Surface Nanocrystallization of 1Crl8Ni9Ti Stainless Steel Induced by Shear Deformation

对1Cr18Ni9Ti板材进行球磨处理,利用光学显微镜、X射线衍射和透射电镜研究剪切变形方式下深度方向的组织演变.结果表明,剪切变形可以在1Cr18Ni9Ti中诱发表面纳米化,其过程包括：奥氏体内通过位错的增殖、运动、湮灭和重组形成具有亚微米尺度的、取向差较小的位错胞;位错胞壁不断吸收位错而转变成小角度和大角度晶界,将原始粗晶分割成亚微晶;应变量和应变速率的增加诱发机械孪生,形成纳米量级的板条状马氏体;细化组织重复上述过程使晶粒尺寸减小、取向差增大,最终形成等轴状、取向呈随机分布的纳米晶组织.外力作用方向并未改变纳米化过程,但会影响变形层的厚度.     

倾斜式剪切冷却制备1Cr18Ni9Ti不锈钢半固态材料

利用自制的实验装置对倾斜式剪切冷却技术制备1Cr18Ni9Ti不锈钢半固态合金进行了研究.倾斜式剪切冷却技术使熔融1Cr18Ni9Ti不锈钢合金在剪切冷却作用下形成组织优良的半固态材料;在冷却板的冷却作用与重力的剪切作用下1Cr18Ni9Ti不锈钢半固态合金逐渐由树枝晶演化为细小的球形晶;倾角、冷却板长度、冷却板表面性质对合金组织具有重要影响;在倾角为45°,冷却板长度为650mm,冷却板采用紫铜材质的条件下可制备出细小球形的1Cr18Ni9Ti不锈钢半固态材料.     

高能喷丸0Cr18Ni9Ti不锈钢自纳米化机理

为在OCr18Ni9Ti不锈钢棒材端面制备出纳米晶,采用高能喷丸(HESP)对不锈钢棒材的端面进行表面自纳米化处理.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪对喷丸端塑性变形层不同深度的组织进行表征,并对OCrl8Ni9Ti不锈钢在高能喷丸过程中的晶粒细化机理进行讨论.结果表明:在喷丸端大约70 μm深度内形成纳米组织,其中喷丸表面的晶粒尺寸达到52 nm左右.晶粒细化机理为:在小应变作用下主要是孪生变形把粗大晶粒细化成孪晶薄片,在大应变作用下,孪晶交叉把孪晶片细化成纳米晶粒,同时在孪晶交叉处产生应变诱导马氏体相变.     

位错发射与纳米裂纹形核的TEM实验观察

本文进行了1Cr18Ni9Ti（奥氏体321型不锈钢）的TEM原位拉伸实验,再次观察到了位错从裂纹尖端的发射、无位错区形成、纳米裂纹形核及位错塞积等物理现象。其中无位错区更是形状清楚,和理论计算结果吻合,无位错区中的纳米裂纹形核与长大验证了微孔聚合的裂纹扩展机理。     

表面机械研磨诱导纯铝表层纳米化

对纯铝(高层能金属)进行表面机械研磨处理(SMAT),在试样表面形成纳米层.利用透射电子显微镜(TEM)对表面层的微观结构进行了表征.实验结果表明,晶粒细化的主要微观特征为:在原始晶粒和细化晶粒内部形成位错缠结(DTs)、位错胞(DCs)和高密度位错墙(DDWs)、亚晶、显微带(MBs)、层状结构,并随着应变和应变速率的进一步增加,逐渐在表面形成随机取向的纳米晶.分析可见,高应变速率和高应变是形成纳米晶的必要条件.     

表面机械研磨316L不锈钢诱导表层纳米化

采用表面机械研磨处理方法在316L不锈钢上制备出纳米结构表层,用X射线衍射和透射电镜研究横截面组织结构的演变过程,通过测定表层到内部的硬度变化研究纳米化对硬度的影响·结果表明:经过60min表面机械研磨处理后,在距样品表面约100μm深度形成高密度位错;随着应变量和应变速率的增加,在距样品表面约50μm深度诱发了机械孪生,形成了片层状孪晶,并相互交割细化组织;最终在样品表面形成了厚度约为20μm的纳米层,表层显微组织由晶粒尺寸为10～30nm的双相组织(马氏体和奥氏体)组成·表面纳米化是通过位错 孪晶及孪晶 孪晶相互作用实现晶粒细化·表面纳米化后,表层硬度显著提高·     

高锰钢形变过程中加工硬化机理的研究

采用Gleeble-3500试验机对ZGMn13Cr2高锰钢进行0.1s-1应变速率下的室温压缩实验,应变量分别为5%,30%和50%.利用金相显微镜、维氏显微硬度机、XRD和TEM等方法,研究了压缩变形量对ZGMn13Cr2显微组织衍变及加工硬化机制的影响.结果表明:高锰钢压缩变形后晶粒内出现大量变形带,变形带相互交叉、缠结、割截.压缩变形量为5%时,高密度位错相互缠结呈位错胞或者位错墙,压缩变形量为30%时,基体内出现形变孪晶,随着变形量的进一步增大,孪晶的密度和体积分数增大,水韧态高锰钢在压缩变形量为50%的条件下,其显微硬度与初始态相比提高了125%,达到HV560.8.XRD结果显示,压缩变形后基体组织为奥氏体和少量的碳化物,未发现相变诱发马氏体组织.随着变形量的增大,高锰钢加工硬化机理由位错强化机制向形变孪晶强化为主、位错+少量层错强化机制为辅的机制转变.     

