奥氏体不锈钢低温离子-气体复合硬化处理工艺

采用离子轰击去除不锈钢表面的钝化膜,并活化试样的表面,然后再进行低温气体渗碳处理。经过反复几次循环处理后,实现AISI 316L奥氏体不锈钢表面低温硬化处理。利用显微硬度计测试表面硬度、硬度梯度;用光学显微镜观察硬化层横截面的显微组织。结果表明,在渗碳温度为440～590 ℃内,硬化层的表面硬度及厚度与渗碳温度和循环处理周期成正比。温度在440～510 ℃内,硬化层增厚相对比较缓慢;当渗碳温度超过510 ℃后,硬化层的厚度增速加快。在440～530 ℃之间,硬化层表面硬度基本保持不变,在530 ℃之后,硬化层的表面硬度继续增加。在3～7个循环处理周期内,硬化层厚度增长速度较快,在第7个循环处理周期后,硬化层厚度增长速度变慢。不降低耐蚀性能的奥氏体不锈钢低温渗碳硬化处理的临界温度为530 ℃。     

2205双相不锈钢固溶处理工艺研究

2205双相不锈钢在910～1300℃不同的温度保温40rain后,分别进行空冷或水冷固溶处理。用金相显微镜观察了2205双相不锈钢的显微组织,测定了组织α相的含量和显微硬度。结果表明：随着固溶处理温度的升高,α相含量逐渐升高。建议2205双相不锈钢的固溶处理工艺为固溶温度1070℃,保温40min,水冷。     

稀土双相不锈钢的时效硬化行为

利用金相、X射线衍射、电子能谱分析和硬度测量方法研究了在400～900℃等温时效对Fe—Cr—Ni—Mo—Cu—Re双相不锈钢组织和硬度的影响。在650～900℃(上温区)以及400～550℃(下温区)的时效均导致钢的硬度显著增大。上温区时效引起的硬化及脆化主要是由于σ相的析出,其中在750℃附近钢的硬化及脆化速度最快。下温区时效时钢的硬化及脆化是因铁素体中发生富Cr的α′相转变(475℃脆性)所致,其中在480℃左右钢的析出硬化速度最大。在650～750℃和400～480℃两个时效温度范围内,钢的硬度变化与时间和温度之间的关系符合Arrhenius方程,其时效过程激活能分别为200.8kJ/mol和117.4kJ/mol。     

奥氏体不锈钢表面低温离子硬化处理后的亮化处理

奥氏体不锈钢表面低温离子硬化处理后,其表面覆盖了一层成分复杂、结合牢固的薄膜,不仅影响了不锈钢表面的外观质量,而且还影响到其表面的耐蚀性能.对奥氏体不锈钢低温离子渗碳的试样进行电化学亮化处理,并对亮化处理前后硬化层的表面形貌、表面粗糙度、组织结构、显微硬度及耐蚀性能做了比较.结果表明,虽然亮化处理后不锈钢表面硬化层的厚度和硬度略有减小,但却能显著提高其表面的耐蚀性能,表面较亮化处理前更加光滑,Ra由0.27μm减小到0.09μm.因此,在奥氏体不锈钢表面低温离子硬化处理后再进行一次表面亮化处理是十分必要的.     

双相不锈钢等离子表面硬化技术的进展

双相不锈钢兼具奥氏体和铁素体不锈钢的特点,塑性和耐蚀性好,但硬度低,耐磨性差。等离子表面硬化处理能提高双相不锈钢的表面硬度和耐磨性,包括离子渗氮、直流辉光等离子渗氮、活性屏等离子渗氮、空心阴极辅助离子渗氮、等离子沉积薄膜(物理气相沉积、化学气相沉积)、等离子热喷涂、离子注入以及表面复合处理等。     

