薄带连铸AISI304不锈钢中铁素体行为

为了确定薄带连铸AISI304不锈钢凝固过程中残留铁素体的生成及转变行为,采用彩色金相、电解侵蚀、电子背散射衍射分析技术及X射线衍射分析等研究手段对双辊薄带连铸AISI304不锈钢凝固组织及残留铁素体特征进行了研究.结果表明AISI304不锈钢薄带的凝固组织由表层胞状晶区、中间柱状晶区和中心等轴晶区三部分组成.薄带表层胞状晶区内残留铁素体呈棒状,柱状晶区的残留铁素体形态为鱼骨状,中心等轴晶区的残留铁素体呈弯曲的树枝状;薄带的表层胞状晶区残留铁素体的质量分数为4.6%～6.6%,柱状晶区内的残留铁素体质量分数为3.6%～3.7%,中心等轴晶区内的残留铁素体质量分数为11.27%～11.34%;残留铁素体沿着厚度方向呈现"W"状分布.     

304奥氏体不锈钢夹杂物的冶金行为

根据热力学计算,结合生产过程实际,研究了Si脱氧条件下304奥氏体不锈钢在LF精炼、连铸过程夹杂物的变化规律.结果表明,钢水中主要形成CaO-Al2O3-SiO2类复合夹杂物,钢水中Al含量随Si含量的降低逐渐减小.当精炼渣碱度R=1.5时,随精炼、连铸过程的进行,复合夹杂物中Al2O3含量逐渐减少,CaO,SiO2含量逐渐增加.终点铸坯夹杂物成分为30%～35%CaO,20%～27%Al2O3,25%～30%SiO2,其他成分含量较少.终点铸坯夹杂物略显碱性,变形能力稍弱.     

304奥氏体不锈钢的热处理工艺研究

本文研究了不同热处理工艺对304奥氏体不锈钢组织和性能的影响。304奥氏体不锈钢试块进行1050℃保温30min固溶处理,分别在水中和在空气中的冷却,结果发现得出组织均为单相奥氏体,水中冷却不锈钢硬度更高,说明水冷后获得更大的内应力。原材料进行650℃保温60min敏化处理和800℃保温60min敏化处理对比得出在800℃保温60min时更容易发生晶间腐蚀。因此,304不锈钢热处理时应避免在敏化温度区间内较高温度停留较长的时间。     

应用方波电位脉冲方法检测304L奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性

用方波电位脉冲法，对ＡＩＳＩ３０４Ｌ不锈钢主要由晶界贫铬引起的晶间腐蚀敏感性随敏化时间的变化规律进行了研究。通过比较发现方波电位脉冲实验与ＥＰＲ方法、１０％草酸电解实验以及Ｈ２ＳＯ４－ＣｕＳＯ（４－）钢屑实验之间存在着较好的对应关系。方波电位脉冲法可以精确地定量反映３０４Ｌ不锈钢的晶间腐蚀敏感性，对应第１０个脉冲的再活化电流密度峰值ｉ（ｒ１０）可作为反映晶间腐蚀敏感性的特征参数。     

应用方波电位脉冲方法检测304L奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性

用方波电位脉冲法，对ＡＩＳＩ３０４Ｌ不锈钢主要由晶界贫铬引起的晶间腐蚀敏感性随敏化时间的变化规律进行了研究。通过比较发现方波电位脉冲实验与ＥＰＲ方法、１０％草酸电解实验以及Ｈ２ＳＯ４－ＣｕＳＯ４－钢屑实验之间存在着较好的对应关系。方波电位脉冲法可以精确地定量反映３０４Ｌ不锈钢的晶间腐蚀敏感性，对应第１０个脉冲的再活化电流密度峰值ｉｒ１０可作为反映晶间腐蚀敏感性的特征参数。     

蠕变对预变形Super 304H奥氏体不锈钢沉淀析出行为的影响

采用维氏硬度计测试分析了蠕变对预变形的Super 304H奥氏体不锈钢硬度的影响,并利用透射电镜（TEM）结合能谱分析仪对析出相的形状、大小、分布特征、晶体结构以及化学成分进行了分析。分析结果表明：Super 304H不锈钢在蠕变过程中先发生强化现象后发生软化现象,随着蠕变时间的增加,析出相逐渐增多;在蠕变过程中,Super 304H不锈钢在晶界处析出不连续的面心立方的（Cr,Fe）23C6碳化物颗粒,在晶粒内部和晶体缺陷处析出的是面心立方的NbC颗粒。     

