节约镍的奥氏体不銹钢的研究

(一)绪言 奥氏体不銹钢具有许多优良性能:耐触性高、满意的力学性能、优良的工艺性能(焊接性等)。所谓18—8型的奥氏体不銹钢(即1Cr18Ni9和1Cr18Ni9Ti等钢号),在世界各国已得到广泛的应用。唯其含有较多的镍(8～9％),而镍是我国目前极感缺乏的资源。为使我国冶金工业部门能以更多的奥氏体不銹钢供给日益发展着的化学工业、石油工业、国防等部     

含镍粉末冶金钢的组织与镍的分布

该文研究了含镍粉末冶金钢的组织及镍的分布。结果表明，在常规烧结条件下镍不能充分扩散，使组织中出现富镍的奥氏体。含镍粉末钢是硬质相与软质相的非均质混合物，可减低粉末钢对缺口的敏感性，改善力学性能。     

铬锰氮奥氏体耐热钢晶间腐蚀的研究

(1)研究目的 动力工业用奥氏体耐热钢管材,可能发生蒸汽腐蝕所导致的晶间破坏。配合发展不含镍的铬锰氮奥氏体耐热钢,对于这种新型耐热钢晶间腐蝕行为的研究是完全必要的。 各种晶间腐蚀的理论都承认品间腐蚀是由于晶间的析出物所引起的。对于铬镍奥氏体不锈耐热钢来看,这种晶间析出物是碳化铬。从控制碳化铬析出现像考虑,降低及避免铬镍奥氏体不銹耐热钢晶间腐蚀趋势的措施有下列七种:     

一种无镍奥氏体不锈钢的组织与性能

对用中频感应炉熔炼，电渣二次重溶工艺制备的Fe-Cr-Mn-C-N无镍奥氏体不锈钢进行了组织与性能测试。结果表明，该钢为单相奥氏体，平均晶粒直径为85μn，钢中成分均匀，未发现元素偏析；该钢具有较好的强度和韧性：σb=1205MPa，σ0.2=632MPa，δ5=39％，HV=296。     

镍对奥贝球铁中上贝氏体第一阶段转变动力学的影响

本文定量地讨论了镍含量与奥贝球铁中上贝氏体第一阶段转变时间的关系，研究了镍对上贝体转变孕育期、奥氏体化开始温度和残余奥氏体中含碳量的影响；揭示了镍及其偏析在上贝氏体第一阶段转变中的作用。结果表明：随着镍含量的增加，上贝氏体第一阶段转变速度、奥氏体化开始温度和残余奥氏体中的含碳量降低。当镍含量超过２％时，第一阶段转变速度显著减慢。镍的偏析使得奥贝球铁基体中上贝氏体转变速度不一致，造成组织不均匀；镍…     

镍奥氏体铸铁耐腐蚀及磨损行为

针对高镍奥氏体铸铁成本高的特点,拟通过用价格低廉的锰代替价格昂贵的镍,并调整Cu,Cr和Si等元素含量,制备低镍奥氏体铸铁。研究镍铸铁在5%(质量分数)HCl溶液中的腐蚀行为和在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的电化学腐蚀行为及在干摩擦条件下的耐磨损性能。研究结果表明:在5%HCl溶液中,低镍铸铁耐腐蚀性能与高镍铸铁的耐腐蚀性能相当;同时,所有镍铸铁试样在3.5%NaCl盐溶液中的电化学腐蚀行为都出现了氧扩散的平台,并且自腐蚀电流密度与自腐蚀电位随着Ni,Cr和Cu含量的降低而不同程度地增加;在干摩擦条件下,低镍铸铁的耐磨损性能接近或高于高镍铸铁的耐磨损性能,其主要的磨损机制是黏着磨损,同时还存在疲劳磨损和磨粒磨损。     

