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0Cr16Ni5Mo马氏体不锈钢δ-铁素体含量及奥氏体晶粒度的控制

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金属热处理 2022年第9期47卷 194-201页

作者：田伟潘伟钟庆元中航上大高温合金材料股份有限公司检测中心河北邢台054800

检验中发现0Cr16Ni5Mo钢的δ-铁素体含量超出技术协议规定值,为降低δ-铁素体的含量同时控制奥氏体晶粒度以满足材料使用要求,通过理论计算和热力学模拟分析δ-铁素体形成原因,后续采用不同温度的淬火和高温扩散对0Cr16Ni5Mo钢组织和δ... 详细信息

检验中发现0Cr16Ni5Mo钢的δ-铁素体含量超出技术协议规定值,为降低δ-铁素体的含量同时控制奥氏体晶粒度以满足材料使用要求,通过理论计算和热力学模拟分析δ-铁素体形成原因,后续采用不同温度的淬火和高温扩散对0Cr16Ni5Mo钢组织和δ-铁素体含量变化进行对比研究,另外采用两种循环热处理方式对奥氏体晶粒度进行控制。结果表明,随着淬火温度的提高,0Cr16Ni5Mo钢的奥氏体晶粒度不断增大,而对δ-铁素体含量的减少作用相对有限。高温扩散能使δ-铁素体明显减少,但当扩散温度大于奥氏体向δ-铁素体转变温度时,会相对延缓铁素体的溶解。进行1130℃的高温扩散后,可以采用850℃和830℃的变温循环相变热处理,消除马氏体组织遗传,均匀细化奥氏体晶粒。

关键词： 0Cr16Ni5Mo钢显微组织 δ-铁素体热处理奥氏体晶粒度

M50NiL钢中的δ-铁素体分布及其对强韧性的影响

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材料热处理学报 2023年第5期44卷 162-172页

作者：陈佳城杨卯生曹建春王艳江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院北京100081 钢研纳克检测技术股份有限公司北京100081

M50NiL轴承钢强韧性能特征与显微组织演变规律的研究结果表明,钢的显微组织由马氏体基体、残留奥氏体、碳化物和δ-铁素体所构成,其中δ-铁素体的面积分数在0.01%~0.125%之间;钢中Mo、V、Cr合金原子置换Fe原子固溶后,产生晶格畸变并提... 详细信息

M50NiL轴承钢强韧性能特征与显微组织演变规律的研究结果表明,钢的显微组织由马氏体基体、残留奥氏体、碳化物和δ-铁素体所构成,其中δ-铁素体的面积分数在0.01%~0.125%之间;钢中Mo、V、Cr合金原子置换Fe原子固溶后,产生晶格畸变并提高内应力,δ-铁素体的硬度最高值为4.84 GPa,弹性模量的最高值为236.9 GPa。在冲击载荷作用下,冲击变形速度约为5 m·s^(-1),钢中δ-铁素体界面产生应力集中,导致δ-铁素体破碎且裂纹沿δ-铁素体界面扩展,降低钢的冲击性能,冲击吸收能量在47 J以上的试样缺口附近存在较少的小尺寸δ-铁素体相,形成宽度为600~1600μm的韧窝条带的断口形貌。在拉伸载荷的作用下,拉伸变形速度约为8μm·s^(-1),钢的基体与δ-铁素体界面经过协调塑性变形释放应力使得δ-铁素体形态、数量及分布对拉伸性能的影响不明显。

关键词： M50NiL钢 δ-铁素体强韧性能断口

δ-铁素体对P91耐热钢接头冲击性能的影响

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材料热处理学报 2017年第3期38卷 108-113页

作者：张建斌刘帆樊丁郑泽宇兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室甘肃兰州730050

采用光学显微镜、显微硬度计和扫描电镜等分析方法研究了P91钢接头组织中δ-铁素体形态、分布和含量对其冲击韧性的影响。结果表明,随着热输入的增加δ-铁素体含量先增多随后趋于稳定;δ-铁素体分布不均匀,呈多边形分布于热影响区,以及... 详细信息

采用光学显微镜、显微硬度计和扫描电镜等分析方法研究了P91钢接头组织中δ-铁素体形态、分布和含量对其冲击韧性的影响。结果表明,随着热输入的增加δ-铁素体含量先增多随后趋于稳定;δ-铁素体分布不均匀,呈多边形分布于热影响区,以及少量呈条状分布于焊缝;δ-铁素体含量对冲击韧性有显著影响,随着δ-铁素体含量增多,接头的冲击韧性下降;冲击断口形貌从韧/脆混合断裂转变为脆性断裂。

关键词：耐热钢热输入 δ-铁素体冲击韧性

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高硅马氏体耐热钢中δ-铁素体控制工艺研究

高硅马氏体耐热钢中δ-铁素体控制工艺研究

作者：郑天一辽宁科技大学

学位级别：硕士

随着核电技术的不断发展,铅冷快堆因其采用了液态铅或铅铋合金作为制冷剂,在固有安全性、再生能源回收能力、低放射性废料的后处理能力、反应堆体系、换料时间等方面均有独特的优势,受到了社会的普遍重视。而目前的材料已经不能满足铅... 详细信息

