不同应变速率热变形双相不锈钢的取向特征

在MMS-200热模拟实验机上,对S32750超级双相不锈钢在1 000℃,应变速率为0.01～10 s-1的条件下进行了高温压缩实验,利用电子背散射衍射(EBSD)技术对其晶体取向和晶界特征进行了分析.研究结果表明:在低应变速率时,铁素体晶粒出现〈111〉∥压缩轴织构;在高应变速率时,〈001〉织构又明显增加.铁素体晶粒随着应变速率的增加变得细小,而小角度晶界数量增加;在应变速率为10 s-1时,形变后奥氏体晶粒得到了〈110〉织构.应变速率的增加使奥氏体晶粒变大,小角度晶界数量增加.奥氏体相在小应变速率条件下变形可以获得更多的Σ3孪晶界.     

奥氏体不锈钢焊缝热裂敏感性研究

应用变形速率连续可变式热裂纹试验方法（ＶＤＲ法）研究了碳、钼和稀土元素对奥氏体不锈钢焊缝热裂敏感性的影响。试验结果表明,降低奥氏体不锈钢熔敷金属中的碳含量并加入适量的钼可显著提高焊缝的抗热裂性能。稀土元素对焊缝的抗热裂性也有显著影响,加入适量稀土能减少焊缝中夹杂物的数量和大小,改变其成分及分布,提高抗裂性。但是如果加入过量,焊缝中会形成大量稀土夹杂物,降低奥氏体不锈钢焊缝的抗裂性。     

奥氏体不锈钢焊缝热裂敏感性研究

应用变形速率连续可变式热裂纹试验方法（ＶＤＲ法）研究了硕、钼和稀土元素对奥氏体不锈钢焊缝热裂敏感性的影响。试验结果表明,降低奥氏体不锈钢溶敷金属中的碳含量并加入适量的钼可显著提高焊缝的抗热裂性能。稀土元素对焊缝的抗热裂性也有显著影响,加入适量稀土能减少焊缝中夹杂物的数量和大小,改变其成分及分布,提高抗裂性。但是如果加入过量,焊缝中会形成大量稀土夹杂物,降低奥氏体不锈钢焊缝的抗裂性。     

温度和应变幅对亚稳奥氏体不锈钢S321低周疲劳行为的影响

在室温和650 ℃的环境下对S321、S321H不锈钢进行了0.5%、0.7%、0.9%应变幅下的低周疲劳试验,并在室温下对S321和S321H开展了多个寿命点的疲劳加载历史试验,结合X射线衍射定量分析测算形变诱发马氏体的含量。结果表明： 形变诱发马氏体的生成会导致奥氏体钢持续循环硬化,室温下合金在初次硬化后继续二次硬化,而在650 ℃下没有形变诱发马氏体生成,合金在初次硬化后进入循环稳定阶段。循环过程中,碳含量越低,形变诱发马氏体含量越多,合金的循环硬化程度更高。两种温度下,两种材料的疲劳寿命在低应变幅下都相差不大,应变幅越大,两种材料的疲劳寿命相差越大,因此,可以考虑服役条件为低应变幅时使用S321不锈钢代替S321H不锈钢。     

双相不锈钢热变形行为研究

采用高温压缩实验方法研究了两种不同氮含量双相不锈钢00Cr22Ni5Mo3N和00Cr22Ni1Mo0.7N在1 000~1 200℃温度范围内、应变速率为0.01~30 s-1条件下的热变形行为.根据实验数据构建了两种双相不锈钢的热变形方程,两种双相不锈钢的形变激活能分别为534 kJ/mol和482 kJ/mol.通过对微观组织的观察和分析,确定了较高温度且较低应变速率区域为优化的热加工区域.在该优化的热加工区域进行变形时,奥氏体和铁素体发生充分的动态再结晶和动态回复;而在较低温度、较高应变速率区域进行变形时,微观组织呈现强烈的局部流变,甚至可以观察到裂纹.     

