SAF2507双相不锈钢热成形工艺下的析出相与力学性能

采用电子显微镜、X-射线衍射仪金相显微镜和万能材料试验机,以及JMatPro软件模拟平衡合金相图、CCT、TTT曲线等,研究SAF2507超级双相不锈钢在不同热成形工艺条件下析出相的析出规律,以及析出相与力学性能的关系。结果表明：热成形温度为950℃时,在铁素体和奥氏体相界析出σ相,随着热成形温度的升高,σ相逐渐溶解,铁素体含量上升,奥氏体含量下降,SAF2507超级双相不锈钢抗拉强度和硬度呈现先急剧下降后缓慢升高,延伸率和冲击功呈现先急剧升高后缓慢下降的规律。当热成形温度为1050℃时,出现力学性能变化的拐点,此时材料的抗拉强度为860MPa、显微硬度为26.9HRC、延伸率为37.6%、冲击功为148J。     

振荡浮子热冲压成形σ相影响因素研究

使用OM、SEM和EDS手段并结合JMatPro软件模拟计算CCT和TTT曲线，研究了振荡浮子用2507超级双相不锈钢热冲压成形σ相析出规律和影响因素。结果表明：热冲压成形温度为900℃~950℃时，σ相在δ/γ相界处以块状形态析出，含量快速增加达到峰值，析出机理为δ→σ＋γ2；热冲压成形温度为950℃~1050℃时，σ相逐渐溶解，溶解机理为σ＋γ2→δ；热冲压成形温度为1050℃~1150℃时，δ相含量上升，γ相含量下降，δ相和γ相发生两相转变γ→δ；热冲压成形温度≦950℃时，温度、两相比、相组织化学成分和组织形貌对σ相形核析出起促进作用，热冲压成形温度≥950℃时，温度、两相比、相组织化学成分和组织形貌对σ相溶解起促进作用；冲压力对σ相形核析出无影响作用。     

2507超级双相不锈钢激光焊接接头组织和力学性能研究

使用氩气作为保护气,采用激光焊焊接2507超级双相不锈钢,获得成型良好的激光焊接接头,利用SEM和EDS研究了接头不同区域奥氏体和主要合金元素的含量,并对接头进行室温拉伸、冲击和硬度测试.结果表明:由于激光焊接过程冷却速度较快,焊缝铁素体主要以垂直于熔合线的柱状晶的形态存在,晶内析出的奥氏体更加细化,接头焊缝区,特别是热影响区中铁素体的含量明显增多.与母材相比,焊缝中主要合金元素在两相中含量的差异明显减小.接头室温力学性能测试结果显示,由于铁素体的含量升高,并且以较为粗大的柱状晶形态存在,导致接头的拉伸强度和硬度升高,冲击韧性明显下降.     

冷却速率对2507 SDSS微观组织和力学性能的影响

通过JMatPro软件模拟计算2507 SDSS热力学平衡相图、CCT和TTT曲线确定热处理工艺,采用扫描电镜、X射线能谱仪、万能拉伸机和硬度计等研究冷却速率对2507 SDSS微观组织和力学性能的影响.结果 表明,当冷却速率小于900℃/min时,σ相在α/γ相界和α/α相界处形核析出并朝着α相区域生长,冷却速率越小,σ相形核析出速率越快,σ相体积含量越大;当冷却速率大于900℃/min时,微观组织无σ相析出,仅由α相和γ相组成,σ相导致材料强塑积快速下降,σ相体积含量增大,材料抗拉强度和硬度上升,延伸率和截面收缩率下降,拉伸试样断口断裂形式由韧性断裂逐渐转变为脆性断裂.     

超级双相不锈钢钢管焊接工艺研究

使用手工钨极氩弧焊对超级双相不锈钢钢管做焊接工艺试验,通过对焊接试验数据的分析和总结,得出结论:在选择合适焊接材料的前提下,通过合理设置焊接参数并严格控制焊接热输入及焊缝层间温度等措施,能够保证超级双相不锈钢焊缝铁素体和奥氏体的相平衡,满足对其力学性能和耐腐蚀性能的要求,对今后超级双相不锈钢钢管焊接施工具有指导意义。     

2507型超级双相不锈钢焊条的研制

研制了一种25%Cr型的超级双相不锈钢焊条,该焊条具有良好的焊接工艺性能,焊缝组织为铁素体-奥氏体两相结构,其中铁素体含量为35%～65%,铁素体-奥氏体两相结构保证了焊缝具有极佳的耐点腐蚀性能、耐晶间腐蚀性能和良好的力学性能.     

