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飞机起落架用超高强度不锈钢的研究及应用进展

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材料工程 2019年第9期47卷 1-12页

作者：王晓辉罗海文北京科技大学冶金与生态工程学院

本文结合飞机起落架的设计理念,梳理了飞机起落架用超高强度钢及高强不锈钢的应用及发展历程,重点阐述了典型超高强度不锈钢的成分、组织和力学性能以及强韧化机理。建议通过材料热力学动力学计算创新设计新的超高强度不锈钢钢种;提出... 详细信息

本文结合飞机起落架的设计理念,梳理了飞机起落架用超高强度钢及高强不锈钢的应用及发展历程,重点阐述了典型超高强度不锈钢的成分、组织和力学性能以及强韧化机理。建议通过材料热力学动力学计算创新设计新的超高强度不锈钢钢种;提出新型超高强度不锈钢的组织设计,将更关注多类型或高密度的共格析出强化以及高力学稳定性残余奥氏体的强韧化作用机制;最后指出采用最新的一些加工工艺技术,如等温多向锻造工艺技术,可显著提高超高强度不锈钢的综合力学性能。

关键词：超高强度不锈钢析出相强化机理残余奥氏体制备工艺

超高强度不锈钢厚板多道TIG焊温度场和应力场数值模拟

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焊接 2014年第12期 37-41,66页

作者：杜博睿郭绍庆李能孙兵兵唐思熠北京航空材料研究院 100095

文中基于SYSWELD软件平台,对厚度15 mm的Ferriun S53超高强度不锈钢厚板进行了TIG多道焊接模拟仿真。建立了Ferriun S53钢的材料属性数据库,采用SYSWELD软件,以双椭球热源模型为热量分布形式,计算了自由装卡条件下焊接温度场、相分布、... 详细信息

文中基于SYSWELD软件平台,对厚度15 mm的Ferriun S53超高强度不锈钢厚板进行了TIG多道焊接模拟仿真。建立了Ferriun S53钢的材料属性数据库,采用SYSWELD软件,以双椭球热源模型为热量分布形式,计算了自由装卡条件下焊接温度场、相分布、应力场及焊接引起的变形。结果表明,所得到的温度场变化规律符合实际性,焊缝区发生部分马氏体转变,残余应力主要存在于焊缝及附近熔合区,变形趋势与实际情况符合一致。

关键词：超高强度不锈钢多道焊 SYSWELD 数值模拟

高温回火对USS122G超高强度不锈钢显微组织的影响

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钢铁 2020年第12期55卷 81-86,98页

作者：白若昕刘振宝曹建春王晓辉昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650093 钢铁研究总院特殊钢研究所北京100081

为了研究高温回火工艺对USS122G超高强度不锈钢显微组织和硬度的影响,采用扫描电镜、透射电镜、物理化学相分析等方法进行分析测试及表征。结果表明,随着回火温度升高,钢中的奥氏体体积分数及第二相数量呈减少趋势,680~700℃时第二相的... 详细信息

为了研究高温回火工艺对USS122G超高强度不锈钢显微组织和硬度的影响,采用扫描电镜、透射电镜、物理化学相分析等方法进行分析测试及表征。结果表明,随着回火温度升高,钢中的奥氏体体积分数及第二相数量呈减少趋势,680~700℃时第二相的平均尺寸约为65nm,第二相强化效果减弱,此时硬度为36HRC^37HRC;700℃时第二相开始在晶界聚集,而温度高于720℃后,细小的第二相数量增加,第二相在晶界上形成了网状分布,硬度有增加趋势。钢的硬度变化主要受到第二相强化影响,综合高温回火对钢中奥氏体体积分数、第二相及硬度的影响,最终确定该钢的最佳高温回火温度为660~680℃。

关键词：超高强度不锈钢高温回火奥氏体体积分数第二相硬度

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超高强度不锈钢的微观组织与断裂机制研究

超高强度不锈钢的微观组织与断裂机制研究

作者：李佳南昌航空大学

学位级别：硕士

超高强度不锈钢具有良好的强韧性、高的比强度、高的固有疲劳强度以及良好的耐腐蚀性，在一些工作在环境恶劣的飞机、舰载机等主承力构件上具有很大的应用前景。本文以主要元素为Fe-Cr-Co-Ni-Mo的一种超高强度不锈钢为研究对象，通过... 详细信息