热变形奥氏体静态再结晶行为的研究

利用双道次压缩的方法,在Gleeble 1500热模拟实验机上研究了低碳钢SS400在变形间隔时间内奥氏体的软化行为,以便为制定合理的细化晶粒轧制工艺提供实验和理论基础.采用后插法计算了在不同真应变条件下的静态再结晶率,通过双道次压缩测试静态软化动力学的实验表明,实验钢变形后很容易发生静态软化.在真应变为0.4、0.2时,静态再结晶激活能分别是Qrec=189.3、170.2 kJ/mol.     

超临界马氏体不锈钢热变形行为

在Gleeble-3500热模拟试验机上对超临界马氏体不锈钢进行等温压缩试验,研究其高温流变行为,获得超临界马氏体不锈钢在温度为900~1 150℃、变形速率为0.005~5 s~(-1)时合金的热变形行为和组织演变。通过对实验数据的分析、拟合建立材料的高温流变模型,并分析Johnson-Cook(JC)模型和Arrhenius模型对超临界马氏体不锈钢的适用性。研究结果表明:修正后的JC模型和Arrhenius模型具有更高的精度。在应变速率较高时,修正的JC模型的预测值更接近实验值;在应变速率较低时,应变补偿的Arrhenius模型的预测值更接近实验值。载荷预测结果与实验值拟合程度较好,表明建立的模型能够描述材料的高温流变行为。     

热变形奥氏体静态再结晶行为的研究

利用双道次压缩的方法，在Gleeble 1500热模拟实验机上研究了低碳钢SS400在变形间隔时间内奥氏体的软化行为，以便为制定合理的细化晶粒轧制工艺提供实验和理论基础．采用后插法计算了在不同真应变条件下的静态再结晶率，通过双道次压缩测试静态软化动力学的实验表明，实验钢变形后很容易发生静态软化．在真应变为0．4、0．2时，静态再结晶激活能分别是Qmc=189．3、170.2kJ／mol。     

DEFORM平台下奥氏体不锈钢压缩热变形有限元模拟

有限元模拟往往只能根据软件自带的资料库进行材料的力学定义,误差较大.利用实际实验数据,对材料力学性能进行重新定义可以使模拟结果更加接近实际生产.本文基于304不锈钢单道次高温压缩热变形试验,得出真应力-应变曲线,并由此建立各个温度下的数值模型,对304不锈钢材料的力学性能进行定义,并提供更加准确的经验公式.     

奥氏体耐热不锈钢310S动态拉伸变形行为研究

采用扫描电子显微镜(SEM)静载动态拉伸原位观察方法研究了310S奥氏体耐热不锈钢常温动态拉伸过程中裂纹的萌生、扩展及断裂过程.结果表明:裂纹源容易在夹杂物、基体界面以及应力集中部位形成.随着拉伸变形进行,不同位置形成的微裂纹中,处于与拉伸应力方向相同或相近的有利位相的微裂纹不断亚稳扩展,最后与周围微裂纹连接形成主裂纹.当主裂纹扩展到一定程度达到或超出临界裂纹尺寸后,试样裂纹发生全面失稳扩展而试样迅速断裂.     

Strain hardening behavior,strain rate sensitivity and hot deformation maps of AISI 321 austenitic stainless steel

Hot compression tests were performed on AISI 321 austenitic stainless steel in the deformation temperature range of 800–1200°C and constant strain rates of 0.001, 0.01, 0.1, and 1 s~(-1). Hot flow curves were used to determine the strain hardening exponent and the strain rate sensitivity exponent, and to construct the processing maps. Variations of the strain hardening exponent with strain were used to predict the microstructural evolutions during the hot deformation. Four variations were distinguished reflecting the different microstructural changes. Based on the analysis of the strain hardening exponent versus strain curves, the microstructural evolutions were dynamic recovery, single and multiple peak dynamic recrystallization, and interactions between dynamic recrystallization and precipitation. The strain rate sensitivity variations at an applied strain of 0.8 and strain rate of 0.1 s~(-1) were compared with the microstructural evolutions. The results demonstrate the existence of a reliable correlation between the strain rate sensitivity values and evolved microstructures. Additionally, the power dissipation map at the applied strain of 0.8 was compared with the resultant microstructures at predetermined deformation conditions. The microstructural evolutions strongly correlated to the power dissipation ratio, and dynamic recrystallization occurred completely at lower power dissipation ratios.     