固溶温度对弹性体材料组织和性能的影响

对力学传感器弹性体材料05Cr17Ni4Cu4Nb在热轧态及不同固溶温度下进行加热,水冷480℃时效后的组织和力学性能进行了分析。结果表明：热轧态05Cr17Ni4Cu4Nb钢具有较高的力学性能,抗拉强度为1 288 MPa,屈服强度为1 118 MPa,硬度为38 HRC～40 HRC,塑性指标较低,热轧480℃时效可以提高试验材料的强韧性;热轧态05Cr17Ni4Cu4Nb钢组织为马氏体、残余奥氏体和少量的δ-铁素体,05Cr17Ni4Cu4Nb弹性体材料强韧性较好的固溶温度为1 040℃,在该温度加热后进行水冷480℃时效处理,试验材料获得的抗拉强度为1 326.0 MPa,屈服强度为1 272 MPa,延伸率为15%,断面收缩率为60.5%,硬度为43 HRC,冲击功为57 J;不同温度固溶处理480℃时效后,试验材料的组织为回火马氏体、残余奥氏体和富铜相及碳化物相。     

2205双相不锈钢表面激光重熔硬化及晶粒连续成长行为研究

利用激光重熔法实现了2205双相不锈钢表面的硬化,利用光学显微镜观察重熔区的显微组织,并利用布氏硬度机和纳米压痕仪表征重熔层的力学性能.试验结果表明:2205双相不锈钢重熔层的奥氏体体积分数随着激光功率的提高而提高,表面硬度随着激光功率的提高而减小.元胞自动机仿真的研究结果表明:当熔池半宽大于激光偏移量时,重熔层能够形成连续生长的铁素体晶粒.     

超声冲击处理对S32101双相不锈钢焊缝残余应力及组织的影响

对S32101双相不锈钢焊后进行超声冲击处理,观察超声冲击处理前后母材及焊缝的组织形貌,采用XRD应力测试仪分析超声冲击处理前后焊缝及其附近的残余应力分布,并利用硬度计对焊缝截面进行硬度测试.结果表明,超声冲击处理后母材和焊缝都发生了塑性变形,母材中的铁素体组织被细化,奥氏体被拉长、破碎;焊缝表面的组织产生塑性变形,魏氏体状奥氏体和晶内奥氏体被细化,且被细化的晶粒均匀分布在焊缝表层,超声冲击处理强度为10 s/cm~2时效果最佳,可将600 MPa的拉应力转化为600 MPa的压应力.超声冲击处理过后表层的硬度分布更加均匀且硬度值提高了50～90 HV.     

2205双相不锈钢焊接工艺及耐腐蚀性能分析

采用不同焊接工艺对2205双相不锈钢进行焊接,分析不同焊接工艺对焊接接头力学性能、微观组织及耐腐蚀性能的影响。结果显示:在晶粒无明显长大时,焊缝及热影响区冲击韧性随奥氏体质量分数的增加而升高;采用熔化极气体保护焊(Gas Metal Arc Welding,GMAW)时,保护气体中加入N2可有效提高焊接接头各区域奥氏体质量分数,从而提高焊接接头力学性能及耐腐蚀性能;2205双相不锈钢母材及焊缝腐蚀速率均明显随腐蚀液质量分数的升高而增加。优化双相不锈钢焊接工艺参数,保证其焊接接头具有良好的综合性能,对于该类材料构件及产品的制造、推广及使用意义重大。     

316L不锈钢电弧增材制造的微观组织和力学性能

为了研究316L不锈钢电弧增材制造结构的微观组织和力学性能,开展熔化极惰性气体保护电弧增材制造试验,采用焊道成形试验优化工艺参数,制造26层的墙体试件,观察外观成形并分析微观组织,测试了水平方向和纵向的强度和塑性,结果表明,墙体宽度均匀而且表面平整度较好。微观组织的金相分析表明,层内部在纵向方向上分为热影响区、中心区和重熔区,3个区的晶粒生长方向基本一致,但是晶格类型和晶粒尺寸存在差异。合金元素在3个区的分布不均匀,δ铁素体的含量也不相同。晶粒生长的方向性和层内部的不均匀性导致力学性能存在各向异性。水平方向试件的平均抗拉强度比纵向试件高51 MPa;水平方向试件的平均断裂延伸率为43.7%,而纵向试件的平均断裂延伸率为47.3%。     

