经不同时效时间后的2205双相不锈钢在3.5%的NaCl+(1,5,10) g/L S介质溶液中的电化学腐蚀特性。研究表明：经过时效处理(800℃)的2205双相不锈钢会产生析出相(σ相),对2205 双相不锈钢的腐蚀有严重影响;随着时间的延长,σ相析出量明显增多,耐腐蚀性越弱。此外, 随着硫单质的加入,也促进了不锈钢的腐蚀。     

Al-34%Mg-6%Zn合金储热性能和液态腐蚀性实验研究

采用差示扫描量热(DSC)分析技术测定了Al-34%Mg-6%Zn合金作为潜热储蓄材料的热性能。研究了该合金在长期储放热过程中对容器材料的腐蚀。腐蚀试验选用的容器材料是不锈钢(SS304L)和碳钢(C20)。在1000次热循环(熔融和凝固)的腐蚀实验中,对SS304L和C20钢试样进行了失重(mg/cm2)、腐蚀速率(mg/day)的热重分析,以及显微组织结构的金相研究。结果表明,对于长期的储能应用,SS304L钢比C20钢更能与该合金相容。同时还讨论了在热循环过程中,SS304L和C20钢上形成腐蚀产物的过程和机理。     

时效时间对PH13-8Mo不锈钢组织和力学性能的影响

将PH13-8Mo不锈钢在925℃固溶70 min,在-70℃冷处理2 h,再在535℃分别时效3、4、5、6 h,利用光学显微镜和力学性能测试设备，研究了时效时间对试验钢显微组织和力学性能的影响。结果表明，试验钢经535℃时效后有金属间化合物析出，该析出相随着时效时间延长逐渐长大；在时效4 h后试验钢具有较高的硬度和强度，并保持了足够的冲击吸收能量，具有较好的综合力学性能；随着时效时间延长，钢的硬度和强度下降，冲击吸收能量升高。     

1Cr21Ni5Ti˫�಻�����֯�ȶ��Լ��Գ�����Ե�Ӱ��

用600℃时效微观组织变化和冲击韧性的变化评价了1Cr21Ni5Ti双相不锈钢的稳定性。结果表明：1Cr21Ni5Ti双相不锈钢稳定性对Ti/C极为敏感,低Ti/C（Ti/C=4.08）钢600℃时效快速析出富Cr的M23C6碳化物,降低奥氏体内的Cr和C含量致使时效后冷却过程中奥氏体转变为马氏体,并伴随着冲击韧性的严重恶化;而Ti/C适度的钢明显抑制了M23C6碳化物的析出和随后奥氏体向马氏体转变,长时间时效后冲击韧性高出低Ti/C钢近一倍。