P92耐热钢接头组织与冲击性能

P92铁素体耐热钢因其优异的高温综合性能而作为超超临界发电机组用钢.采用金相显微镜﹑显微硬度计和扫描电子显微镜等分析方法,研究了TIG自熔焊后760℃回火不同保温时间对P92钢接头组织、显微硬度及冲击性能的影响,从显微组织和断口形貌角度对性能的变化进行了分析.结果表明:P92钢焊态下焊缝区平均显微硬度为400HV_(0.5),冲击韧性值为20J.经回火热处理,焊缝区显微硬度显著降低,冲击韧性提高,接头中δ-铁素体体积分数显著减少.在760℃回火保温7h后,焊缝区平均硬度下降到234HV_(0.5),冲击韧性值增加到86J.随回火时间的延长,断口形貌从韧/脆混合断裂向韧性断裂过渡.     

用于汽车排气系统的15%Cr铁素体不锈钢的开发

开发了用于15%Cr汽车排气系统的铁素体不锈钢(FSSNEW),并对其室温力学性能、高温强度、高温抗氧化性能和耐腐蚀性能进行了研究.研究结果表明,开发钢的室温强度高于T409L和SUS430J1L,具有良好的塑性,其成形性可满足深冲加工性能的要求;高温抗拉强度与屈服强度优于或基本相当于目前所使用的铁素体不锈钢的性能;高温抗氧化性、耐点腐蚀和晶间腐蚀性能明显优于T409L.     

统一黏塑性模型对9%-12%Cr马氏体耐热钢低周疲劳特性的数值模拟

9%-12%Cr马氏体耐热钢凭借其优异的综合性能,广泛应用于超超临界发电厂的主要部件。简要地概述了9%-12%Cr钢在循环载荷作用下的微观损伤机制,将材料微观组织演化过程与统一Chaboche黏塑性模型中内变量的变化相关联,应用Chaboche模型预测9%-12%Cr钢中P91钢,在500℃时不同应变幅值和不同应变速率条件下的循环应力-应变迟滞回线,将预测结果与已报道的试验数据进行比较,结果表明:不同条件下,该模型可以很好地预测P91钢的循环应力-应变迟滞回线,模型中运动硬化变量X描述材料在循环初期的应变强化现象,各向同性硬化变量R主要描述材料软化现象。     

超快冷工艺下780MPa级工程机械用钢的组织与性能

对780MPa级工程机械用钢进行了现场批量生产试制,对其组织与性能进行了研究.通过合理的成分设计,采用控制轧制和超快冷+层流冷却的两阶段冷却路径控制,获得了良好的组织与性能.结果表明:终轧后采用超快冷+层流冷却工艺,超快冷的出口温度在650℃,卷取温度在570℃,试验钢的屈服强度大于685 MPa,抗拉强度大于785 MPa,并具有良好的冲击性能、成形性能及焊接性能.试验钢的组织为铁素体+少量珠光体,同时,在铁素体的基体上,存在大量10nm左右的弥散析出或相间析出(Nb,Ti)(C,N),有效提高了试验钢的强度.     

铁素体不锈钢高温氧化层生长及热轧粘辊研究

通过高温氧化实验研究了超纯21%Cr铁素体不锈钢高温氧化层的生长情况,并采用开发的模拟铁素体不锈钢热轧粘辊实验方法研究了表面氧化对超纯21%Cr铁素体不锈钢热轧粘辊的影响,探讨了铁素体不锈钢的热轧粘辊机理.实验发现:超纯21%Cr铁素体不锈钢的炉生氧化铁皮较厚,而热轧过程中二次氧化铁皮生长较缓慢;锤头在循环轧制过程中出现的表面裂纹为热轧粘辊提供了形核地点;在高温变形过程中,表面氧化对铁素体不锈钢带钢表面具有保护作用,可以减轻热轧粘辊.     

铁素体量对42CrMo钢弯曲疲劳及多次冲击疲劳性能的影响

本文研究了42CrMo 钢未溶铁素体+回火索氏体双相组织中铁素体量对弯曲疲劳及多次冲击疲劳性能的影响.结果表明:随铁素体含量增加,其冲击疲劳、弯曲疲劳寿命升高,到最佳值(本试验条件下约为10%)后又有所降低.这一规律与铁素体量对接触疲劳性能的影响是一致的.     