脉冲能量对激光冲击0Cr18Ni9奥氏体不锈钢组织与性能的影响

使用高功率激光器在水约束条件下对0Cr18Ni9奥氏体不锈钢进行了冲击试验,通过研究冲击加载下奥氏体的组织与性能变化特征,得出了下述主要结果:0Cr18Ni9奥氏体不锈钢在室温条件下通过不同激光功率的冲击,出现加工硬化现象,且功率越高,变形量越大,加工硬化也越明显.15 J能量和25 J能量冲击时,材料的微观组织以孪晶为主;42 J 能量冲击时,奥氏体出现相变特征,发生类马氏体相变.随着冲击功率的提高,孪晶逐渐细化,并在42 J能量下出现明显的孪晶与位错的交互作用,孪晶界上有大量的位错团塞积.     

形变热处理对国产1Cr18Ni9Ti钢热强性的影响

本文研究了形变热处理对国产1Cr 18Ni 9Ti钢蠕变性能的影响,结果表明,多边化工艺可改善国产1Cr 18Ni 9Ti钢的蠕变性能。多边化处理后增大了亚结构的稳定性,适当地保留了形变强化的效果,使蠕变变形量和残余变形量显著地减小,特别是明显地缩短了蠕变第一阶段的时间,减小了第一阶段的变形量。     

MA956 ODS合金微晶涂层对1Cr18Ni9Ti不锈钢氧化性能的改善

采用高频电脉冲沉积技术在1Cr18Ni9TI不锈钢表面上沉积了厚度约为50um的MA956 ODS合金纳米微晶涂层,涂层与基体之间呈现良好的冶金结合,在1000度静态空气中对1Cr18Ni9Ti试样与表面施加涂层试样进行了总计100h的恒温氧化实验,用AFM,SEM,EDX和XRD分别对涂层和氧化后试样的形貌,成分和组成进行了观察和分析,结果显示,1Cr18Ni9Ti表面沉积MA956ODS合金纳米微晶涂层促进了Cr的选择氧化,提高了1Cr19Ni9Ti表面氧化膜的粘附性,了1Cr18Ni9Ti抗高温氧化性能。     

金属薄板等离子电弧加热弯曲成形实验

为了研究金属薄板等离子电弧加热弯曲成形的规律及机理,采用等离子电孤沿直线来回对1Cr18Ni9Ti和Q235薄板进行加热弯曲成形实验.结果表明,随着等离子电弧在薄板上扫描次数的增加,其弯曲角度近似呈线性增大;在一定范围内热输入越大(如减小扫描速度、减小电弧长度、增加电弧电流等),板材厚度越小,薄板的弯曲角度越大;在较低的热输入下等离子电弧加热弯曲成形使晶粒细化,有利于改善薄板受热区域显微组织的机械性能;成形过程中存在残余应变强化,受热区域硬度提高;等离子电弧加热弯曲成形还可以降低机械加工引起的残余应力,有效减少回弹.     

1Cr18Ni9Ti不锈钢薄板等离子电弧加热弯曲成形的温度场

为获得等离子电弧加热工艺参数和薄板几何尺寸对薄板温度场分布的影响规律,应用有限元方法对1Cr18Ni9Ti不锈钢薄板等离子电弧加热弯曲成形的三维瞬态温度场进行了数值模拟,分析了等离子电弧功率、扫描速度、薄板厚度以及冷却条件等对等离子电弧成形温度场的影响特性.结果表明:1Cr18Ni9Ti不锈钢薄板的弯曲角度随着等离子电弧功率的增加而增加,最佳扫描速度下薄板厚度方向温度梯度达到最大.改变温度梯度可以达到控制变形的目的.     

1Cr18Ni9Ti热喷涂层在含硫油品中的耐蚀性研究

针对含硫油对石油炼制设备腐蚀严重的实际 ,研究了热喷涂 1 Cr1 8Ni9Ti层对设备进行腐蚀防护 .测定了涂层的孔隙率以及不同温度、不同硫浓度下 1 Cr1 8Ni9Ti涂层的腐蚀速率 .用化学反应动力学理论模型模拟了此腐蚀过程 ,求出了反应过程的反应活化能、反应速率常数和反应速率方程 ;并用三电极电化学研究系统测试了 1 Cr1 8Ni9Ti涂层在含硫油中的极化曲线 ,认为 1 Cr1 8Ni9Ti涂层在含硫油中的腐蚀为电化学腐蚀控制过程 .     

