不锈钢概论（5）

2．2合金元素对不锈钢性能的影响 向钢中加入合金元素,这些合金元素的特性会自然带给添加它们的新合金。前面所述及的向钢中加入铬可使钢具有不锈性,就是因为铬元素本身既不生锈,又具有远比铁强得多的钝化能力。当钢中铬量≥12％,这种钝化能力便显现了出来。     

不锈钢概论（4）

2．1．2不锈钢中的各种化合物及合金元素的影响 在一定温度条件下，不锈钢中的合金元素不仅决定钢的组织，而且在冷、热加工，热处理，焊接以及在使用过程中，各元素间相互作用还会在不锈钢基体上析出碳化物，氮化物和各种金属间化合物。它们的存在对不锈钢的性能也有重要影响。     

微合金元素Cr对高碳钢线材组织性能的影响

研究了微合金元素Cr对高碳钢线材组织性能的影响以及Cr元素的合理加入量，结果表明，微合金元素Cr的加入优化了材料组织构成，减少了组织中先共析铁素体含量，增加了索氏体含量，使线材抗拉强度增加75—100MPa，综合性能得到提高，Cr元素合理加入量应控制在0．18％-0．24％范围内。     

成分与冷却速率对高硅不锈钢凝固模式的影响

 高硅奥氏体不锈钢因其较高的Si元素含量所表现出的优异耐蚀性能而成为制酸行业普遍应用的一种特殊钢种。然而,高含量Si元素的加入会引发铸造缺陷和成分偏析加剧以及钢中析出相增多,热加工过程中易产生热裂纹等问题。高硅奥氏体不锈钢凝固过程中δ铁素体的含量、形态和分布与合金化学成分和热加工历史紧密相关,其室温组织取决于析出相的析出顺序和随后的固态相变,因此,奥氏体不锈钢的凝固模式势必会影响合金的热塑性。为此通过调整高硅奥氏体不锈钢中Si元素与Cr元素的含量,采用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜能谱分析(SEM/EDS)、电子探针(EPMA)、JMatPro软件计算等方法,探究了合金成分变化与冷却速率对高硅奥氏体不锈钢凝固模式的影响,并对经典铬镍当量算法进行了评估。结果表明,Schneider铬镍当量算法相较于Rajasekhar铬镍当量算法对大多数合金的凝固模式预测较为准确;随着合金中Si元素与Cr元素含量的提高,合金凝固模式由AF模式转变为FA模式,合金凝固过程中经历更多的“δ→γ”固态相变,其中质量分数为6.0%Si成分的合金对应的δ铁素体增幅减缓;随着质量分数为5.0%的Si铸锭冷却速率的提高,合金凝固模式由AF模式转变为A模式;Hammar and Svensson凝固路线判据可以准确预测高硅奥氏体不锈钢的初始析出相。研究为合理制定高硅奥氏体不锈钢的合金成分与成形工艺提供理论依据。     

真空热轧法制备不锈钢复合板组织和力学性能

 为了研究轧制温度对复合板界面结合强度的影响,采用真空热轧法制备了不锈钢复合板,利用OM、EPMA观察分析了不锈钢复合板界面组织和合金元素扩散。结果表明,碳钢中碳、铁元素向不锈钢扩散,不锈钢中铬、镍等元素向碳钢扩散,界面处出现Si-Mn-O三元化合物,合金元素扩散随轧制温度的升高而趋于严重。远离界面碳钢的组织为铁素体和珠光体组织,靠近界面碳钢的组织为铁素体组织。碳钢至界面处硬度先减小后升高,界面至不锈钢内部硬度先升高后下降,距界面约40 μm碳钢侧的维氏硬度值最低约为121.8HV,距界面约20 μm不锈钢侧的维氏硬度值最高约为245.5HV。从1 100到1 300 ℃,剪切强度随轧制温度的升高而升高,1 300 ℃轧制获得的界面剪切强度为463 MPa,远远超过基体的剪切强度。     

