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Nb含量和均质化处理对奥氏体不锈钢铸态组织和力学性能的影响

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金属学报 2024年

作者：谢昂陈胜虎姜海昌戎利建中国科学技术大学材料科学与工程学院中国科学院金属研究所中国科学院核用材料与安全评价重点实验室

奥氏体不锈钢中添加Nb会造成铸态组织中出现大尺寸初生NbC，不利于后续二次NbC的析出控制，是制约含Nb奥氏体不锈钢发展的重要因素。本工作采用OM、SEM、TEM和单轴拉伸等研究了Nb含量和均质化处理对奥氏体不锈钢铸态组织和力学性能的影... 详细信息

奥氏体不锈钢中添加Nb会造成铸态组织中出现大尺寸初生NbC，不利于后续二次NbC的析出控制，是制约含Nb奥氏体不锈钢发展的重要因素。本工作采用OM、SEM、TEM和单轴拉伸等研究了Nb含量和均质化处理对奥氏体不锈钢铸态组织和力学性能的影响。结果表明，Nb含量的变化改变了晶界初生NbC和M23C6碳化物的析出行为，未添加Nb的合金在晶界处析出了连续分布的M23C6碳化物；Nb含量为0.30%时，形成了初生NbC+奥氏体的共晶组织，但晶界仍析出M23C6碳化物；Nb含量进一步提高到0.90%可完全抑制M23C6析出，但共晶组织数量显著增加。随着Nb含量增加到0.90%，合金的屈服强度提高，这是由于M23C6析出被抑制而使Cr元素固溶强化、Nb的固溶强化、晶粒细化带来的细晶强化以及二次NbC的沉淀强化作用提高。然而，初生NbC与奥氏体间较差的变形协调性易诱发微裂纹的萌生，裂纹沿网状分布的NbC快速扩展而造成了沟壑状的脆性断裂，显著降低了延伸率。1250℃均质化处理后，初生NbC由长棒状转变为球状或椭球状，提高了NbC与奥氏体界面处微裂纹形成所需的临界应力，抑制了微裂纹的萌生；同时初生Nb C由网状分布转变为断续分布，避免了微裂纹沿初生NbC的扩展，在基本不影响奥氏体不锈钢强度的基础上，大幅度提高了延伸率。

关键词：奥氏体不锈钢 Nb含量均质化处理碳化物析出力学性能

预氧化处理对12Cr铁素体/马氏体钢耐Pb-Bi腐蚀性能的影响

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金属学报 2024年第5期60卷 639-649页

作者：潘霞张洋鹏董志宏陈胜虎姜海昌戎利建中国科学院金属研究所沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016 中国科学院金属研究所中国科学院核用材料与安全评价重点实验室沈阳110016

针对液态Pb-Bi共晶(LBE)冷却快堆开发了一种新型高硅12Cr铁素体/马氏体钢,为进一步增强其耐Pb-Bi腐蚀性能,提升燃料组件的安全性,采用预氧化法对其进行了表面防护处理,表征了预氧化膜的结构,分析了预氧化处理对12Cr铁素体/马氏体钢耐55... 详细信息

针对液态Pb-Bi共晶(LBE)冷却快堆开发了一种新型高硅12Cr铁素体/马氏体钢,为进一步增强其耐Pb-Bi腐蚀性能,提升燃料组件的安全性,采用预氧化法对其进行了表面防护处理,表征了预氧化膜的结构,分析了预氧化处理对12Cr铁素体/马氏体钢耐550℃饱和氧LBE的腐蚀性能的影响。结果表明,该钢在720℃、1%O_(2)+99%N_(2)气氛中预氧化1 h时形成的氧化膜主要是(Fe,Cr)_(2)O_(3)和MnCr_(2)O_(4)氧化物,此氧化膜可有效阻止钢中Fe元素的向外扩散和LBE中O元素的向内扩散,进而提升了材料的耐LBE腐蚀性能。但由于Mn较高的扩散速率和在LBE中较高的溶解度,预氧化膜中的Mn元素会逐渐扩散和溶解至LBE,导致部分氧化膜失效并形成局部腐蚀区,当LBE腐蚀1000 h后,合金表面的局部腐蚀区可达60%。本工作揭示了新型高硅12Cr铁素体/马氏体钢中预氧化膜的微观结构、保护效果和失效机制,为进一步提升其预氧化膜的有效性和稳定性指明了方向。