超高强度不锈钢具有良好的强韧性、高的比强度、高的固有疲劳强度以及良好的耐腐蚀性，在一些工作在环境恶劣的飞机、舰载机等主承力构件上具有很大的应用前景。本文以主要元素为Fe-Cr-Co-Ni-Mo的一种超高强度不锈钢为研究对象，通过测定材料常温拉伸、冲击、KIC、疲劳等试验的力学性能参数，研究不同热处理工艺对材料性能的影响;通过光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪、透射电镜、X射线衍射技术等微观分析手段研究材料组织结构与热处理工艺的关系，并对不同承载力条件下超高强度不锈钢的断口特征进行分析，研究断裂机制。研究结果表明，超高强度不锈钢的最优热处理工艺为1080℃固溶1h，540℃时效4h，此时材料在保证具有高强度的同时又具有良好的韧性，其抗拉强度和屈服强度分别为1902MPa和1544MPa，延伸率和断面收缩率分别为14.2%和67.2%，冲击韧性k值达到130.7J/cm2。超高强度不锈钢经过最优热处理后的组织为高密度位错的板条马氏体，同时还含有少量的残余奥氏体。在一定固溶温度范围内，超高强度不锈钢的马氏体板条形貌基本不受固溶温度的影响，而晶粒会随固溶温度的升高而明显长大，但固溶温度对材料的硬度和强度影响较小。欠时效时，超高强度不锈钢组织中含有少量的渗碳体相，导致材料的强度不高;过时效时，基体组织中的逆转变奥氏体增多和板条马氏体上的析出相长大，导致材料强度和韧性降低。超高强度不锈钢的断裂机制为韧性断裂，不同热处理条件下的断口特征反映了材料在不同热处理条件下的力学性能水平，经最优热处理条件下的超高强度不锈钢具有良好的抗疲劳性能。超高强度不锈钢具有较高的强韧性主要原因是：合金的基体组织为纤细状的板条马氏体，马氏体板条以及板条束间有较高的位错密度，马氏体板条和位错间弥散分布着许多析出相，残余奥氏体呈薄膜状沿马氏体板条束之间分布。论文的研究成果可以应用到其他需要高强度和耐腐蚀环境中，对新材料的研制以及微观领域的探索具有重要的科学意义，为我国的国防工业用材奠定基础。

关键词：超高强度不锈钢力学性能微观组织断裂特征

热处理对2000MPa超高强度不锈钢组织和性能的影响

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钢铁 2016年第10期51卷 48-53页

作者：杨哲曹睿刘振宝梁剑雄胡家齐兰州理工大学材料学院甘肃兰州730050 钢铁研究总院特殊钢研究所北京100081

运用Thermal-calc热力学软件、光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段研究了热处理工艺对一种新型的超高强度不锈钢微观组织及力学性能的影响。结果表明,经过固溶处理后钢的基体为高密度位错的板条马... 详细信息

运用Thermal-calc热力学软件、光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段研究了热处理工艺对一种新型的超高强度不锈钢微观组织及力学性能的影响。结果表明,经过固溶处理后钢的基体为高密度位错的板条马氏体组织;强度随着时效温度的升高而逐渐升高,在520~540℃时可达到2 000 MPa,且冲击吸收功在540℃时达到最大值37 J。此时在板条马氏体上析出大量、细小、弥散以μ相为主的第二相,同时在板条与板条界面上有块状的逆转变奥氏体生成,这是该钢具有超高强度与高韧性的主要原因。

关键词：超高强度不锈钢 μ相热处理力学性能

正火温度对USS122G超高强度不锈钢组织及性能的影响

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金属热处理 2020年第11期45卷 73-78页

作者：白若昕刘振宝曹建春杨哲昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650093 钢铁研究总院特殊钢研究所北京100081 重庆大学材料科学与工程学院重庆400030

通过光学显微镜、电子显微镜、物理化学相分析等表征方法研究了不同正火温度对USS122G超高强度不锈钢的微观组织和硬度的影响。结果表明:随着正火温度的升高,试验钢硬度降低,残留奥氏体含量增加,第二相含量减少,原奥氏体晶粒变大。综合... 详细信息

通过光学显微镜、电子显微镜、物理化学相分析等表征方法研究了不同正火温度对USS122G超高强度不锈钢的微观组织和硬度的影响。结果表明:随着正火温度的升高,试验钢硬度降低,残留奥氏体含量增加,第二相含量减少,原奥氏体晶粒变大。综合分析不同正火温度对钢中第二相的种类、质量分数与硬度以及晶粒大小的影响,最终确定该试验钢的最佳正火温度为1020℃。