晶界工程处理对304奥氏体不锈钢力学性能的影响

晶界工程是改善晶界特性以提高抗晶间退化能力的一种可行方法,能有效提高Σ重位点阵晶界的比例。研究基于304奥氏体不锈钢,通过控制不同的热机械加工工艺,以获得更高的Σ重位点阵晶界,优化晶界特征分布,利用电子背散射衍射技术分析不同样品的微观结构,通过室温拉伸试验研究晶界类型对304型奥氏体不锈钢力学性能的影响。结果表明,经过晶界工程处理的样品,其伸长率能得到一定程度的提升。分析断口微观形貌、平均施密特因子、泰勒因子得出,晶界工程处理能使得304奥氏体不锈钢基体内的第二相杂质减少、微观区域应变分布更均匀、滑移系统的激活过程更容易发生。     

冷轧AISI 304不锈钢微观组织及力学性能的变化

采用金相显微镜、铁素体测量仪、硬度计及力学分析等手段,研究了AISI 304不锈钢的微观组织和力学性能在冷轧过程中的演变规律.试验结果表明:冷轧变形可使AISI 304不锈钢产生形变诱发马氏体相变,试样中金属晶粒沿着轧制方向被拉扁拉长;在冷轧压下量较小时,仅有少量的奥氏体相转变为马氏体相,并且马氏体组织以板条状出现;冷轧压下量较大时,金属晶粒逐渐被拉长为纤维状;随着冷轧压下量的增大,马氏体体积分数、硬度和抗拉强度均随之增大,但延伸率逐步下降.     

AISI 321奥氏体不锈钢的应变硬化行为、应变速率敏感性及热变形图

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.     

AISI304不锈钢在冷加工过程中的微观组织变化

在不同温度下对AISI304不锈钢进行不同方式、不同程度冷加工,用铁素体测量仪测定马氏体相变量,研究了冷加工与马氏体相变的关系;将AISI304不锈钢在低温(液氮,-70#℃)条件下进行不同程度拉伸,采用透射电镜观测位错分布,研究了冷加工与位错密度的关系.结果表明:冷加工在一定条件下可以产生形变诱发马氏体,其含量随冷加工变形量的增大而增加;同时,冷加工导致AISI304不锈钢中金属晶粒拉长,其位错密度随冷加工变形量的增加而增大.     

Experimental and numerical study on plasma nitriding of AISI P20 mold steel

In this study, plasma nitriding was used to fabricate a hard protective layer on AISI P20 steel, at three process temperatures (450°C, 500°C, and 550°C) and over a range of time periods (2.5, 5, 7.5, and 10 h), and at a fixed gas N₂:H₂ ratio of 75vol%:25vol%. The morphology of samples was studied using optical microscopy and scanning electron microscopy, and the formed phase of each sample was determined by X-ray diffraction. The elemental depth profile was measured by energy dispersive X-ray spectroscopy, wavelength dispersive spectroscopy, and glow dispersive spectroscopy. The hardness profile of the samples was identified, and the microhardness profile from the surface to the sample center was recorded. The results show that ε-nitride is the dominant species after carrying out plasma nitriding in all strategies and that the plasma nitriding process improves the hardness up to more than three times. It is found that as the time and temperature of the process increase, the hardness and hardness depth of the diffusion zone considerably increase. Furthermore, artificial neural networks were used to predict the effects of operational parameters on the mechanical properties of plastic mold steel. The plasma temperature, running time of imposition, and target distance to the sample surface were all used as network inputs; Vickers hardness measurements were given as the output of the model. The model accurately reproduced the experimental outcomes under different operational conditions; therefore, it can be used in the effective simulation of the plasma nitriding process in AISI P20 steel.     

中碳铬钨渗氮轴承钢旋转弯曲疲劳性能研究

针对轴承钢失效形式主要为疲劳破坏的问题,对中碳铬钨渗氮轴承钢进行旋转弯曲疲劳（RBF）试验及分析。分析轴承钢经调质处理（880 ℃+540 ℃）后的组织,再经RBF试验后疲劳断口和渗氮处理的作用,还分析了非金属夹杂物对轴承钢RBF的影响,构建了非金属夹杂物深度和尺寸对中碳铬钨渗氮轴承钢RBF极限强度影响的模型。实验结果表明：试验钢调质处理后,组织为回火索氏体,主要析出M₆C型和M₂₃C₆型碳化物,力学性能优良,RBF极限强度达到729 MPa;疲劳源分为表面缺陷和内部非金属夹杂物,表面缺陷主要包括非金属夹杂物脱落形成的凹坑以及机加工留下的刀痕,非金属夹杂物主要为镁铝酸盐;轴承钢在NH₃渗氮气氛中560 ℃恒温保持25 h,渗氮层厚度达360 μm以上,渗氮工艺合适。研究结果对中碳铬钨渗氮轴承钢的发展及其疲劳性能的提高有一定的参考价值。     

等离子氮化处理改善铁的耐腐蚀性能研究

通过电化学测试方法对等离子氮化处理前后铁的耐腐蚀性进行研究.采用扫描电子显微镜(SEM)对极化试验后样品表面的腐蚀形貌进行观察.结果表明,等离子氮化处理后的样品的蚀孔数量少,其腐蚀程度明显优于未经处理的样品.应用X射线衍射(XRD)及X射线光电子能谱(XPS)分析其腐蚀机理.结果证实,等离子氮化处理后铁的耐腐蚀性能得以改善,归因于材料表面形成的铁氮及铁氧结合层.     