关键词： Pb-Bi共晶冷却快堆铁素体/马氏体钢表面处理 Pb-Bi腐蚀预氧化膜

基于HUVEC细胞膜色谱的莱菔子中抗血管性疾病活性成分筛选及验证

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药物分析杂志 2024年第6期44卷 929-937页

作者：李华妮刘长河菅单单陈胜虎葛文静张雪侠河南省中西医结合医院河南省中医药研究院郑州450004 河南省中药制剂工程技术研究中心郑州450004 河南大学药学院开封475004

目的:构建人脐静脉细胞膜色谱(HUVEC/CMC)模型,并将其应用于莱菔子中抗血管性疾病活性成分的快速筛选。方法:采用HUVEC/CMC模型二维在线联用HPLC-ESI IT TOF MS系统对莱菔子活性成分进行分离、筛选和鉴定,并将筛选的活性成分进一步作用... 详细信息

目的:构建人脐静脉细胞膜色谱(HUVEC/CMC)模型,并将其应用于莱菔子中抗血管性疾病活性成分的快速筛选。方法:采用HUVEC/CMC模型二维在线联用HPLC-ESI IT TOF MS系统对莱菔子活性成分进行分离、筛选和鉴定,并将筛选的活性成分进一步作用于氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)诱导的HUVEC,验证其保护作用。结果:利用所建立的方法从莱菔子中共筛选出2个保留组分,通过与对照品比对,鉴定出1个成分为芥子酸。与模型组比较,芥子酸低、中、高预处理组细胞存活率显著增加,细胞中ICAM-1和VCAM-1的含量下降,并呈剂量依赖性;Bcl-2蛋白表达水平下降、Bax蛋白表达升高,具有统计学意义(P<0.05)。结论:构建的HUVEC/CMC在线联用HPLC-ESI IT TOF MS系统可用于快速筛选复杂中药体系中活性成分,为细胞膜色谱的应用和莱菔子的开发提供了参考。

关键词：莱菔子细胞膜色谱芥子酸人脐静脉内皮细胞

含铌奥氏体不锈钢中NbC的液态Pb-Bi腐蚀行为及其对氧化层形成的影响

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金属学报 2023年

作者：吴炀谢昂陈胜虎姜海昌戎利建中国科学技术大学材料科学与工程学院中国科学院金属研究所中国科学院核用材料与安全评价重点实验室中国科学院金属研究所

采用SEM、EPMA、XRD、TEM等手段研究了一种含Nb奥氏体不锈钢分别在550和600℃静态饱和氧液态Pb-Bi共晶(LBE)中的腐蚀性能，重点考察了腐蚀过程中初生NbC的演化行为及其对氧化层形成的影响。结果表明，550℃下初生NbC的氧化倾向与其在样... 详细信息

采用SEM、EPMA、XRD、TEM等手段研究了一种含Nb奥氏体不锈钢分别在550和600℃静态饱和氧液态Pb-Bi共晶(LBE)中的腐蚀性能，重点考察了腐蚀过程中初生NbC的演化行为及其对氧化层形成的影响。结果表明，550℃下初生NbC的氧化倾向与其在样品中的分布位置有关，位于样品原始表面的NbC易发生氧化，而位于样品内部的NbC则不会发生氧化，这是由于内氧化层中的氧分压尚未达到NbC氧化所需的平衡氧分压。温度提高至600℃后，氧分压达到了NbC氧化的平衡氧分压，位于样品原始表面以及样品内部的NbC均会发生氧化。NbC氧化成Nb2O5的Pilling-Bedworth ratio (PBR)值大于2，对周边区域的氧化层产生较大的压应力，造成了氧化态NbC周围氧化层中微裂纹的出现。同时，NbC氧化伴随着CO2气体的产生，位于样品内部的NbC氧化产生的CO2降低了氧化层致密性，使得氧化层的生长速率加快。

关键词：含 Nb 奥氏体不锈钢,初生 NbC,Pb-Bi 腐蚀,氧化机制

耐Pb-Bi腐蚀Si增强型铁素体/马氏体钢和奥氏体不锈钢的研究进展

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金属学报 2023年第4期59卷 502-512页

作者：吴欣强戎利建谭季波陈胜虎胡小锋张洋鹏张兹瑜中国科学院金属研究所中国科学院核用材料与安全评价重点实验室沈阳110016

结构材料是制约铅冷快堆建设的关键因素之一,原因是其组成元素在液态Pb-Bi共晶(LBE)中会发生不同程度的溶解,影响结构安全。候选结构材料铁素体/马氏体钢T91与不锈钢316在550℃饱和氧LBE环境中发生快速氧化腐蚀;溶解氧浓度降至1.26×10^... 详细信息