新型马氏体耐热钢SA213-T92钢材焊接技术探讨

伴随经济的蓬勃发展，电力供需矛盾日益突出，为贯彻“科学发展”的电力方针，缓解供需矛盾，超超临界机组成为首选的发电设备。SA213-T92钢是目前发展超临界、超超临界机组的理想材料，因为T92钢的抗热疲劳性、抗腐蚀性和抗氧化性能特点优于其他含9％Cr的铁素体耐热钢并具有更高的运行参数，引乏高机纽的热效率，常用于高温高压主蒸汽管道等部件，因此其焊接接头性能的优劣直接关系到机组的安全可靠运行。     

钛稀土复合处理对C--Mn钢粗晶热影响区组织及韧性的影响

利用Gleeble-1500D热模拟机进行焊接热影响区热循环模拟实验,研究了在焊接热输入为65 kJ·cm-1时稀土单独处理和钛稀土复合处理对C-Mn钢粗晶热影响区组织及冲击韧性的影响,并利用扫描电镜观察和分析了实验钢中的夹杂物和冲击断口形貌,利用光镜观察了热循环模拟后实验钢中的微观组织.实验结果表明:稀土单独处理和钛稀土复合处理的试样微观组织分别主要是晶界铁素体+块状铁素体+针状铁素体和晶界铁素体+晶内针状铁素体.经稀土单独处理的试样中夹杂物为La2 O2 S+锰铝硅酸盐+MnS复合夹杂;钛稀土复合处理的试样中的夹杂主要是La2 O2 S+TiOx+锰铝硅酸盐+MnS复合夹杂.钛稀土复合处理钢中的复合夹杂更细小,有利于形成细小的晶内针状铁素体.钛稀土复合处理极大地改善了实验钢的焊接热影响区低温冲击韧性,比稀土单独处理对试样的冲击性能提升效果更好.     

X12CrMoWVNbN10-1-1转子钢室温低周疲劳特性

采用应变控制对超超临界汽轮机转子钢X12CrMoWVNbN10-1-1进行室温低周疲劳试验,并对试验结果进行了讨论.拟合了循环应力-应变曲线和应变-寿命曲线,得到该材料的室温低周疲劳特性参数,包括Ramberg-Osgood参数和Manson-Coffin参数,推测出该材料的转变寿命.对低周疲劳试验开始和结束两个阶段的拉压应力峰值、拉压卸载弹性模量以及迟滞回线面积进行了对比分析,并对不同应变幅控制的低周疲劳对应的应力变化进行了讨论.     

V、Ta微合金化12Cr低活性F/M钢的优化设计

采用Thermo-Calc热力学模拟计算与实验相结合的方法,优化设计了一种V、Ta微合金化的低活性F/M钢12Cr3WVTa,经1 050℃水淬及780℃回火后对其显微组织及析出相进行光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察以及能谱分析.实验钢淬火回火后显微组织由回火马氏体和少量δ铁素体相组成,析出相主要为M23C6和MX相(M=V,Ta;X=C,N),其中M23C6主要分布于回火马氏体板条界和相界,而MX弥散析出于回火马氏体板条内以及δ铁素体内.实验钢室温和高温(600℃)拉伸力学性能良好,600℃下材料抗拉强度为507 MPa,屈服强度为402 MPa,满足超临界水冷堆用包壳管的拉伸性能要求.     

590MPa级热轧V-N高强车轮钢组织性能控制

对一种低成本V-N微合金化钢进行了控轧控冷实验,探讨了相变机理与析出行为,并系统地研究了其综合力学性能.结果表明,显微组织为多边形铁素体、粒状贝氏体及少量的针状铁素体,纳米尺度V(C,N)析出质点弥散地分布于铁素体或贝氏体铁素体基体内部.抗拉强度615MPa实验钢具有优良的断后延伸率,冷弯性能合格,扩孔率达到95%,满足轮辐用钢的加工要求,低温冲击性能良好.细晶强化、位错强化、析出强化、相变强化为主要强化机制.     

回火温度对高Cr马氏体耐热钢组织与性能的影响

利用光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)及电子探针(EPMA)等手段,系统研究了不同回火温度下9%Cr马氏体耐热钢的组织及力学性能变化.结果表明:回火后位错网络化、析出相形态、板条马氏体破碎化等是影响力学性能变化的主要因素.正火并760℃回火后在室温和550℃条件下抗拉强度分别达到657和556MPa,0℃冲击功达到285J,此回火温度下实验钢具有最佳综合力学性能.700, 820,850℃回火,韧性大幅降低.高温服役条件下不发生粗化的MX相弥散分布在铁素体和马氏体中,与马氏体高温回复形成的亚稳态多边形结构有效提升耐热钢抗高温蠕变性能.     

