SUS304亚稳奥氏体不锈钢在耦合摩擦和变形条件下的磨损行为研究

在自制的耦合摩擦和变形的试验机上初步研究了SUS304亚稳奥氏体不锈钢带的磨损变形行为,分析了在耦合摩擦和变形条件下的形变量、磨痕表面的马氏体转变以及磨痕形貌与试验条件的关系。结果表明:研制的试验机实现了SUS304亚稳奥氏体不锈钢带的摩擦和塑性变形的耦合行为;不仅带试样摩擦表面的形貌随正压力增加变化明显,而且其形变量和诱发转变的马氏体量均增大,但马氏体量增加对SUS304奥氏体不锈钢的磨损无明显影响。     

AISI 304不锈钢的车削加工

针对AISI 304奥氏体不锈钢的特点,分析了AISI 304不锈钢材料的物理性能和切削加工性能,从刀具材料、切削用量和冷却液的选择等方面研究了AISI 304不锈钢车削加工的影响因素,通过合理选择和优化相关参数等方法有效解决了AISI 304不锈钢的加工难题,获得了较好的车削加工效果,提高了生产效率。     

切削奥氏体不锈钢的涂层刀具磨损机理探讨

通过不锈钢0Cr18Ni9切削加工的刀具寿命试验,探讨涂层刀具的磨损形态和机理,提出涂层刀具切削奥氏体不锈钢时刀具的磨损形态主要为边界磨损的观点,并验证了YBG202涂层刀具适合切削奥氏体不锈钢。     

低温离子渗碳对304不锈钢耐磨性影响的研究

为了提高奥氏体不锈钢零件的使用寿命,扩大其使用范围,本文以304不锈钢为研究对象,通过试验方案的设计,采用了低温离子渗碳方法,在不同条件下进行试验,主要对其显微硬度和摩擦性能进行对比分析。结果表明,在一定条件下,低温离子渗碳后,由于奥氏体不锈钢中有过饱和的碳原子渗入,引起奥氏体晶格发生畸变,产生残余应力,使得304不锈钢表面硬度及耐磨性均明显改善,提高了其使用寿命,也说明了渗碳温度显著影响不锈钢的性能。     

Effect of Layer Thickness on the Rolling-Sliding Wear Behavior of Low-Temperature Plasma-Carburized Austenitic Stainless Steel

Dry rolling-sliding wear tests have been carried out in the present work to investigate the tribological behavior of the novel surface engineered layers produced on AISI 316 austenitic stainless steel by the low-temperature, plasma-carburizing technique. Three carburized layers with varying thickness, ranging from 15 to 40 m, have been tested using the Amsler configuration. The results show that the carburized layers can prevent surface plastic deformation and improve the wear resistance of the steel during the early stage of the wear process. However, subsurface plastic deformation occurs beneath the layer, leading to the catastrophic failure of the layer and a transition in the wear rate after a limited duration of testing. The thickest layer tested produces the best wear performance under the present rolling-sliding test conditions.     

304奥氏体不锈钢高温拉伸变形时的锯齿流变行为

对304奥氏体不锈钢进行拉伸试验,研究了其在高温拉伸变形过程中的锯齿流变行为。结果表明:当应变速率在2×10-4～2×10-3s-1范围内,试验钢发生动态应变时效的温度为773～973K;出现了A、A+B和E三种锯齿波和负的应变速率敏感系数;锯齿形成的有效激活能为212.8kJ.mol-1;铬和锰等置换型溶质原子与运动位错的交互作用使试验钢出现动态应变时效,导致锯齿流变行为的产生。     

304H奥氏体不锈钢丙烷脱氢反应器的焊后热处理

简要介绍了304H奥氏体不锈钢丙烷脱氢(PDH)反应器的焊后热处理工艺,针对反应器的设计结构以及材料本身的特性,通过热应力分析,制定了合理的炉内热处理工艺;参照WRC-452制定了合理的环缝局部热处理工艺;同时通过多点温度采集仪对温度的记录,有效减少了工件的温差,解决了304H整体容器高温焊后热处理的技术难题,为今后同类设备的制造提供可行性经验。     

铬-锰-氮奥氏体不锈钢在含沙海水中的冲蚀磨损行为研究

采用自制的圆筒型冲蚀磨损仪,对低、中、高流速条件下Cr-Mn-N不锈钢在含沙海水中的冲蚀磨损行为进行了研究。通过测定试样冲蚀失重率及扫描显微镜显微分析方法,研究材料在含沙清水和含沙海水中的相对耐冲蚀性和冲蚀机制。研究结果表明:试样在含沙海水中的冲蚀率均超过了在含沙清水中的冲蚀率,并随着流速的增大而增大,但增大的趋势逐渐放缓;在含沙清水中磨损机制以微切削为主,属磨料磨损;而在含沙海水中以腐蚀磨损为主,属小角度剥蚀。     

