Nb在现代铁素体不锈钢中的应用研究进展

Nb元素越来越多地被应用于铁素体不锈钢中以提高其性能。本文综述了Nb对铁素体不锈钢强度、韧性、耐腐蚀、抗高温氧化等性能影响的研究进展,以及国内外含Nb铁素体不锈钢在汽车、建筑、家用电器等领域中的应用现状。分析了目前我国含Nb高性能铁素体不锈钢研发中存在的主要问题,认为我国未来应重点研究新型超临界温度的含Nb耐热不锈钢等高端装备制造材料,以促进含Nb高性能铁素体不锈钢的研发和生产,改善我国不锈钢的品种结构。     

冷轧工艺对铁素体不锈钢成形性能的影响

为了研究冷轧工艺对新型铁素体不锈钢19Cr2Mo1W成形性能的影响,采用XRD,EBSD技术以及平均塑性应变比与粗糙度测量等手段,研究了不同压下率冷轧及随后退火过程中的织构演变和微观组织变化,并讨论了织构和微观组织对成形性能的影响.结果表明:随着冷轧压下率的增加,铁素体不锈钢中的α和γ纤维织构均有所增强,且α和γ纤维织构最终稳定取向分别为223〈110〉和111〈011〉.冷轧板α纤维织构中223〈110〉组分越强,退火后γ再结晶织构强度越高.冷轧板在1050℃退火时,薄板的γ再结晶织构强度高,再结晶组织均匀且尺寸较小,表面粗糙度最小,综合成形性能最佳.     

两种电极作用下微细通道内的R141b流动沸腾传热

为研究电场作用下微细通道内流动沸腾传热特性,设计了两种电极布置方式将电场引入到微细通道中,选取制冷剂R141b作为工质,在设计系统压力140 kPa,工质入口温度305.65 K工况下,研究了电场对微细通道内制冷剂R141b流动沸腾传热的影响.结果表明:电场能够强化微细通道传热,针状电极作用下沸腾曲线明显左移,与针状电极不同,线状电极除0、250 V沸腾曲线基本重合外,其余沸腾曲线均明显左移,说明线状电极起强化作用的有效电压高于针状电极;饱和沸腾传热系数随热流密度的增大先增大后减小,随质量流密度的增大而增大,相对于无电场,在250、550、850 V的3种针状电极作用下饱和沸腾传热系数分别提高了39%、62%、77%,线状电极作用下提高了0%,50%,82%;低电压时,针状电极的强化传热因子大于线状电极的强化传热因子,高电压时则相反,在本实验工况下,针状电极下的强化传热因子最大为1.77,线状电极下的强化传热因子最大为1.82.     

晶粒尺寸对含铜锡中铬铁素体不锈钢耐蚀性的影响

以含低熔点元素Cu和Sn的超纯165%(质量分数)Cr铁素体不锈钢为实验材料,通过在35℃恒温6%(质量分数)FeCl3溶液中对实验钢进行浸泡腐蚀实验,并采用三电极体系测定实验钢的极化曲线,初步研究了晶粒尺寸对这种铁素体不锈钢耐蚀性能的影响.实验中,采用经典的失重法计算腐蚀速率,利用动电位扫描法测绘极化曲线,以进一步探究实验钢的腐蚀过程.研究表明,这种铁素体不锈钢的点蚀电位值随晶粒尺寸增大而大幅提高.浸泡腐蚀实验结果证实,存在一个相对合理的晶粒尺寸范围,晶粒尺寸过小或过大都不利于提高耐蚀性能.     

盐酸浓度对热轧不锈钢酸洗板表面质量的影响

借助电化学方法、激光共聚焦显微镜和SEM等分析手段,研究了盐酸浓度对热轧铁素体不锈钢表面质量的影响作用.结果表明:在本实验条件下,随着盐酸浓度的增加,酸洗后不锈钢表面平整程度增加,但盐酸浓度过高存在较严重的晶间腐蚀现象.虽然酸洗后不锈钢的阴阳极极化曲线形状在弱极化区并没有发生太大的变化,但随着盐酸浓度的增加,不锈钢在溶液中的点蚀电位升高,并且容抗弧半径增大,表面耐蚀性增强.     