F550Z海洋平台用钢SAW焊接接头低温韧性研究

为研究大热输入条件下埋弧自动焊（ submerged arc welding ,SAW）对海洋平台用550 MPa钢焊接接头组织与低温韧性的影响,采用50 kJ＆#183; cm-1的焊接热输入,测定接头各区域冲击吸收功,并观测各区断口形貌及显微组织．结果表明：焊接接头韧性从焊缝到母材,呈现先降低后升高的趋势,最低处在熔合线及熔合线2 mm处．焊缝处组织为针状铁素体加细小弥散的碳化物,断口形貌为韧窝和解理台阶,-60℃冲击吸收功为110 J．熔合线及熔合线2 mm处断口形貌基本相同,只由放射区组成,无纤维区,微观特征为大面积的解理面,没有韧窝;微观组织为粗大粒状贝氏体,冲击吸收功非常低只有25 J．熔合线5 mm处断口纤维区面积较大,微观形貌含有大量的韧窝,微观组织为细小的铁素体、碳化物及粒状贝氏体,该区为焊接接头的正火区,具有优异的低温韧性,-60℃冲击吸收功为202 J．     

国产核Ⅰ级ER308L焊丝性能研究

采用国产核I级ER308L焊丝,依据法国RCC-M标准测试了该焊丝熔敷金属的化学成分和力学性能;研究了采用该焊丝TIG焊焊接00Cr18Ni9不锈钢接头成分、力学性能,并与采用国外核I级ER308L焊丝、国内普通ER308L焊丝的焊接接头进行对比分析;进一步研究了焊接电流对00Cr18Ni9不锈钢焊接接头力学性能的影响,优化国产核I级ER308L焊丝的TIG焊接工艺参数.结果表明:国产核I级ER308L氩弧焊丝熔敷金属的成分、铁素体含量、抗拉强度、屈服强度和冲击功均符合RCC-M标准要求;相同焊接工艺条件下,国产核I级ER308L氩弧焊丝焊接接头拉伸性能优于国外核I级ER308L焊丝和国内普通ER308L焊丝;在焊缝、熔合线及熔合线+2 mm三处的冲击功都比国外核I级焊丝要高;国产核Ⅰ级ER308L氩弧焊丝在120 A的焊接电流下所得接头的综合力学性能最佳,且焊缝中铁素体含量较为合适.     

15-5PH不锈钢等离子弧焊工艺优化及接头力学性能

采用单变量试验对15-5PH马氏体沉淀硬化不锈钢进行等离子弧焊接,通过焊缝观察及力学性能测试,研究焊接电流、氩气流量、焊接速度等工艺参数对焊缝成形及接头力学性能的影响,并通过正交试验法来优化工艺参数.结果表明:焊接电流及氩气流量与15-5PH钢的焊缝成形及接头力学性能有密切关系,适当增加焊接电流及氩气流量,有利于增强电弧穿透力、防止未焊透、避免气孔缺陷,进而改善接头综合力学性能;提高焊接速度,会导致焊接线能量下降,减小焊缝熔宽,增加正面余高.优化后的焊接工艺参数为:焊接电流220 A,氩气流量3.0 L/min,焊接速度400 mm/min,其焊缝成形良好,接头抗拉强度、冲击韧性和延伸率分别达到1100 MPa、20.5 J和8.0%.     

扭矩传感器用弹性体材料微观组织与力学性能

采用金相显微镜、材料晶体结构分析仪(XRD)、发射扫描电镜(SEM)、背散射电子衍射技术(EBSD)和马氏体组织分析(TEM)等表征手段对某扭矩传感器弹性体材料的微观组织与晶体结构进行系统研究，利用洛氏硬度仪、万能材料试验机、摆锤式冲击试验机和高温弹性模量和内耗分析仪对弹性体材料的力学性能进行分析。结果表明：材料具有回火马氏体组织特征，内部有大量板条状马氏体，在马氏体内部和晶界处分布着大量颗粒状Cr₂₃C₆析出物，还有少量的残余奥氏体；材料洛氏硬度为：(81.9±0.4) HRB,(51.8±0.2)HRC，平均冲击功为(6.56±1.15) J，拉伸屈服强度为1 170 MPa，抗拉强度为1 800 MPa，伸长率为9.8%～14.4%，平均弹性模量温度系数为-4.05×10^-4℃。     