结构材料是制约铅冷快堆建设的关键因素之一,原因是其组成元素在液态Pb-Bi共晶(LBE)中会发生不同程度的溶解,影响结构安全。候选结构材料铁素体/马氏体钢T91与不锈钢316在550℃饱和氧LBE环境中发生快速氧化腐蚀;溶解氧浓度降至1.26×10^(-6)%(质量分数)可减轻T91的液态LBE腐蚀,但低于1×10^(-6)%时,T91与316钢发生溶解腐蚀;T91液态LBE脆化敏感性高,导致其在350℃液态LBE中腐蚀疲劳寿命显著降低。与商用的(9%~12%)Cr铁素体/马氏体钢和316型奥氏体不锈钢相比,经微合金化的Si增强型铁素体/马氏体钢(9Cr-Si和12Cr-Si)和奥氏体不锈钢(ASS-Si),具有较好的组织稳定性和综合力学性能,且在液态LBE中形成的富Si氧化物提高了氧化膜的致密性,改善了其耐腐蚀性能,在550℃下静态饱和氧和动态控氧LBE环境中的溶解腐蚀受到抑制,有望满足铅冷快堆的设计需求。

关键词：铁素体/马氏体钢奥氏体不锈钢液态金属腐蚀液态金属脆化力学性能组织稳定性

Ni-Fe-Cr合金固溶处理后的组织变化及其对性能的影响

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金属学报 2018年第3期54卷 385-392页

作者：陈胜虎戎利建中国科学院金属研究所中国科学院核用材料与安全评价重点实验室沈阳110016

采用OM和SEM研究了不同C含量Ni-Fe-Cr合金在950~1050℃固溶后的组织变化及其对拉伸性能和晶间腐蚀性能的影响。结果表明,C含量的变化影响固溶处理过程中碳化物的回溶行为和晶粒尺寸,从而造成不同C含量合金力学性能和晶间腐蚀性能的差异... 详细信息

采用OM和SEM研究了不同C含量Ni-Fe-Cr合金在950~1050℃固溶后的组织变化及其对拉伸性能和晶间腐蚀性能的影响。结果表明,C含量的变化影响固溶处理过程中碳化物的回溶行为和晶粒尺寸,从而造成不同C含量合金力学性能和晶间腐蚀性能的差异。C含量为0.010%(质量分数)时,950℃固溶处理可使热加工过程中产生的M_(23)C_6碳化物完全回溶,并获得平均晶粒尺寸约38 mm的等轴晶组织;C含量增加到0.026%时,固溶温度提高至1000℃可使M_(23)C_6碳化物完全回溶,获得平均晶粒尺寸约42 mm的等轴晶组织;C含量在0.010%~0.026%范围内,合金具有较低的晶间腐蚀敏感性,随C含量增加合金的强度升高,延伸率基本没有变化;C含量为0.056%时,1050℃固溶处理后,局部区域仍存在未回溶的碳化物,碳化物阻碍晶界迁移使晶粒长大缓慢,造成晶粒尺寸不均匀。同时,未回溶碳化物的存在使合金的强度略有提高,但延伸率降低;未回溶碳化物造成碳化物/基体界面处贫Cr区的出现,显著增加了合金的晶间腐蚀敏感性。

关键词： Ni-Fe-Cr合金固溶处理碳化物拉伸性能晶间腐蚀

超细晶铁素体-马氏体钢的高温氧化成膜特性及其对Pb-Bi腐蚀行为的影响

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金属学报 2021年第8期57卷 989-999页

作者：陈胜虎戎利建中国科学院金属研究所中国科学院核用材料与安全评价重点实验室沈阳110016

利用SEM、XRD、EPMA和XPS等研究了冷旋锻变形对9Cr_(2)WVTa铁素体-马氏体钢在650℃空气中氧化膜形成过程的影响,在此基础上考察了预氧化制备氧化膜对9Cr_(2)WVTa铁素体-马氏体钢在饱和氧液态PbBi共晶(LBE)中腐蚀行为的影响。结果表明,... 详细信息