关键词：正火温度硬度第二相显微组织超高强度不锈钢

热变形对超高强度不锈钢流变应力及动态再结晶行为的影响

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金属热处理 2016年第3期41卷 8-14页

作者：王晓辉刘振宝周芸梁剑雄张博宁昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650093 钢铁研究总院特殊钢研究所北京100081 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

利用Gleeble-3800热模拟试验机研究了一种新型超高强度不锈钢在变形温度850~1150℃,应变速率0.01~10 s^(-1)条件下的热压缩变形行为,建立了钢的热变形方程及动态再结晶晶粒的尺寸模型。结果表明,变形过程中,变形温度降低和应变速率增加... 详细信息

利用Gleeble-3800热模拟试验机研究了一种新型超高强度不锈钢在变形温度850~1150℃,应变速率0.01~10 s^(-1)条件下的热压缩变形行为,建立了钢的热变形方程及动态再结晶晶粒的尺寸模型。结果表明,变形过程中,变形温度降低和应变速率增加都会使钢的高温流变应力增加。应变速率相同时,随变形温度升高,动态再结晶程度逐渐增加;而当变形温度相同时,随应变速率降低,动态再结晶晶粒发生长大。试验钢的变形激活能为452.024 k J/mol,热变形方程为:ε=6.933 09×10^(16)[sinh(0.004 67σ)]^(7.215 4)exp(-452 024/RT),动态再结晶临界应变εc与形变温度和应变速率的关系为:ε_c=8.89×10^(-3)(εexp(54 369/T))^(0.073 28)粒尺寸模型为D_(DRX)=947.28×Z^(-0.123)。

关键词：超高强度不锈钢热变形流变应力动态再结晶

时效温度对超高强度不锈钢缺口抗拉强度的影响

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金属热处理 2014年第11期39卷 82-84页

作者：朱宏飞丁雅莉杨卓越赵昆渝昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650093 钢铁研究总院特殊钢研究所北京100081

借助轴对称光滑和缺口拉伸试验,研究了时效温度对超高强度马氏体时效不锈钢固溶和冷拔状态弹簧钢丝缺口抗拉强度的影响。研究结果表明,时效前的冷加工具有增强时效动力学的作用,降低了光滑和缺口拉伸抗拉强度峰时效温度,而且冷加工具有... 详细信息

借助轴对称光滑和缺口拉伸试验,研究了时效温度对超高强度马氏体时效不锈钢固溶和冷拔状态弹簧钢丝缺口抗拉强度的影响。研究结果表明,时效前的冷加工具有增强时效动力学的作用,降低了光滑和缺口拉伸抗拉强度峰时效温度,而且冷加工具有明显的强化效应,但强化效果随时效温度的提高逐渐衰减。从提高材料和构件的可靠性考虑,推荐500℃和480℃分别为固溶态和冷拔态钢丝的时效温度。

关键词：超高强度不锈钢时效温度缺口抗拉强度

超高强度不锈钢OCr17Ni7Al复合强化热处理的研究

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大连交通大学学报 1987年第1期 80-86页

作者：严茂芳王传雅大连铁道学院模具研究所大连铁道学院热处理教研室

采用硬度试验、金相分析、X 射线衍射分析和在几种酸、盐水中的耐蚀试验对超高强度不锈钢 OCr17Ni7Al 在奥氏体化处理中渗硼或时效中渗氮的复合强化热处理进行了研究。渗氮后表面硬度增加,耐蚀性有轻微降低,但仍优于 Cr13型钢。渗硼后... 详细信息

采用硬度试验、金相分析、X 射线衍射分析和在几种酸、盐水中的耐蚀试验对超高强度不锈钢 OCr17Ni7Al 在奥氏体化处理中渗硼或时效中渗氮的复合强化热处理进行了研究。渗氮后表面硬度增加,耐蚀性有轻微降低,但仍优于 Cr13型钢。渗硼后表面硬度明显增加,耐蚀性与原钢相近。

关键词：渗氮层 OCr17Ni7Al 奥氏体化表面层超高强度不锈钢离子氮化渗氮化合物层表面硬度时效渗氮温度渗层深度过渡层地层赤血盐铁氰化钾 Ni