应变强化用奥氏体不锈钢力学性能影响因素

为合理确定应变强化工艺参数,试验研究了材料化学成分、板材厚度及应变速率等因素对奥氏体不锈钢的强度、塑性等力学性能的影响规律.研究发现,对于应变强化用奥氏体不锈钢,应确保Ni、Mn等奥氏体稳定化元素的含量.应变强化奥氏体不锈钢低温容器的设计制造应充分考虑冷热轧制工艺导致的不同厚度板材力学性能差异.拉伸应变速率越低,强化压...     

321不锈钢小方坯浸入式水口堵塞研究

通过观测水口结瘤物的结构和成分的变化,对AISI 321不锈钢小方坯浸入式水口的堵塞机理进行了研究。水口的解剖结果表明水口结瘤物主要由TiN、金属相以及渣相组成。通过计算建立了钢液及凝固过程中TiN的热力学模型。研究发现,TiO2过渡层的存在、较高的钛氮浓度积、不佳的钢水洁净度是导致结瘤物形成的主要原因。因此堵塞机理可以表述为,首先浇注过程中钢液中的[ Ti]与耐火材料中的SiO2进行反应,TiO2过渡层会在浸入式水口内壁形成;钛氧化物的良好传热性能造成钢液温度下降进而导致TiN结瘤物的形成,且不佳的钢水洁净度则会进一步恶化钢水的可浇性;随着结瘤物的不断增长,最终导致水口堵塞。     

几种不锈钢的拉伸应变硬化行为

采用金相、X射线衍射(XRD)、拉伸试验和洛氏硬度检测等实验方法,研究4种不锈钢(410S、430、409L和304)的室温拉伸应变硬化行为,探讨其拉伸应变行为的特征与规律.结果表明:304不锈钢的加工硬化能力远高于410S、430、409L不锈钢.而且304冷轧(固溶)态的n值(0.57)高于304热轧(空冷)态n值...     

Dynamic recrystallization and precipitation in high manganese austenitic stainless steel during hot compression

Dynamic recrystallization and precipitation in a high manganese austenitic stainless steel were investigated by hot compression tests over temperatures of 950–1150℃ at strain rates of 0.001 s?1-1 s?1. All the flow curves within the studied deformation regimes were typical of dynamic recrystallization. A window was constructed to determine the value of apparent activation energy as a function of strain rate and deformation temperature. The kinetics of dynamic recrystallization was analyzed using the Avrami kinetics equation. A range of apparent activation energy for hot deformation from 303 kJ/mol to 477 kJ/mol is obtained at different deformation regimes. Microscopic characterization confirms that under a certain deformation condition (medium Zener-Hollomon parameter (Z) values), dynamic recrystallization appears at first, but large particles can not inhibit the recrystallization. At low or high Z values, dynamic recrystallization may occur before dynamic precipitation and proceeds faster. In both cases, secondary phase precipitation is observed along prior austenite grain boundaries. Stress relaxation tests at the same deformation temperatures also confirm the possibility of dynamic precipitation. Unexpectedly, the Avrami’s exponent value increases with the increase of Z value. It is associated with the priority of dynamic recrystallization to dynamic precipitation at higher Z values.     