V,Ti,Nb,B,Re等元素在微合金钢中的行为和作用

本文就合金元素Ｖ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｂ、Ｒｅ等在微合金钢中的加入量、加入方法、存在形式、与其他元素的交互作用以及对显微组织、性能的影响作了较详细的介绍。文章阐明了微合金化技术在节约合金元素的前提下，通过不同的加入量和加工方法，同时提高了钢的强度和韧性。     

Sc对7056铝合金组织和性能的影响

对铸态合金进行了均匀化处理、挤压、固溶处理和时效处理,通过分析合金的化学成分,观察合金在不同状态的显微组织及析出相透射电镜(TEM)形貌,测试合金在热处理后的硬度和拉伸性能,研究了向7056铝合金中加入质量分数0.2%的Sc对合金组织和性能的影响.实验结果表明,Sc元素的加入可以明显细化组织晶粒,铸态晶粒由100~500 μm下降到50 μm左右;Sc元素的加入对合金的塑性有大幅度提高,时效处理后,合金的断后伸长率从10.82%增加到了13.60%;但屈服强度却由668 MPa下降到657 MPa.通过综合计算晶粒大小、析出相强化等因素,详细分析了Sc元素加入引起7056铝合金峰时效态屈服强度下降的原因.理论计算显示,向合金中加入质量分数0.2%的Sc元素时,峰时效处理后,合金的强度值会下降12.005 MPa,与试验值11 MPa接近.研究得到7056铝合金最佳的单级时效制度为120℃+16 h,峰值硬度和强度为195.2 HV和714 MPa,此时合金中主要强化相为圆盘状和短棒状的MgZn₂相,大小约为4~6 nm,同时存在球状的Al₃Zr相,大小约为20 nm.      

铁素体不锈钢

<正>铁素体是指铁和其它元素形成的体心立方晶格结构的固溶体。铁素体不锈钢则是指含有大于12%的铬在α铁中的间隙固溶体。其中还含有相当低的碳和铁素体形成元素,如Al、Mo等,以保证钢的组织主要是铁素体,它具有强烈的磁性,不能用淬火方法使之硬化。铁素体不锈钢的含Cr量一般为13%~30%,含碳量低于0.25%,有时还加入其它合金元素,金相组织主要是铁素体,     

NaCl+HCl溶液中Ce对双相不锈钢腐蚀行为的影响

为了研究酸性NaCl溶液中双相不锈钢的耐腐蚀性能,以含微量稀土Ce的UNS S31803双相不锈钢为研究对象,采用电化学阳极极化和交流阻抗相结合的方法测试其在NaCl + HCl混合溶液中的耐腐蚀性能。利用扫描电镜(SEM)观测腐蚀后的形貌特征,采用电子探针(EPMA)检测合金元素与杂质元素的分布特征,分析Ce元素的加入对双相不锈钢电化学腐蚀行为的影响机制。结果表明,钢中存在两相的选择性腐蚀并伴有局部点蚀,其中铁素体相是腐蚀较严重的相;阳极极化测试与交流阻抗测试结果相吻合,Ce拓宽了试验钢的钝化区间;Ce通过净化钢液、降低S和P元素在相界的偏聚及使Cr、Ni和Mo等合金元素在两相中的分布更均匀等作用,提高了钢的耐腐蚀性能。     

