固体氧化物燃料电池金属连接体材料

本文简述了固体氧化物燃料电池(SOFC)连接体材料的发展过程,重点介绍了金属连接体材料的研发现状。目前研究和使用的合金有三种:Cr基合金、Ni基合金和铁素体不锈钢。Cr基合金的耐热温度能达到SOFC的要求,并且其表面氧化后生成的Cr2O3有很高的电导率,但是Cr元素的挥发很容易引起阴极中毒而降低电池性能;Ni基合金有很高的抗氧化性,但其热膨胀系数(TEC)比电解质(如YSZ)大很多,热膨胀系数的不匹配很容易造成电池破裂;铁素体不锈钢能满足SOFC所要求的强度,并且有合适的热膨胀系数,但是也需要在其表面制备保护层来降低氧化速率和Cr挥发。本文以有代表性的合金作为例子对三种合金的性质作了总结,并给出了本实验室所开发的几种Fe-Cr高温合金(铁素体不锈钢)的性能。最后总结了合金连接体的发展方向。     

00Cr12Ni不锈钢焊接热影响区的组织及韧性

采用Gleeble3800热力模拟试验机模拟了00Cr12Ni不锈钢不同热输入下的焊接热循环.研究了热模拟试样的组织及冲击韧性.实验结果表明,焊接粗晶区晶粒大小和马氏体的体积分数均随热输入的增加而增加;细晶区组织以马氏体为主,有少量的铁素体,晶粒非常细小;焊接粗晶区试样的室温冲击功随热输入的增加而降低;不同热输入下,细晶区模拟试样均具有优良的冲击韧性;粗晶区冲击试样均为脆性断裂,而细晶区冲击试样均为韧性断裂;为得到组织细小、韧性优良的焊接热影响区,应尽量采用小的热输入规范.     

铁素体钢材韧脆转变温度数值分析

为确定铁素体钢材韧脆转变温度,基于夏比冲击试验对铁素体钢材的典型材料(低合金高强钢材Q345B)在韧脆转变区冲击吸收功的分布规律进行了研究.通过不同的断裂韧性求解方法(经验公式法和主曲线法)研究了Q345B钢参考温度T0的计算方法,最终得到基于经验公式及主曲线法的Q345B钢材断裂韧性随温度变化的曲线,并通过ABAQU...     

二步冷轧对铁素体不锈钢深冲性能和织构的影响

比较了一步冷轧和二步冷轧对铁素体不锈钢深冲性能和织构的影响.结果显示,采用一步冷轧(冷轧压下率90%)后,获得了高的平均r值(rm=1.92),且45°方向的r值要大于轧向和横向的r值,导致了材料的Δr呈负值(Δr=-0.31);在总压下率一定的情况下,采用二步冷轧后,薄板的平均r值变化不大(rm=1.90),但材料的平面各向异性很小(Δr=0.14).对两种工艺的再结晶织构分析表明,一步冷轧后薄板生成了强烈的γ织构,但是织构的峰值明显偏离了{111}轴,位于{223}〈582〉处;二步冷轧后薄板则生成了均匀的γ再结晶织构.     

X12CrMoWVNbN10-1-1铁素体耐热钢中的马氏体相变过程

通过膨胀试验研究了X12CrMoWVNbN10-1-1铁素体耐热钢在不同奥氏体化条件下的马氏体相变过程.结果表明:在温度1010~1 200℃奥氏体化15 min条件下,马氏体相变的开始温度点Ms与结束温度点Mf随着奥氏体化温度的增加而升高;在1070℃奥氏体化时,Mf随奥氏体化时间的延长而升高,而在奥氏体化时间小于3 h时,随着奥氏体化时间的增加,Ms上升,在奥氏体化时间超过3 h后,Ms稳定在460℃左右;根据膨胀曲线拟合得到在1070℃奥氏体化保温不同时间条件下的马氏体相变动力学方程.     

热加工对管线钢针状铁素体组织形成的影响

以X70管线钢为实验材料,研究不同变形量和冷却速率对管线钢显微组织的影响.结果表明,在奥氏体未再结晶区进行适量的变形,从而形成位错、形变带和胞状组织等缺陷,可以增加铁素体在奥氏体晶内的形核位置和形核率,增大相变驱动力,有利于在随后的冷却过程中得到晶粒细小的针状铁素体组织;其中变形量ε2=0.4、冷却速率为30～60 ℃/s(油冷)下冷却的试样,能够得到最佳的针状铁素体组织,可以满足工程上要求组织中针状铁素体占80%以上的要求.     

Cr18Ni3Mn11Cu3NbN不锈钢组织和性能分析

为研究超临界火电用奥氏体不锈钢Cr18Ni3Mn11Cu3NbN的显微组织和性能,分析了Cr18Ni3Mn11Cu3NbN的金相组织和断口形貌,检测了室温拉伸性能和高温短时拉伸性能.金相组织分析表明,在奥氏体基体中呈弥散分布着NbN化合物,并有少量呈簇状析出,还存在少量高温铁素体和纯Nb相.断口分析表明,室温拉伸断口有明显缩颈,断面形貌呈等轴韧窝状,是韧性断裂.Cr18Ni3Mn11Cu3NbN的室温力学性能满足ASME Code Case 2328-1标准,其中拉伸强度远大于规定值;高温短时拉伸强度大于Super304H奥氏体不锈钢的实测值,但延伸率有一定的差距,主要原因是少量高温铁素体的存在.     

四针状氧化锌晶须在专利上的研究进展

 四针状氧化锌晶须具有特殊的三维空间结构,复合氧化锌晶须的良好综合性能,引起了人们的广泛关注。本文综述了近年来四针状氧化锌晶须的大量的国内外专利,从其制备方法、热点应用领域的研究状况以及改性方法3个方面对四针状氧化锌晶须的研究进展进行了系统的分类和总结,使得四针状氧化锌晶须的发展潜力得到充分的展现,并且指出今后四针状氧化锌晶须技术在专利保护上的发展趋势。     

低碳微合金钢中Ti_xO--MnS型复合夹杂对焊接热影响区微观组织相变的影响

对比分析了两种低碳微合金钢中夹杂物对焊接热影响区组织相变的影响.对实验钢中夹杂物的分布和尺寸进行观察并在透射电镜下分析了夹杂物的选区衍射斑图样.采用热膨胀法结合金相分析建立了实验钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线)和等温转变曲线(TTT曲线).研究发现,Ti脱氧钢中夹杂物以尺寸小于3μm的TixO--MnS型球状复合夹杂为主,其中TixO核心有两种类型(Ti2O3和Ti3O5).这类夹杂物具有诱导晶内针状铁素体形核的能力,针状铁素体优先在TixO--MnS型复合夹杂界面上形核,从而导致Ti脱氧钢相对于Al脱氧钢的贝氏体相变开始温度升高,相变时间也明显提前.     

电磁离心工艺制做0Cr17Mn14Mo2N不锈钢冷轧管坯的研制

分析了电磁离心铸造对0Cr17Mn14Mo2N双相不锈钢凝固组织和性能的影响·试验结果表明,在离心铸造过程中,施加适当的磁场感应强度可以促使铸态组织中的铁素体由长条状变成块状,因而0Cr17Mn14Mo2N的塑性大大提高·但当磁场感应强度超过008T后,离心压力下降过大及残余铁素体变得细小且弥散分布导致0Cr17Mn14Mo2N的塑性变坯·此外,利用电磁离心管坯直接冷变形成功地生产出了0Cr17Mn14Mo2N无缝管材·