SiC对不锈钢的摩擦磨损特性

在室温、无润滑的条件下,利用销盘式摩擦磨损实验考察了SiC与不锈钢(1Cr18Ni9Ti)组成摩擦副的摩擦磨损特性,SiC在5 N和20 N载荷作用下磨损机制为脆性分层磨损.SiC随载荷增加摩擦系数减少,但磨损率随载荷增加而增加.结果表明,SiC与不锈钢对磨时,磨损率达10-4mm3/(N.m)-1数量级,属磨损剧烈,不适合组成摩擦副.     

铁基金属玻璃涂层在无铅钎料中的耐腐蚀性及机理

选用Fe基非晶合金粉末(含有Cr、Mo、Ni、P、B、Si),采用等离子喷涂方法在Q235基体上制备了金属玻璃涂层.在自行设计的腐蚀实验装置中将Q235钢、1Cr18Ni9Ti不锈钢和覆有Fe基金属玻璃涂层的Q235钢浸入450,℃的高温液态无铅钎料Sn-3.5,Ag-0.5,Cu中进行腐蚀,利用扫描电子显微镜微观分析了腐蚀后的微观形貌及腐蚀产物.研究结果表明:相同实验条件下,Q235钢和1Cr18Ni9Ti不锈钢表面均腐蚀严重,断面微观组织分为钎料层、腐蚀层和基体层.其中Q235钢的腐蚀剧烈,腐蚀层成分为FeSn2;1Cr18Ni9Ti不锈钢腐蚀较严重,腐蚀层成分为(Fe,Cr)Sn2.Q235基体表面的Fe基金属玻璃涂层腐蚀前后断面微观形貌变化不大,没有出现明显的腐蚀分层,表现出了非常好的耐高温无铅钎料腐蚀的能力.     

不同暴露时间下不锈钢在典型地区大气腐蚀的灰色分析

采用灰色关联分析方法对2Cr13和1Cr18Ni9Ti不锈钢在典型地区12a大气腐蚀和环境因素之间的关联度进行了计算,研究了大气腐蚀影响因素随时间的变化.结果表明,2Cr13和1Cr18Ni9Ti不锈钢大气腐蚀影响因素随时间的变化有所不同.2Cr13不锈钢的初期腐蚀,受相对湿度大于80%的年时数、降雨量、温度和Cl-的影响较大,受SO2影响较小.2Cr13不锈钢的中长期腐蚀,主要受Cl-、SO2、相对湿度大于80%的年时数、平均相对湿度及温度等影响.在各个腐蚀阶段腐蚀速率和各种影响因素的关联度大小次序均在不断变化.1Cr18Ni9Ti不锈钢在发生腐蚀的初期,主要受相对湿度大于80%的年时数、降雨量及降尘等因素影响.随着腐蚀时间的延长,Cl-的作用逐渐上升为主导因素,关联度大小次序趋于稳定.     

合金元素对316 LN 不锈钢的力学性能和点蚀性能的影响

研究了N、Cr、Mo和Ni四种合金元素含量的变化对核电主管道用固溶态316LN不锈钢的晶粒尺寸以及常规力学性能和点蚀性能的影响.随着N含量的升高,316LN的晶粒明显细化,其在固溶处理过程中晶粒长大趋势也减小. N含量的升高可改善316LN的力学性能和耐点蚀性能,但是当N质量分数达到0.20%时,其耐点蚀性能又开始变差.晶粒细化对316LN强度的影响远小于N含量对316LN强度的影响. Cr及Ni含量对316LN的晶粒尺寸及抗拉强度、屈服强度等力学性能影响不大;Cr含量增加可轻微改善316LN的抗点蚀能力,Ni元素对316LN的耐点蚀性能影响不大,但可增大钝态的腐蚀速度从而不利于钝化膜的稳定.随Mo含量增加,316LN的晶粒尺寸略有减小,强度增大,延伸率显著降低,耐点蚀能力改善.     

Formation of nanocrystalline during flash welding of 0Cr16Ni22Mo2Ti steel

A nanocrystalline layer was fabricated in bond area of 0Cr16Ni22Mo2Ti austenite steel using flash welding. The mean grain size near bond line is about 20 nm, and the farther the distance from bond line, the larger the size of the nanocrystalline. The thickness of the nanocrystalline layer is about 50 -m. The formation mechanism of the nanocry- stalline may be that the metal in semisolid state is deformed severely and its solid grains are fragmented.     

0Cr19Ni9 1Cr18Ni9不锈钢薄壁焊管缺陷及对策

南京某厂从日本引进焊管机组,用带式法生产薄壁不锈钢管。其工艺流程如下: 钢带分剪→轧辊成型→钨极氩弧焊(TIG)焊成管坯→冷拔→矫直→成品。采用某厂一批0.3mm厚的1Cr18Ni9和0Cr19Ni9奥氏体不锈钢带试焊,发现有焊渣间隔分布于焊缝的内外壁上。间隔距离从5mm至100mm不等,大部分在20～30mm之间,见图1.焊渣多呈灰褐色,其形如纺锤状,尺寸(长×宽)约在(10～20)mm×(4～6)mm。