WC-Ni3Al硬质合金切削奥氏体不锈钢的切削力及磨损研究

采用正交试验法对WC-Ni3Al硬质合金刀具切削奥氏体不锈钢过程中的切削力及磨损性能进行研究,并对切削深度、进给量以及切削速度对切削力的影响进行分析。利用指数回归分析建立主切削力的经验公式,结合切削用量显著性分析对主切削力进行了对比分析。试验表明:切削深度对切削力的影响最大;与WC-Co硬质合金相比,WC-Ni3Al硬质合金刀具的切削力以及后刀面磨损均优于WC-Co刀具。     

钢芯铝绞线磨损微粒特性分析

在自制导线微风振动模拟试验机上,于8%拉断张力下,对LGJ150/25型钢芯铝绞线完成了3种不同振动周次下的微风振动磨损试验。在线夹出口89mm处采集了磨损微粒,利用铁谱仪、扫描电镜和能谱仪对磨粒表面微观形貌、成分和尺寸进行了分析。结果表明,钢芯铝绞线铝线股的磨损主要为磨料磨损和氧化腐蚀磨损;随着振动周次的增加,磨粒尺寸迅速减小,几何长短轴比逐渐趋于1,棱角逐渐变得平滑,形成粒度较小,数量较多,且分布均匀的磨损微粒;在1×107振动周次下,试验导线的钢芯线发生较为明显的磨损现象。     

304奥氏体不锈钢晶间腐蚀的研究及防护

介绍了304奥氏体不锈钢的特点,分析了其发生晶间腐蚀的机理、原因及影响因素,并提出了防止晶间腐蚀的有效措施。     

电化学充氢前后304L奥氏体不锈钢的塑性对比

对304L奥氏体不锈钢板进行电化学充氢,研究了其充氢前后拉伸性能与氢含量的关系以及充氢再放氢后的拉伸性能,并分析了拉伸断口的断裂性质。结果表明:充氢后不锈钢的塑性明显降低,且塑性降低程度随着氢含量的增加而增大,当可扩散氢的质量分数大于12×10-6时,伸长率的损减率达到10%以上;试样断口的表层由充氢前的韧性断裂变为充氢后的脆性断裂,放氢后塑性得到一定程度的恢复。     

高硼抗磨不锈钢的研究和应用

在普通奥氏体不锈钢中加入超过1.0%（质量分数）的硼,铸态下获得了奥氏体基体上分布着高硬度硼化物的复合组织。借助光学显微镜、扫描电镜、电子探针、能谱分析、X射线衍射和维氏硬度测量等手段,研究了硼化物的组成以及合金元素在硼化物和金属基体中的分布情况,并研究了高硼抗磨不锈钢高温固溶后的显微组织和性能的变化情况。结果发现硼化物的主要组成是Fe、Cr、B,另外还含有少量的Ni、Mn、C,Si基本不溶于硼化物中,硼化物硬度超过HV1500。经高温固溶处理后,硼化物不分解,但出现局部溶解现象,使奥氏体中B的固溶度增加,促使高硼抗磨不锈钢硬度提高8.54%。高硼抗磨不锈钢用于制造锌液输送管道,使用寿命比普通不锈钢提高1.5-1.8倍。     

Friction and Wear Behavior of Austenitic Stainless Steel: Influence of Atmospheric Humidity,Load Range,and Grain Size

Research conducted on steels is motivated by a technological need to further improve their properties. Among the different steel types, austenitic stainless steels possess good corrosion resistance and formability. However, they also have a relatively low yield strength. One way of increasing the yield strength is by grain refining. This work presents a study on the effect of relative humidity and applied load range on the friction and wear of AISI 304 austenitic stainless steel characterized by two different grain sizes: 2.5 and 40 m. Using a precision microtribometer, with applied loads in the N regime, it was found that capillarity plays a dominant role. At the same loads, in high humidity environments, both the fine and coarse grain steels exhibit high friction relative to measurements performed under dry conditions. At loads greater than 2 mN a reversal in microfrictional behavior occurs in that microfriction was greater under dry conditions than under moist conditions. At loads of 2 N, using a standard ball-on-disk tribometer, severe wear was evident at low humidities while relatively lower wear was observed at high humidities indicating a lubricating effect of water.     