30CrMnSiNi2A高强度钢激光冲击强化试验研究

利用激光冲击强化工艺对30CrMnSiNi2A高强度钢进行1次冲击试验,然后在优选的搭接率下进行了2次重复冲击处理,并对试件表面残余压应力进行了测量和对比.结果显示经激光冲击强化处理后试件表面具有较高的残余压应力,可达-1 250 MPa.最后对高强度钢激光冲击强化处理下的残余压应力影响层进行了预测.     

w(Co)对CB2钢显微组织和力学性能的影响

为研究w(Co)对CB2钢微观组织和力学性能的影响，调整CB2钢中w(Co)为0.5%，1.0%，1.5%，2.0%和3.0%.利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、室温拉伸等检测方法研究w(Co)对试验钢微观组织和力学性能的影响规律，结合Thermo-Calc和JMatpro-7.0模拟结果解释其影响机理.研究发现:w(Co)增加提高铬当量的值，使试验钢中δ铁素体含量减少，当w(Co)增加到1.5%时，δ铁素体基本消失;材料的抗拉强度随w(Co)的增加而增加，而延长率则先增加后降低;结果表明，w(Co)为1.5%时综合性能较好，即抗拉强度达到805.13MPa，延长率达到20.4%，布氏硬度为260.     

固溶温度对2Cr19Ni9Mo钢组织与性能的影响

研究了固溶处理温度对２Ｃｒ１９Ｎｉ９Ｍｏ钢组织与性能的影响。结果表明，固溶处理温度在１１５０－１１８０℃时，既能保证碳化物充分溶解又能保证不析出δ铁素体。     

高强度低碳贝氏体钢工艺和组织对性能的影响

通过对Mn-Cu-Nb-B系列低碳贝氏体钢的等温转变及连续冷却转变组织的研究,发现该系列微合金钢在500～700℃可发生多种类型中温组织转变.冷却速度和终冷温度对最终组织类型和性能有很大影响,终冷温度控制在630℃,可得到准多边形铁素体、粒状贝氏体和细小M/A 组元的混合组织,该类型组织屈服强度可达到600MPa,且具有较好的塑性和低温冲击性能.在了解低碳贝氏体钢组织转变特点的基础上,利用冷却制度控制中温转变组织类型能优化低碳贝氏体钢的性能.     

X65钢高频焊管焊接区的显微组织和低温韧性

为查明X65钢高频焊管焊接区冲击功异常的原因,通过光学显微镜和X射线衍射对母材、焊缝及焊接热影响区进行微观研究.结果表明,显微组织对金属低温韧性有显著影响.当块状铁素体组织较多时,焊接区晶粒尺寸大,硬度小,冲击功低;当多边形铁素体组织较多时,焊接区晶粒尺寸小,硬度大,冲击功高.通过合理的热处理工艺,可在焊接区获得粒状铁素体组织,提高冲击功,改善焊缝和焊接热影响区低温韧性.     

超低碳贝氏体高强度钢的腐蚀性能研究

为了对超低碳贝氏体高强度钢(ULCB)在海洋环境下的腐蚀性能进行研究,模拟海洋全浸带的环境,通过加速腐蚀试验,对ULCB钢的腐蚀性能和另外两种耐海洋腐蚀钢样进行了耐蚀性能对比.在对SEM,XRD和极化曲线分析后发现,三种耐蚀钢在海水全浸带中的腐蚀主要是点蚀的发生.微观组织是影响钢耐蚀性能的重要因素:铁素体 珠光体组织加速钢的点蚀发生;ULCB钢板条状贝氏体组织细密而均匀,没有明显的晶界,因而钢中微电池的数量大大减少,使其耐蚀性能提高.     

超快冷对含Nb钢相变行为的影响

为揭示超快冷对含Nb钢相变行为的影响机制,利用MMS-300热/力模拟试验机研究超快冷+层流冷却条件下含Nb钢的相变行为。研究结果表明:实验钢于680℃处于铁素体相变区;当冷却速度大于20℃/s时,实验钢于600℃处于针状铁素体和贝氏体相变区。实验钢变形后冷却至铁素体相区后,随着保温时间的延长,铁素体含量逐渐增加;当保温时间超过76.5 s时,超快冷工艺下的铁素体含量高于层流冷却工艺下的铁素体含量。当前段冷却速度达到30℃/s时,组织中出现硬相组织,继续增大冷却速度,对最终相变组织影响不大。     

激光冲击强化对42CrMo钢耐高温腐蚀性能的影响

采用高能量纳秒级脉冲激光,对42CrMo合金钢表面进行激光冲击强化处理,测定42CrMo钢在激光冲击强化后的残余应力、硬度及粗糙度,并对试样进行高温腐蚀试验,利用扫描电子显微镜(SEM)观察试样表面的微观形貌,研究激光冲击强化处理对42CrMo钢耐高温腐蚀性能的影响.结果表明:激光冲击强化后试样表面腐蚀形貌明显比未进行激光冲击处理试样更好.激光冲击强化后42CrMo钢耐高温腐蚀性能得到提升,主要是由于材料表面残余压应力层能够抑制材料表面氧化膜的脱落,提高其耐高温腐蚀性能.与小能量激光冲击相比,大能量冲击可以大幅度提高试样表层的残余压应力值,并提高残余压应力的影响深度.