冷速对X80管线钢淬火组织和应变硬化特性的影响

采用微观组织观察和准静态拉伸试验分析了冷速对X80管线钢的淬火双相组织及其应变硬化行为的影响.结果表明:X80管线钢通过淬火热处理获得铁素体+贝氏体的双相组织;随着冷速的降低,铁素体体积分数增加,强度降低,均匀伸长率增加;当铁素体体积分数不小于5.27%时,应变硬化指数与材料的均匀伸长率正相关,与屈强比负相关;当铁素体体积分数达到22.80%时,加工硬化率经历先快、后慢的两个下降阶段,后一阶段推迟了颈缩变形;淬火组织中的贝氏体随着冷速的降低,形貌由板条状转变为粒状,并生成了MA组元,通过位错强化、第二相强化机制的转换保证加工硬化性能,提高了均匀塑性变形能力.     

预应力加载条件下零件干磨削表面强化层特征

采用预应力复合干磨削加工技术,对未调质45#钢试件在不同预应力加载条件下实施表面磨削淬硬,观测不同磨削深度和进给速度条件下的试件表层金相组织,测量并分析试件在不同预应力条件下磨削淬硬层厚度、金相组织的变化状况,并通过试件截面不同位置硬度测定显示淬硬层厚度及金相成分的变化,得到试件施加预应力对淬硬强化层厚度的影响规律.研究表明,预应力淬硬磨削能使工件表面产生强化层,且大的磨削深度和小的进给速度有利于试件表面发生相变强化以及表层塑性变形的增大.     

针状铁素体晶粒取向差角度的EBSD研究

利用电子背散射衍射技术得到了成像质量图、针状铁素体晶粒取向差角度分布柱状图,表明取向差角度分布出现两个峰值,一个出现在针状铁素体晶粒间的取向差在0~5°范围内,另一个出现在针状铁素体与其邻近的马氏体/贝氏体晶粒的取向差在50°~60°范围内.可以推测这些针状铁素体晶粒可能是从同一个奥氏体晶粒上生长演变形成的,但也可能是针状铁素体晶粒在生长后期合并的结果.     

超纯铁素体不锈钢热变形过程中的析出行为

利用热力模拟实验机及试验轧机研究了添加Ti,V的超纯中铬铁素体不锈钢热变形过程中的析出行为变化特点,并采用热动力学计算及透射电子显微镜观察来表征析出相特征.结果表明:热变形过程中形成的析出相主要为TiC,这与热动力学分析一致.这些析出相的特征与变形温度密切相关,随着变形温度的降低,析出相TiC尺寸更加细小且分布更加弥散.这主要是由于变形温度降低时扩散速率相对较低,不利于析出相长大,而晶体缺陷增加,形变诱导析出的有效形核位置增加.这一热变形过程中的析出行为变化规律在中试试验条件下得到了验证.     

硫含量对中碳非调质钢中硫化物及组织的影响

利用真空感应炉冶炼了不同硫含量的中碳非调质钢,研究了S含量对非调质钢中硫化物形态分布及显微组织的影响.结果表明：在0.025%~0.065%范围内,随S质量分数的增加,非调质钢中硫化物的数量增多,偏聚分布现象加重;晶内铁素体比例随之升高,组织得到细化.通过热力学计算及相图信息研究了硫化物的类型转变. S含量增加时第Ⅲ类MnS在凝固末期以离异共晶形式较早析出,剩余液相中的S在凝固结束时以共晶形式析出为第Ⅱ类MnS.单独MnS以及MnS- V( C, N)复合硫化物均可作为晶内铁素体的有效形核核心,促进铁素体的生成.