18-18-0.5N高氮奥氏体不锈钢冷轧变形过程中的组织演变和形变强化

利用XRD、TEM、SEM和拉伸实验等分析测试方法研究了18-18-0.5N高氮奥氏体不锈钢在冷轧变形过程中的组织演变和形变强化规律.结果发现:18-18-0.5N高氮奥氏体不锈钢在冷变形过程中并未发生形变诱导相变,微观组织和力学性能在变形量为43.8%附近出现转折.提出了屈服强度随应变变化的预测方程.     

一种铸态含氮M2高速钢的热变形行为研究

采用热力模拟试验机Gleeble-3500对一种铸态含氮M2高速钢在0.01~1.0s-1及1000~1100℃条件下进行热压缩变形,获得了铸态含氮M2高速钢的流变曲线并分析了变形后的显微组织特性。实验结果表明,铸态含氮M2高速钢热变形过程中的能量消耗效率随应变速率的升高而降低,流变失稳区随应变量的增加向低应变速率和低温区域转变,热变形激活能为588.733kJ/mol,同时得到了其热变形方程和热加工图,获得热加工最佳工艺窗口为0.01~1.0 s-1和1 050~1 100℃。     

核电用奥氏体不锈钢的动态再结晶行为

利用 Gleeble-1500D 热模拟试验机对316LN 奥氏体不锈钢进行单道次热压缩试验,分别设置变形温度为900~1200℃、应变速率为0. 001~10 s-1、真应变为0. 1~0. 9及试样的初始晶粒度为122~297μm之间,以研究热变形条件及初始晶粒度对316LN钢动态再结晶行为的影响. 对试验数据进行处理,得到临界应变与峰值应变以及临界应力与峰值应力的比值分别为0. 38和0. 89,建立了动态再结晶动力学方程和晶粒尺寸演变方程. 对建立的动态再结晶模型进行修正,将修正后的模型嵌入DEFORM-3D有限元模拟软件中进行计算,发现修正模型的模拟值和试验值符合较好,证明修正模型的准确性.     

Intergranular corrosion behavior of high nitrogen austenitic stainless steel

The intergranular corrosion (IGC) behavior of high nitrogen austenitic stainless steel (HNSS) sensitization treated at 650-950℃ was investigated by the double loop electrochemical potentiodynamic reactivation (DL-EPR) method. The effects of the electrolytes, scan rate, sensitizing temperature on the susceptibility to IGC of HNSS were examined. The results show that the addi-tion of NaCl is an effective way to improve the formation of the cracking of a passive film in chromium-depleted zones during the reactivation scan. Decreasing the scan rate exhibits an obvious effect on the breakdown of the passive film. A solution with 2 mol/L H₂SO₄+1 mol/L NaCl+0.01 mol/L KSCN is suitable to check the susceptibility to IGC of HNSS at a sensitizing temperature of 650-950℃ at a suitable scan rate of 1.667 mV/s. Chromium depletion of HNSS is attributed to the precipitation of Cr₂N which results in the susceptibility to IGC. The synergistic effect of Mo and N is suggested to play an important role in stabilizing the passive film to prevent the attack of IGC.     

一种奥氏体不锈钢的空泡腐蚀行为

采用一种新型的奥氏体不锈钢作为耐空泡腐蚀涂层,先表面堆焊,然后进行TIG（钨极惰性气体保护焊）表面重熔改性加工．根据ASTM G32／92标准,空泡腐蚀由超声波振动设备完成．利用X射线衍射仪和扫描电镜（SEM）对试样的空泡腐蚀行为进行了跟踪观察,并对试样的空泡腐蚀率进行了测定．结果表明：在空泡腐蚀过程中,先后发生了相变和马氏体片层的扭曲断裂．空泡冲击能诱发奥氏体到马氏体的相变,并被其吸收;当相变达到饱和点时,马氏体片层开始吸收冲击能,同时逐渐发生扭曲和断裂,最终马氏体片层断裂产生的碎片大量剥落,该材料的空泡腐蚀潜伏期结束．