随着核电技术的不断发展,铅冷快堆因其采用了液态铅或铅铋合金作为制冷剂,在固有安全性、再生能源回收能力、低放射性废料的后处理能力、反应堆体系、换料时间等方面均有独特的优势,受到了社会的普遍重视。而目前的材料已经不能满足铅冷快堆的结构材料的要求,为了提高钢材的耐铅铋腐蚀性能和抗辐照性能,在T91钢中添加了1.5%的Si,Si元素的添加使得T91钢具有在铅铋中形成致密的钝化膜的能力,能提高其耐铅铋腐蚀能力。然而9-12%Cr马氏体耐热钢都有产生δ-铁素体的倾向,Si元素的添加增加了其产生δ-铁素体的倾向,在生产大尺寸的T91钢铸锭时,出现了δ-铁素体含量超标的问题。而δ-铁素体的存在通常会降低钢的冲击韧性、耐腐蚀性和持久强度等性能,因此我们应尽可能控制钢中的δ-铁素体含量。本文主要研究内容如下:(1)研究大尺寸T91钢铸锭中δ-铁素体含量超标的原因。首先利用舍夫勒图预测T91钢δ-铁素体含量,然后利用Thermo-calc软件计算高硅马氏体系耐热钢的平衡相图及非平衡相图。并根据计算结果,利用MELTFLOW-ESR软件模拟钢材的电渣重熔过程,为解决大尺寸T91钢中铸锭δ-铁素体超标问题提供理论依据。(2)对δ-铁素体的产生过程进行观察实验来验证模拟结果的准确性。通过DSC实验和高温原位实验并结合理论计算结果,探讨和说明了工业生产的吨级T91钢中电渣锭δ-铁素体浓度超标的成因。试验结果表明,工业规模的T91钢电渣锭在凝固后δ-铁素体含量超标的原因是凝固过程中出现了成分偏析和凝固过程中铸锭各处的冷速不均匀。(3)设计试验消除T91钢中的δ-铁素体。根据δ-铁素体产生原因设计δ-铁素体消除工艺方案,首先将试样加热至1220℃保温48小时,之后降温至1100℃保温6小时后再进行热锻造,可以将材料中大块的δ-铁素体破碎成小块,进一步促使δ-铁素体转化为奥氏体,该工艺可以将试样中的δ-铁素体含量控制在1%以下。(4)检验消除工艺对材料力学性能的影响。实验对比分析消除工艺处理前和消除工艺处理后材料的力学性能和组织结构,结果表明经过消除工艺处理后,试样的冲击吸收功由27.5J提升至131J,其抗拉强度由731.5MPa提升到了790.5MPa,其屈服强度由538.5MPa提升到了603MPa,试样的冲击断口由解离型转变为韧窝型,试样由脆性断裂转化为韧性断裂,经消除工艺处理后T91钢的力学性能尤其是冲击性能显著提高。因为9-12%Cr马氏体耐热钢都有产生δ-铁素体的倾向,δ-铁素体的存在对9-12%Cr马氏体耐热钢中性能影响非常明显。因此本研究成果可成为解决T91钢电渣锭向大型化发展瓶颈的关键因素,对指导9-12%Cr马氏体耐热钢的工业生产具有着一定借鉴意义。

关键词： T91钢 δ-铁素体热处理工艺组织性能

含W型10%Cr超超临界钢中δ-铁素体的微观结构及其对力学性能的影响

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金属学报 2009年第5期45卷 553-558页

作者：胡小强肖纳敏罗兴宏李殿中中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室沈阳110016

采用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析研究了含W型10%Cr(质量分数)超超临界钢中δ-铁素体的组织形貌与微观结构.结果表明,δ-铁素体的生成机理与奥氏体化加热温度密切相关.当加热温度较低时,极少量δ-铁素体在原奥氏体晶粒内部优先形核生... 详细信息

采用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析研究了含W型10%Cr(质量分数)超超临界钢中δ-铁素体的组织形貌与微观结构.结果表明,δ-铁素体的生成机理与奥氏体化加热温度密切相关.当加热温度较低时,极少量δ-铁素体在原奥氏体晶粒内部优先形核生长,呈针状分布;当加热温度较高时,δ-铁素体在原奥氏体晶界处形核,快速生长,呈多边形分布,转变时发生溶质组元再分配.两种形态的铁素体均明显降低了含W型10%Cr超超临界钢的冲击韧性,但是,针状δ-铁素体降低冲击韧性的幅度远大于多边形δ-铁素体;即使针状δ-铁素体的体积分数极少,也会对钢的力学性能造成极大影响.