5%Si高硅奥氏体不锈钢元素偏析及均匀化处理

 高硅奥氏体不锈钢由于高含量硅元素的加入使其具有优异的耐高温腐蚀性能和较低的成本,在制酸行业有着潜在的应用价值。然而,该合金中高含量硅元素的加入会促进凝固过程中溶质再分配,进而造成显著的元素偏析,最终导致合金内部产生枝晶组织和大量的有害相。对铸锭组织进行均匀化处理能够有效消除枝晶与元素偏析,促进析出相回溶和枝晶消融,从而改善材料的热塑性,有效应对热变形开裂问题。因此,采用金相显微镜(OM)、扫描电镜能谱分析(SEM/EDS)、电子探针(EPMA)、JMatPro软件计算等方法,研究了实验室条件下制备的5%Si高硅奥氏体不锈钢铸锭的显微组织和元素分布状态,通过残余偏析指数、扩散动力学计算并结合均匀化处理试验验证,最终确定了5%Si高硅奥氏体不锈钢合理的均匀化处理工艺。结果表明,5%Si高硅奥氏体不锈钢凝固过程中钼元素偏析最为严重,通过残余偏析指数模型计算得到的均匀化动力学方程可用来指导该成分合金的均匀化处理工艺;5%Si高硅奥氏体不锈钢经过1 150 ℃×12 h均匀化处理后,铸锭内枝晶消融,元素偏析基本消除,析出相与铁素体回溶到基体中,合金转变为全奥氏体组织,热塑性得到改善;当加热温度达到1 250 ℃时,合金出现过烧现象,晶界开始熔化。     

合金元素对不锈钢应力腐蚀的影响

在整个湿态腐蚀破坏事例中，应力腐蚀断裂已成为现代不锈钢领域的主要破坏形式，在奥氏体，铁素体，双相不锈钢中，合金元素对这三类钢应力腐蚀敏感性的影响不尽相同。碳化物稳定化元素的加入均提高这三类钢的耐应力腐蚀性能，钢的高纯化（Ｃ，Ｎ含量低）是目前发展应力腐蚀新材料的研究方向。     

评价不锈钢合金元素浸出的试验报告

不锈钢由于具有优良的耐蚀等性能在容器、食具类和给水装置方面被广泛应用。近年来环境问题的意识提高了，人们曾提出从不锈钢浸出的合金元素是否会超过水质标准等问题，国内外也有过从不锈钢配管检出合金元素镍超标的类似报导，但对检验试样的清洗方法等都不十分详细，为正视听，     

钼合金顶头

钼中加入钛、锆、碳等微量合金元素形成的钼合金做成不锈钢无缝管生产用的顶头形状称为钼合金顶头.1955年美国试验铸造钼合金顶头获得成功.1967年至1979年我国采用铸态钼合金顶头进行不锈钢无缝管生产.1979年采用粉末冶金高碳钼合金顶头进行生产不锈钢无缝管.本文对生产工艺、使用方法和特性进行详细叙述.     

不锈钢耐蚀性能的价电子理论研究进展

 在介绍固体与分子经验电子理论（EET理论）和扩展的EET理论的基本原理和方法的基础上,综述了这一理论在钢铁材料成分设计、组织结构转变和性能预测方面的应用及其研究现状;归纳了在晶体价电子结构理论角度上探讨不锈钢中合金元素的作用及不锈钢抗腐蚀机理的研究进展;并提出了采用扩展的EET理论,从合金元素对晶体价电子结构影响的层次上揭示不锈钢抗腐蚀性能的本质以及发展新型不锈钢的计算合金设计新方法。     

Cr含量对WC基硬质合金组织和性能的影响

在WC基硬质合金生产中，为了提高舍金的耐腐蚀性能，通常的做法是加入Cr、Ni等元素对粘结相进行合金化，然而加入Cr以后对合金性能的影响还没有做系统的研究。该文以WC-10(CoNi)为基础，在粘结剂中加入不同含量的Cr，对合金的力学性能以及耐腐蚀性能做了试验研究。试验结果表明，当粘结相中Cr的添加量为4％时，合金出现个别晶粒的异常长大；当Cr的添加量增加到12％时，合金的组织变得均匀并且晶粒得到明显的细化；粘结剂中加入Cr以后。显著提高了合金的耐腐蚀能力。     