奥氏体化温度对低碳铬钼镍轴承钢晶粒尺寸、碳化物及韧性的影响规律

为了探究低碳铬钼镍轴承钢在不同热处理工艺下组织和韧性的变化规律,对其进行奥氏体等温保温实验,研究了加热温度、保温时间对低碳铬钼镍轴承钢奥氏体晶粒尺寸、碳化物和冲击功的影响。结果表明:奥氏体化温度≤1 070℃时,钢中碳化物溶解不明显,碳化物面积占比为1.93%,奥氏体晶粒长大不明显,平均晶粒尺寸为49μm,冲击功>50 J;奥氏体化温度≥1 080℃时,碳化物面积占比为1.23%,1 090℃时碳化物面积占比为0.16%,碳化物大量溶解,产生解钉效应,奥氏体晶粒明显长大,冲击功大幅下降,低于30 J;保温时间大于45 min时,晶粒尺寸趋于稳定。根据实验结果得出试验钢在1 050～1 090℃加热并保温15～60 min的晶粒长大模型,可为该钢种热处理工艺的设计提供理论依据。     

一种新型的含镍耐蚀高硅铁基合金

借助光学显微镜、扫描电镜、能谱分析、X衍射分析和力学性能检测设备及腐蚀性能检测仪器等手段,结合奥氏体不锈钢的设计思路以及Fe-Ni-Si和Fe-Mn-Si三元相图,分析了普通高硅铁基合金的性能和组织,设计并研究了含镍或锰奥氏体高硅铁基合金的组织、力学性能和耐蚀性能. 结果表明:普通高硅铁基合金的基体均为铁素体,主要是长程有序的Fe3Si相,这种相有低温脆性现象同时是合金产生硅脆的根本原因. 在合金中加入18%的镍,能使合金中出现奥氏体相,其冲击韧性达到5.52 J·cm-2,比普通高硅铁基合金提高7倍以上,腐蚀率和普通高硅铁基合金相当.     

等离子熔覆镍基合金的组织及其冲蚀磨损性能

为提高不锈钢材料的耐冲蚀磨损性能,以Ni46合金粉末为原料, 采用等离子熔覆工艺在不锈钢1Cr18Ni9Ti基材上制备镍基合金涂层,分析了熔覆层的显微组织以及物相形貌和相结构等,测定了涂层的显微硬度. 使用旋转圆盘实验机研究了Ni基等离子熔覆合金涂层在砂浆中的冲蚀行为. 结果表明: 材料的冲蚀磨损性能受到材料基本力学性能的限制,高硬度镍基涂层的抗冲蚀性能最好,在相同实验条件下其磨损率由小到大排列顺序为镍基涂层＞0Cr13Ni5Mo＞1Cr18Ni9Ti;镍合金层中奥氏体基体的固溶强化和硬质相有效抵御砂砾的冲击,是Ni基等离子熔覆合金层具有高抗冲蚀性能的主要原因.     

钢的不均匀奥氏体渗碳的研究

本文以几种常用的结构钢(20、18CrMnTi等钢)和工模具钢(T12A、3Cr2W8V、GCr15和W18Cr4V钢等)作为典型的例子,阐明不均匀奥氏体渗碳的原理、渗层组织的特征和性能及其实际应用.     

超低碳铸钢闸阀

该阀门所选用的材料是316L(CF3M),即OOCK17Ni14Mo超低碳含Mo奥氏体不锈耐酸钢,耐腐蚀性能高于18～8Mo型不锈耐酸钢,焊后不需要进行热处理,仍具有良好的耐腐蚀性能,完全无晶间腐蚀倾向,以适应强还原性介质的剧烈腐蚀环境.     

刷镀电压对镍镀层摩擦磨损性能的影响

为研究刷镀电压对镍镀层摩擦磨损性能的影响,分别在不同刷镀电压下,采用快速镍刷镀方法在45~#钢表面制备工作层.在球-盘摩擦磨损试验机上,以Cr12钢球为摩擦配副进行油润滑条件下的摩擦磨损试验,通过磨损失重、油液的光谱和铁谱分析、摩擦系数、磨损表面形貌研究了不同镍镀层的摩擦磨损性能.结果表明:不同刷镀电压下制备的镍镀层的摩擦磨损性能存在较大差异.刷镀电压过低(8V)或过高(22V)时,镍镀层耐磨性能均下降;当刷镀电压为14V时,镍镀层的摩擦磨损性能最佳;镍镀层磨损机制以磨粒磨损和黏着磨损为主.     