气体渗氮对中碳车轴钢超长寿命疲劳性能的影响

研究了气体渗氮在材料表面层由表及里逐次形成的氧化物层、氮化物层及N固溶层对中碳车轴钢超长寿命旋转弯曲疲劳性能的影响.与未处理试样相比,带有氧化物层、去除氧化物层及去除氮化物层的渗氮试样的疲劳强度逐级提高.去除氧化物层和去除氮化物层的试样在超长寿命区分别发生次表面和内部破坏.通过断口观察和断裂分析,阐明了渗氮处理材料的表面层对超长寿命疲劳性能的影响.     

中合金铬钼渗氮轴承钢旋转弯曲疲劳性能研究

为了研究化学热处理对大型轴承疲劳性能的影响规律,对中合金铬钼轴承钢进行离子渗氮处理和旋转弯曲疲劳(RBF)试验。以双真空熔炼(VIM+VAR)的中合金铬钼轴承钢作为实验材料,分析经调质处理(930℃+550℃)后的组织和经离子渗氮后的相组成,分析经过旋转弯曲疲劳试验后断口形貌及裂纹萌生机理,构建表面缺陷与疲劳断裂机理之间的关系。实验结果表明:实验钢经过调质处理后组织为回火索氏体,主要析出M2C型和M3C型碳化物;渗氮后渗氮层中化合物层主要由CrN和Fe4N(γ′相)组成,厚度约为16μm,其不利于基体的疲劳性能提升;实验钢渗氮后的RBF极限为947MPa,较未渗氮试样旋转弯曲疲劳极限提升19.4%;渗氮层中化合物层始裂及非金属夹杂物始裂为主要的两种起裂方式,化合物层和表层粗糙度对渗氮后实验钢的疲劳寿命影响较大。研究结果可为提高中合金铬钼轴承钢的疲劳性能提供实验及理论依据。     

316奥氏体不锈钢渗N/镀CrN复合改性层组织与性能

分别在400、440、480 ℃下对316奥氏体不锈钢进行12 h的渗氮处理,再对渗氮后的试样进行物理气相沉积(PVD)镀CrN薄膜.采用扫描电镜(SEM)、光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、维氏显微硬度计和材料表面综合测试仪(HSR-2M)、电化学工作站等对复合改性层的表面形貌、截面形貌、成分、显微硬度、耐磨性以及耐蚀性进行测试.结果表明:400 ℃离子渗N/镀CrN试样耐磨性最差,耐蚀性最好;而480 ℃离子渗N/镀CrN试样耐磨性最好,耐蚀性最差;但比相同温度下单独渗氮试样的综合性能好.     

En40B钢加纯稀土镧、铈、钕离子氮化

将纯稀土金属块镧、铈、钕分别放入离子氮化炉中作为溅射源,对氮化钢En40B钢进行离子氮化,发现纯稀土元素影响了炉内的辉光放电特性。用相关仪器和设备对氮化表层的化学元素分布,组织形貌和显微硬度进行了观察和测定,结果表明：纯稀土元素直接影响氮的扩散,导致各元素沿氮化导分布、氮化层组织结构和硬度分布的变化,从而影响了氮化效果,不同稀土元素影响效果有所不同。     

Z3CN20—09M铸造奥氏体不锈钢的低周疲劳行为

采用径向应变控制研究了Z3CN20-09M奥氏体不锈钢在室温和350℃高温下的低周疲劳行为．Z3CN20-09M不锈钢表现为先硬化后软化的循环特性,但硬化的程度取决于温度和应变幅．随着应变幅的增加,Z3CN20-09M钢的低周疲劳循环寿命逐渐减短,而相同循环次数下应力幅也随之提高．温度对Z3CN20-09M钢的低周疲劳行为影响较大,与室温相比高温下的循环硬化程度更高,相同应变幅下高温的低周疲劳寿命也高于常温下的寿命．通过疲劳实验的原位观察发现,奥氏体内的滑移面、夹杂物及奥氏体和铁素体两相的界面是疲劳裂纹可能的形核位置,奥氏体和铁素体两相的不协调变形使相界处产生应力集中,导致疲劳裂纹容易沿两相界面扩展．     

AISI 329不锈钢表面制备纳米薄膜

通过对激光作用热环境的数值模拟估算出表面温度变化和冷却速率,说明了不锈钢表面纳米和亚微米薄膜的形成过程。X射线分析可得:不同激光能量密度作用下,不锈钢表面后所得薄膜相组成与原始不锈钢相组成相同。