钻井平台悬臂梁用高强钢焊接工艺研究

针对低合金高强钢EQ56与EQ63碳当量值高,用于制作悬臂式海洋钻进平台的悬臂梁时焊接难度大的问题,对这2种钢进行焊接工艺性能研究,并制订了严格的焊接工艺。采用药芯焊丝GFR-91K2进行焊接试验,焊前150℃预热、焊后300℃×2 h后热,焊接热输入控制在1.7~1.9 k J/mm之间,获得的焊接接头的主要力学性能(低温冲击吸收功、抗拉强度、硬度等)都满足制造工艺要求。     

合金元素对热作模具钢力学性能和相组成的影响

对比研究经过热处理的3种不同合金元素含量热作模具钢的硬度、拉伸性能和冲击性能,探讨合金元素对其力学性能的影响规律.利用软件计算绘制出3种钢的相图,结合模拟结果与微观组织讨论第二相的强化机理.研究表明:H418钢塑韧性和硬度最高,H419钢强度最高,H407钢强度和硬度最低;H418钢第二相尺寸最小,弥散程度最大,H419钢第二相尺寸最大,数量最多,第二相尺寸大,强化作用以沉淀强化为主,第二相尺寸小且弥散,强化作用以细晶强化为主.     

多次返修对应变强化用奥氏体不锈钢焊接接头性能影响分析

为验证应变强化技术的S30408奥氏体不锈钢多次返修后的焊接稳定性,文章采用氩弧焊对焊接试板进行多次返修,通过预拉伸后的拉伸试验、弯曲试验、-196℃低温冲击试验和微观金相等试验。结果表明,S30408焊接接头经过多次返修后,其接头力学性能仍能符合制造标准,但多次返修后焊缝区以及热影响区的低温冲击性能有所下降,尤其是第4次返修后焊缝区的冲击值下降较为明显,因此用于低温产品时不建议进行多次返修。     

316L/Ni/EH40热轧不锈钢复合板界面组织演变及性能分析

为探究多道次热轧成形过程中316L/Ni/EH40不锈钢复合板界面微观组织演变和性能演变的规律,基于二辊轧机对复合板进行5道次热轧试验.对各道次轧后样件进行取样,采用金相显微分析技术对各道次轧后样件界面的微观组织进行观察,通过扫描电子显微镜对界面的孔洞情况进行分析,通过显微硬度测试对界面的硬度值分布进行测试,通过拉剪试验对界面结合强度进行分析.研究结果表明,随着累计轧制的进行,界面的孔洞逐渐闭合;压下量增大导致316L层的奥氏体晶粒得到细化,而在轧制过程中,EH40层的组织受轧制温度的影响发生变化;316L层和Ni层的硬度值随轧制的进行逐渐增大,EH40层的硬度值在第2道次后出现下降的趋势;复合板样件的结合强度在前4道次轧制时呈现明显增大的趋势,且5道次轧后相比4道次轧后并未出现明显的增大现象.     

10CrNi3MoV船体钢力学性能的聚类分析

运用多元统计分析中的聚类分析方法,对10CrNi3MoV船用钢的力学性能进行了统计分析,通过数值计算评价钢材的综合性能,并按照分析结果对该船体钢的质量进行分类,以便深入掌握船用钢的质量状况,为完善船厂的质量管理及保证体系提供切实有效的方法和途径.首先,选取钢材的强度、塑性和韧性作为分析对象,包括屈服强度、抗拉强度、延伸率、断面收缩率和冲击功等五项性能指标.根据船体钢强度、塑性与韧性相互之间的制约关系和相关的钢材验收标准,结合船体钢力学性能试验数据分析结果,提出了船体钢最优综合性能评价标准.然后,运用马氏距离和离差平方和法对16张合格钢板的力学性能进行了聚类分析,获取了钢材综合性能聚类树图,此分类情况下的相干系数为0.7118.通过分析,获得下列结论:(1) 运用聚类分析方法对钢材力学性能进行统计分析以评价钢材质量具备可行性.(2) 对于10CrNi3MoV船体钢,提出最优综合性能评价标准.其屈服强度、抗拉强度、延伸率、断面收缩率和冲击功分别为:667.5MPa、760MPa、23%、72%和183J(-20℃).(3) 各项性能指标都合格的钢板,其综合性能也存在差异.选取的16张合格钢板中,性能较佳的占31.25%,性能一般的占56.25%,性能较差的占12.5%.(4) 成分相同的钢板相互聚类的达到68.8%,表明了化学成分是影响钢板综合性能的一个主要因素.