微合金元素B对轻质TWIP钢组织及力学性能的影响

摘要：将质量分数为0.002%的微合金元素B加入至Fe-28Mn-9Al轻质TWIP钢中，以期改善其强塑积及室温冲击性能。利用X射线衍射、扫描电镜、电子万能拉伸试验机和金属摆锤冲击试验机对热轧TWIP钢的物相组成、微观组织、力学拉伸性能及室温冲击韧性进行了研究与分析。结果表明，微合金元素B的添加具有延缓奥氏体向铁素体转变的作用，细化了奥氏体晶粒，提升了钢的力学性能，TWIP钢的塑性、强塑积和冲击韧性均有明显的提高。     

经济型双相不锈钢的研发进展

 经济型双相不锈钢是一种高性能低成本的氮合金化不锈钢新材料,具有典型的铁素体-奥氏体双相组织。利用氮取代镍元素的奥氏体化作用,降低成本的同时获得优良的力学性能和耐腐蚀性能。介绍了经济型双相不锈钢的发展历史,重点讨论了合金元素和热处理对相变、力学性能和耐腐蚀性能的影响规律,并与304和316进行对比;同时,分析了经济型双相不锈钢焊接性能和焊接工艺的研究进展。经济型双相不锈钢S32101、S32003、S32202等,已用于核电、桥梁、建筑、热交换器等行业,取代传统奥氏体不锈钢AISI 304和316。由于经济型双相不锈钢具有高强度和优良耐蚀性,同时镍、钼等贵金属的含量都较低,已成为未来不锈钢发展的方向之一。     

微合金元素Cr高碳钢组织性能研究

研究了微合金元素Ｃｒ对高碳钢组织性能的影响以及Ｃｒ元素合理入量,结果表明,微合金元素Ｃｒ的加入优化了材料的组织构成,减少了组织中先共析铁素体含量,增加了素氏体含量,使线材抗拉强度增加８０～１００ＭＰａ,综合性能得到提高,Ｃｒ元素合理加入量应控制在０．１８％～０．２４％范围内。     

60 kg级低屈强比耐火钢的实验研究

对低屈强比建筑用耐火钢进行了实验研究，介绍了实验钢的化学成分、实验工艺、力学性能等；重点论述了合金元素、组织等对钢的屈强比、高温强度的影响。结果表明，该钢具有良好的综合机械性能，组织为铁素体基体 贝氏体，因此获得低的屈强比。合金元素Cr、Mo、Nb等的加入有效地提高了钢的高温性能。     

Hf元素对Cu-20Ni-20Mn合金组织与性能的影响

Cu-Ni-Mn合金是一类具有高强度、高弹性模量的铜合金,凭借优异的力学、耐蚀以及耐磨性能,在矿山机械、海洋工程等领域被广泛应用。本文研究了Cu-20Ni-20Mn合金的组织转变规律及时效过程中的析出行为,采用向Cu-20Ni-20Mn 合金中加入 Hf 元素作为第四组元的方式,揭示了Hf元素对Cu-20Ni-20Mn合金组织与性能的影响机制。结果表明, Cu-20Ni-20Mn-xHf合金铸态组织经固溶处理后,由树枝晶转变为等轴晶结构,并在热轧过程中发生不完全再结晶,由等轴晶转变为不完全再结晶组织,其力学性能随之逐步提高。合金在时效过程中的析出机制随温度升高而变化,在350~450 ℃由不连续析出向连续析出转变。Hf元素加入对Cu-20Ni-20Mn合金时效过程中的不连续析出会产生一定的抑制效果,并且在一定范围内,抑制效果随着Hf元素含量的增加逐渐提升。Cu-20Ni-20Mn合金的硬度峰值在350~450 ℃下能够保持在 HB 320,0.6%Hf 的添加能在低温时效时提高合金的硬度,350 ℃时提高 HB 5.1,400 ℃时提高 HB 8.1,而 450 ℃时峰值硬度无明显提高。