利用SEM、XRD、EPMA和XPS等研究了冷旋锻变形对9Cr_(2)WVTa铁素体-马氏体钢在650℃空气中氧化膜形成过程的影响,在此基础上考察了预氧化制备氧化膜对9Cr_(2)WVTa铁素体-马氏体钢在饱和氧液态PbBi共晶(LBE)中腐蚀行为的影响。结果表明,冷旋锻变形量的增加可提高样品的抗氧化性能,63%变形处理使抗氧化性能略有提高,94%变形处理可显著提高抗氧化性能。相较于回火态样品,63%变形处理样品形成的氧化物仍主要为(Fe,Cr)_(2)O_(3),只是氧化物颗粒尺寸略有下降;94%变形获得的超细晶样品中,不仅氧化物颗粒尺寸显著减小,而且促进了富Mn氧化物(MnCr_(2)O_(4)和Mn_(2)O_(3))的形成。超细晶样品中大幅度提高的空位浓度和位错密度、以及增加的晶界数量,显著提高了元素的扩散速率,Mn的异常快速扩散促进了富Mn氧化物的形成,稳定性好的富Mn氧化物提高了氧化膜的致密性。650℃空气中预氧化处理20 h后,超细晶样品表面获得致密性良好的富Mn氧化膜,在550℃饱和氧LBE中腐蚀500 h后,预氧化制备氧化膜可有效阻止LBE对铁素体-马氏体钢的侵蚀,并抑制了Fe的外扩散。Mn在LBE中较高的溶解度会加快富Mn氧化膜的溶解,随着Mn的不断溶解和LBE的持续侵蚀,预制备氧化膜的致密性不断下降而最终破裂,腐蚀2000 h后,样品表面形成了连续的Pb-Bi腐蚀产物。

关键词：超细晶铁素体-马氏体钢冷旋锻变形预氧化 Pb-Bi腐蚀扩散

Ti和Al含量对Fe-Ni基合金中η相析出行为的影响

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金属学报 2012年第11期48卷 1335-1341,1页

作者：陈胜虎赵明久戎利建中国科学院金属研究所沈阳110016

采用OM,SEM,TEM和EPMA,对Ti和Al含量不同的Fe-Ni基合金在900—1030℃固溶温度范围内的η相析出行为进行了研究.结果表明,η相的形成与合金中的Ti含量和Al含量密切相关,提高(Ti+Al)含量或Ti/Al比,可增加η相的析出倾向;在980℃固溶处理后... 详细信息

采用OM,SEM,TEM和EPMA,对Ti和Al含量不同的Fe-Ni基合金在900—1030℃固溶温度范围内的η相析出行为进行了研究.结果表明,η相的形成与合金中的Ti含量和Al含量密切相关,提高(Ti+Al)含量或Ti/Al比,可增加η相的析出倾向;在980℃固溶处理后,低(Ti+Al)含量和Ti/Al比的合金中不存在η相,而在高(Ti+Al)含量和Ti/Al比的合金中仍存在η相;随合金(Ti+Al)含量或Ti/Al比的增加,γ'相可在更高温度存在,在高温固溶处理过程中,η相消耗合金中的γ'而析出并长大;合适的固溶温度可消除合金中的元素偏析和抑制η相的析出.

关键词： Fe—Ni基合金 η相固溶处理析出行为

Ti、Al对Fe-Ni基合金时效硬化行为的影响

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金属热处理 2017年第5期42卷 22-27页

作者：许玲萍陈胜虎烟台职业学院机械工程系中国科学院金属研究所

Fe-Ni基沉淀强化奥氏体合金的性能强烈依赖于γ'相,而Ti、Al含量的改变,直接影响到γ'相的析出行为,从而影响合金的性能。本文采用光学显微镜、扫描电镜和显微硬度研究了Ti、Al含量对γ'及η相析出规律的影响,揭示了不同Ti、Al含量Fe-N... 详细信息

Fe-Ni基沉淀强化奥氏体合金的性能强烈依赖于γ'相,而Ti、Al含量的改变,直接影响到γ'相的析出行为,从而影响合金的性能。本文采用光学显微镜、扫描电镜和显微硬度研究了Ti、Al含量对γ'及η相析出规律的影响,揭示了不同Ti、Al含量Fe-Ni基合金的时效硬化行为。结果表明,提高合金中的(Ti+Al)含量,γ'相的析出数量增加;提高Ti/Al比对γ'相的析出数量影响不大,但会加快γ'相的长大速率。Ti、Al的扩散速率决定γ'相及η相的析出行为,从而造成不同Ti、Al含量Fe-Ni基合金时效硬化行为的差异。

关键词： Fe—Ni基合金 γ′相时效硬化行为析出