强化无镍无磁钢的研究

一、研究目的 在许多电机和电器中,都采用具有很高机械性能,而实际上又是非磁性的材料,其中如大功率发电机转子护环在保证导磁率μ≤1.1的条件下,要求有好的范性和高的强度极限及屈服极限(见表1)。在国外使用的已经成热的钢号主要是含镍(高镍的达到22～25％及中镍的达到6～14％)为基的奥氏体无磁钢,也发展了不含镍的以高锰(锰含量达18～20％)为     

镍基合金镀层在北方老工业城市冬季降水中的腐蚀行为

为研究镍基合金镀层在北方老工业城市冬季降水中的腐蚀行为,采用电沉积技术制备了Ni--P、Ni--Fe合金镀层,对其结构与耐蚀性能进行检测.结果表明:不同镍基合金镀层在冬季降水中耐蚀性能不同,其中Ni--Fe合金镀层由于Fe掺杂增加了镍基合金与氧的亲和力,可以快速在Ni--Fe合金镀层表面形成一层连续的氧化膜,对基体起到很好的防护作用,电位最正,自腐蚀电流密度值最小,耐蚀性较好,年腐蚀速率约为20号钢的1/2;而Ni--P合金镀层表面形成氧化膜的速率较缓慢,阻抗值较低,不适合在北方老工业城市的室外装饰与防护中应用.     

镍含量对激光熔覆层微结构及硬度的影响

为满足多种支承辊再制造表面硬度需求,采用激光熔覆技术,将添加不同比例纯镍粉的铁基合金粉末材料熔覆到Cr5支承辊钢表面,研究镍含量对熔覆层微结构及性能的影响.结果表明:所有材料设计成分条件下熔覆层的截面组织差异很小均为鱼骨状和网状枝晶组织.通过调整添加镍粉的量可以准确控制熔覆层的合金成分.随熔覆层中镍含量增多,熔覆层中奥氏体相显著增多,截面硬度显著下降.添加8%纯镍粉的粉末材料可以制备出硬度约为500 HV,可以满足Cr5支承辊再制造需求.     

形变参数对中碳铬镍钼钒钢奥氏体晶粒的影响

该文就采用Ｇｌｅｅｂｌｅ－１５００热／力学模拟实验机对研究钢进行的压缩试验，探讨了形变速率和形变温度对其热变形奥氏体晶粒特征的影响。结果表明，适当降低形变温度或提高形变速率可以细化晶粒。其研究结果对了解高温变形条件下中碳铬镍钼钒钢的高温组织变化规律，制定合理的热加工工艺，有效地控制产品的组织性能，提高产品质量，提供了实践依据。     

镍/聚四氟乙烯复合材料摩擦诱导磁化的研究

文章利用多功能环境可控摩擦磨损试验机,研究了具有不同镍含量的聚四氟乙烯(PTFE)基复合材料和45号钢干摩擦时的摩擦诱导磁化以及摩擦学性能,考查了镍含量对摩擦诱导磁化和摩擦学性能的影响。研究结果表明:含有镍颗粒的PTFE基复合材料在摩擦过程中能够产生摩擦诱导磁化现象,且摩擦诱导磁化的磁感应强度与镍含量有关;随着镍含量的增加,Ni/PTFE复合材料摩擦诱导磁感应强度逐渐增大,摩擦系数几乎不变,磨损量先逐步减小后迅速增大;摩擦诱导磁化作用在一定程度上对促进转移膜的生成有利,从而有利于改善摩擦学性能。     

铝对铬镍奥氏体不锈钢焊缝组织和韧性的影响

本文研究了铬镍奥氏体焊缝中铝对铁素体含量和形态的影响及其与焊缝韧性的关系。得出了铁素体形态与焊缝韧性之间的联系;并首次提出了研制渗铝钢焊条时,设计焊缝成分的公式。     

镍、铬对D型石墨铸铁初生奥氏体枝晶的影响

本文研究了加入不同量合金元素镍、铬对D型石墨铸铁初生奥氏体枝晶的影响。研究结果表明:镍和铬都能够促进D型石墨铸铁中初生奥氏体骨架的生长,本实验中,加入镍或铬的量越大,效果越大。加入镍促使形成分枝较少的长椭圆初生奥氏体,加入1.0%镍时获得最大初生奥氏体量。铬亦促使形成分枝较少的椭圆初生奥氏体,加入量达到0.8%时效果最明显。     

镍及其在工业中的应用

本文介绍了镍材的一般性能、特殊性能及其在工业中的应用,阐述了它在制碱工业中的特殊作用及设计、使用经验。指出:镍作为一种耐苛性碱腐蚀的优异材料,应在制碱工业中推广。