Effect of Nitrogen Doping on Sliding Wear Behaviour of Stainless Steel Coatings

Nitrogen-doped austenitic stainless steel coatings have been deposited onto a mild steel substrate by the magnetron sputtering technique, with the purpose to enhance the tribologica1 and chemical properties of the steel. The resultant coatings with different degrees of nitrogen doping have been characterised by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and nanoindentation. Dry sliding friction and wear tests have been conducted to investigate the tribological behaviour of the coating-substrate systems. The results show that nitrogen doping stabilises and expands the austenite lattices, which leads to a significant hardening effect in the coating without formation of harmful nitride compound phases. With an appropriate amount of nitrogen doping, the coating exhibits much enhanced sliding wear resistance. However, excessive nitrogen doping leads to the deterioration in tribological performance due to coating embrittlement and reduced coating-substrate integrity.     

涂层钻头加工不锈钢磨损机理研究

研究了TiN、TiAlN、TiCN三种高速钢涂层专用麻花钻头钻削加工1Cr18NigTi奥氏体不锈钢时的刀具寿命以及刀具表面涂层的磨损特性。通过研究刀具寿命以及对刀具前刀面涂层磨损形态和元素成分的变化规律，揭示了三种涂层钻头的磨损机理。结果表明：在中低速、湿切削的情况下，TiCN涂层要优于TiAlN涂层，明显优于TiN涂层；TiCN涂层高速钢专用钻头较TiAlN、TiN涂层高速钢专用钻头更加适合不锈钢的钻削加工。研究结果对提高不锈钢钻削加工效率与加工质量具有重要意义。     

表面具有焊层的45~#钢冲击磨损的实验研究

使用杠杆原理式冲击磨损实验台及表面形貌仪等研究冲击载荷作用下表面具有不锈钢焊层的45#钢的表面损伤行为。实验工况分干接触及2种不同黏度的润滑油润滑3种接触方式,研究在不同冲击次数条件下,材料表面的损伤情况,并探讨不同黏度润滑油对冲击磨损机制的影响。结果表明:不锈钢焊层对45#钢基体起到了良好的保护作用,润滑油的存在会在一定程度上抑制冲击所造成的塑性变形,使冲击凹坑呈现出与干接触时不同的表面形貌;随冲击次数的不同,材料的损伤机制主要是黏着磨损、疲劳破碎及疲劳剥落;在材料损伤的各个阶段均伴有塑性变形的出现。     

铬离子淹没奥氏体不锈钢离子氮化层的组织和耐磨性

在铬离子淹没AIS1316奥氏体不锈钢的条件下进行离子渗氮，研究了渗层的组织、结构和耐磨性能。结果表明，在铬离子淹没的条件下进行奥氏体不锈钢离子渗氮可以显著地提高渗层Cr的浓度，并可获得良好的组织、较高的硬度和较好的耐磨性能。     

奥氏体不锈钢脉冲电流止裂处的晶间腐蚀性能及其评价方法

采用草酸电解浸蚀试验和恒电位极化试验研究了敏化处理前后304不锈钢脉冲电流止裂处的晶间腐蚀性能,得到适合评价裂纹止裂处晶间腐蚀性能的方法。结果表明:经脉冲电流止裂后,止裂处的凝固区、细晶区、形变马氏体区晶界处均未析出碳化物,而经恒电位极化后,晶界处的钝化膜完整,未发生晶间腐蚀;经草酸电解后,敏化试样止裂处不同区域的晶界处均发生了腐蚀,说明草酸电解法不能区分脉冲止裂后不同微区晶间腐蚀性能的差异;经恒电位极化后,敏化试样止裂处凝固区和细晶区晶界处的钝化膜稳定性较好,具有一定的耐晶间腐蚀能力,形变马氏体区发生了严重的晶间腐蚀;恒电位极化法是评价奥氏体不锈钢脉冲电流止裂处晶间腐蚀性能的一种有效方法。     

基于黏结-滑移摩擦模型的304不锈钢切削力仿真研究

通过预测加工304不锈钢时产生的切削力,从而对切削参数和刀具几何参数进行优化,是提高304不锈钢的加工精度、切屑控制及保障刀具寿命的基础。建立304不锈钢切削仿真模型,为提高模型的精确性,选择Johnson-Cook本构方程和黏结-滑移摩擦模型。结果表明：采用黏结-滑移摩擦模型的切削力预测结果更为准确,表明相对于纯剪切摩擦与库仑摩擦模型,黏结-滑移摩擦模型能更准确地描述刀-屑摩擦特性。展开不同参数下的切削力研究,研究发现：切削力随着刀具前角、后角和切削速度的增大而减小,随切削刃钝圆半径和切削厚度、宽度的增大而增大,其中切削宽度、厚度及前角对切削力大小影响较大。研究结果为304不锈钢切削效率的提高和切削机制的研究提供了理论依据。