低温离子硬化处理对AISI 420不锈钢组织与性能的影响

研究了低温离子渗氮、离子氮碳共渗和离子渗碳硬化处理对AISI 420马氏体不锈钢的显微组织、表面硬度、耐蚀性、耐磨性的影响。结果表明,离子渗氮、氮碳共渗和离子渗碳处理都可提高马氏体不锈钢的表面硬度;经不同工艺处理后的试样,除500 ℃×4 h渗氮工艺外,其他不锈钢试样表面的耐蚀性均未出现明显降低,当渗氮温度过高（500 ℃）时,由于CrN的析出使得渗氮层的耐蚀性显著下降;磨损试验的结果表明,离子渗碳处理后硬化层的耐磨性最佳。     

时效和固溶处理工艺对经济型S32101双相不锈钢低温韧性的影响

为研究热处理工艺对经济型S32101双相不锈钢低温韧性的影响,采用Thermo-Calc热力学软件计算了钢的相图,根据计算结果对S3210钢进行了500、600、700、800、900和1 000℃保温5、10、20、40和80 min的时效处理,及在1 000、1 020、1 050℃保温20、60 min后水冷的固溶处理。热处理后,检测了S32101钢的显微组织、成分和-40℃冲击韧性。结果表明：钢中Cr₂N相在500～950℃首先在奥氏体/铁素体相界析出,导致钢的-40℃冲击韧性降低;在1 000℃以上固溶处理的S32101钢,其-40℃冲击韧性随温度的升高和保温时间的延长而降低;S32101钢的冲击断口呈层状,裂纹主要产生在奥氏体/铁素体相界,提高相界面细小二次奥氏体的比例有利于改善钢的-40℃冲击韧性。     

双相不锈钢高温快速离子渗氮表面改性

在双相不锈钢等离子体渗氮表面改性过程中,为了避免N原子与Cr原子结合形成CrN的析出使基体中Cr元素含量减少进而降低双相不锈钢的耐蚀性能,通常渗氮温度选取低于450℃。温度低,N原子的扩散速率慢,存在渗氮时间长,渗氮层较薄等问题。对SS2205双相不锈钢在不同时间进行了高温快速离子渗氮研究,结果表明:在540℃条件下,渗氮时间为1h时,可得到8μm厚且没有明显CrN析出的渗氮层,使其表面硬度显著提高;与440℃、4h条件下得到的渗氮层相比,厚度增加了一倍,表面硬度提高50%左右,且耐点腐蚀性能并没有严重下降。     

A4双相不锈钢离子渗氮工艺研究

研究了A4双相不锈钢的离子渗氮工艺.结果显示,渗氮温度和气氛氮势(即氮与氢之比)对渗氮层的深度有影响,而对硬度无明显影响.当渗氮温度为580℃,N2:H2=1:9时,渗氮层表面硬度可达1200～1300HV0.3,渗氮层深度为0.10 mm.     

Kolsterising-不损失耐蚀性的奥氏体不锈钢和双相不锈钢的表面硬化

采用一种富碳处理法,将奥氏体不锈钢和双相不锈钢的表面硬度提高到1000～1200HV,该法不导致形成碳化铬沉淀,因此,不会降低材料的耐蚀性。尽管硬化深度只是20～50μm,但该法能有效地消除这些不锈钢对粘着磨损的敏感性。     

马氏体不锈钢低温等离子体稀土氮碳共渗研究

将17-4PH马氏体不锈钢在430℃进行了有无稀土添加的等离子体氮碳共渗处理,其利用OM、XRD、显微硬度计和摩擦磨损试验机研究了共渗动力学、渗层组织结构、硬度以及摩擦磨损行为.结果表明,添加稀土使共渗层组织更加致密,渗层增厚;添加稀土不改变渗层的表面相结构组成,即主要由含氮碳膨胀马氏体(α 'N)、γ '-Fe4N和CrN相组成;添加稀土可使氮碳共渗层厚度增加46％以上,渗层显微硬度可提高100 HV0.1左右,同时明显提高耐磨性能.     

一种双相不锈钢热处理工艺的优化

对一种双相不锈钢设计并进行了不同的热处理,研究了不同热处理后双相不锈钢的组织、相结构、硬度及在几种腐蚀介质中的腐蚀特性.结果表明:提高固溶温度可略提高双相不锈钢的硬度而基本不影响其耐蚀性;固溶后时效使δ相中析出σ相,一些δ相转变为γ相,钢的硬度显著增加.阳极极化实验表明时效后双相不锈钢的耐蚀性较固溶态降低,降低程度与腐蚀介质有关;在1 mol/L NaCl中,时效后双相不锈钢的耐蚀性剧烈降低;但时效对双相不锈钢在0.2 mol/L H2SO4与1 mol/L H3PO4中的钝化区基本无影响.由于材料的腐蚀磨损抗力与其耐蚀和耐磨能力均有关,因此在一定服役条件下,可以通过时效适当提高双相不锈钢的硬度来提高其腐蚀磨损抗力.     

沉淀硬化不锈钢表面低温等离子渗碳层组织结构和性能

本研究对15-5PH和17-4PH沉淀硬化不锈钢进行了460 ℃等离子体渗碳处理。利用金相观察、X射线衍射分析对渗碳层组织和相结构进行表征,采用显微硬度计测量渗碳层的硬度,通过极化曲线研究渗碳层在3.5 wt% NaCl溶液中的耐蚀性能。结果表明,经等离子渗碳后,15-5PH和17-4PH不锈钢表面均形成了“双层”组织,渗层主要由含碳“膨胀”马氏体α′_C和少量Fe₃C相组成,渗碳后不锈钢硬度均显著提高。在本试验条件下,渗碳后不锈钢试样的耐蚀性均略有下降,其中15-5PH和17-4PH不锈钢,随着渗碳时间增加,耐蚀性均没有明显变化,而随着渗层深度的增加,15-5PH不锈钢表面渗碳层的耐蚀性逐渐变差;而17-4PH不锈钢表面渗碳层的耐蚀性先增加后降低。     

2507双相不锈钢高温氧化行为

通过高温氧化试验(1200℃,保温5 min,氧化气氛A和B)模拟了2507双相不锈钢热轧初期的氧化过程,并应用扫描电子显微镜( SEM)、辉光放电光谱仪(GDS)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)等手段,分析了不同气氛下氧化膜的组成和结构以及初期氧化特性.结果表明:氧化膜主要由Fe3O4、Cr2O3和尖晶石型(FeCr2O4、MnCr2O4等)等复合氧化物组成;气氛中氧含量的变化可改变氧化膜中氧化物结构、组成,铁素体优先于奥氏体氧化.     

A-F双相不锈钢的焊接工艺性能研究

最近几年新开发的高强度耐蚀材料奥氏体（A）－铁素体（F）双相不锈钢具有良好的力学性能和耐腐蚀性能,在国外获得了广泛的应用。我国目前尚未制定制造该类材料的国家标准,其焊接也处于使用单位的试验研究阶段。针对3种奥氏体－铁素体双相不锈钢,合理选择焊接材料和焊接工艺参数,进行焊接工艺性能评定,焊接试验证明奥氏体一铁素体双相不锈钢具有良好的焊接性。     

离子硬化工艺在316L不锈钢阀内件中的应用

对316L奥氏体不锈钢进行离子渗氮(PN)和离子碳氮共渗(PNC)处理,利用光学显微镜、显微硬度计、电化学工作站、粗糙度检测仪和三坐标测量仪对试样渗层厚度、显微硬度、耐腐蚀性、表面粗糙度和变形量进行讨论分析。结果表明:316L钢经离子碳氮共渗处理后的渗层硬度分布较好,可提高耐腐蚀性能。离子碳氮共渗技术可应用于阀内件(包括球芯和阀座)的表面硬化处理,在保证零件尺寸配合公差的条件下,大幅提高阀内件的表面硬度。     

2205双相不锈钢与304奥氏体不锈钢的焊接

采用焊条电弧焊(SMAW),以E2209作填充材料对2205双相不锈钢与304奥氏体不锈钢异种金属焊接工艺进行研究,通过优化焊接工艺参数,获得了具有良好力学性能和合适双相比例的焊接接头.接头力学性能测试表明,拉伸试样断裂发生在强度相对较低的304母材侧;2205母材侧热影响区的显微硬度值高于焊缝和2205母材,而304...