关键词： δ-铁素体超超临界钢微观组织力学性能

微量元素对Cr—Ni-Mn—N奥氏体抗氢钢凝固组织中δ-铁素体析出的影响

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金属学报 2002年第1期38卷 31-34页

作者：谭军李守新袁金才马禄铭李依依中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室沈阳110016

利用透射电镜和铁素体仪研究了微量元素Ｐ，Ｃ，Ｓｉ和Ｎｂ对采用均质化技术炼制的Ｎｉｔｒｏｎｉｃ５０奥氏体钢纽扣样品凝固微观组织中δ－铁素体析出量和凝固方式的影响．结果表明，在样品凝固微观组织中从初凝区到终凝区存在... 详细信息

利用透射电镜和铁素体仪研究了微量元素Ｐ，Ｃ，Ｓｉ和Ｎｂ对采用均质化技术炼制的Ｎｉｔｒｏｎｉｃ５０奥氏体钢纽扣样品凝固微观组织中δ－铁素体析出量和凝固方式的影响．结果表明，在样品凝固微观组织中从初凝区到终凝区存在δ－铁素体析出含量的梯度分布．并且在初凝区中δ－铁素体含量高于在终凝区的含量，微量元素含量及与其它元累在液体中的交互作用对δ－铁素体析出量有很大影响在每一组样品中微量元素含量的变化将改变凝固微观组织中的凝固方式．

关键词：微量元素 δ-铁素体凝固方式奥氏体抗氢钢

热处理工艺对P91耐热钢中δ-铁素体和冲击性能的影响

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材料导报 2018年第8期32卷 1318-1322页

作者：张建斌刘帆薛飞兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050 苏州热工研究院有限公司苏州215004

P91耐热钢热加工(轧制、焊接、热处理)过程中易产生δ-铁素体,且其形态、数量和分布与热加工温度关系密切。通过设计P91耐热钢热处理工艺,在1 150℃、1 250℃、1 300℃温度下正火获得马氏体+δ-铁素体混合组织,并对1 300℃正火组织进行1... 详细信息

P91耐热钢热加工(轧制、焊接、热处理)过程中易产生δ-铁素体,且其形态、数量和分布与热加工温度关系密切。通过设计P91耐热钢热处理工艺,在1 150℃、1 250℃、1 300℃温度下正火获得马氏体+δ-铁素体混合组织,并对1 300℃正火组织进行1 050℃(油冷)+760℃(空冷)。采用金相显微镜、显微硬度计和扫描电子显微镜等技术研究δ-铁素体数量、形态、分布的变化,并测试各热处理状态下的冲击韧性和失效模式。结果表明,P91钢随着正火温度升高,δ-铁素体数量增加;形态呈细条状、细条状+块状和多边形块状分布;1 050℃正火+760℃回火不能消除在1 300℃正火时产生的δ-铁素体,但能减少其数量、改变其形态与分布。随δ-铁素体含量增加冲击功减小,冲击断口形貌从韧/脆混合断裂转变为脆性断裂,边界平直的块状多边形δ-铁素体较条状形态更不利于冲击韧性。

关键词：耐热钢热处理 δ-铁素体冲击韧性

基于电弧增材制造的双相不锈钢熔敷层中δ-铁素体表征

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焊管 2022年第1期45卷 16-25页

作者：孙咸太原理工大学焊接材料研究所太原030024

综述了涉及电弧增材制造(wire arc additive manufacturing,WAAM)的双相不锈钢熔敷层中δ-铁素体的特征。结果表明,WAAM的双相不锈钢壁体显微组织是在δ-铁素体基体晶界和晶内分布着不同形态的奥氏体。双相不锈钢填充焊丝化学成分(Cr;/N... 详细信息

综述了涉及电弧增材制造(wire arc additive manufacturing,WAAM)的双相不锈钢熔敷层中δ-铁素体的特征。结果表明,WAAM的双相不锈钢壁体显微组织是在δ-铁素体基体晶界和晶内分布着不同形态的奥氏体。双相不锈钢填充焊丝化学成分(Cr;/Ni;)对WAAM壁体显微组织的影响非常关键;熔敷工艺的影响亦是通过熔池成分(Cr;/Ni;)的变化来改变相比例的;热输入的影响不明显。试样中δ-铁素体含量过低,以及晶粒粗化对壁体力学性能产生不利的影响。通过焊丝和工艺方法控制熔池成分(Cr;/Ni;),限制δ→γ转变,确保δ-铁素体与奥氏体相比例,同时通过合理选用工艺参数对熔池冷却速度进行控制,以便辅助性遏制δ→γ转变。

关键词：电弧增材制造 δ-铁素体双相不锈钢冷金属过渡显微组织

超超临界转子用钢的镍铬当量比对δ-铁素体析出的影响

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钢铁研究学报 2014年第5期26卷 61-65页

作者：赵美兰金嘉瑜张明珠张国利樊翔宇天津重型装备工程研究有限公司天津300457

采用真空感应炉熔炼不同镍铬当量比的超超临界转子用钢锭,分析镍铬当量比对δ-铁素体析出的影响。研究表明:标准成分范围内铸锭中析出的δ-铁素体是由于冷却过程中非平衡相变引起的,高镍铬当量比的铸锭偏析较轻,δ-Fe呈小块状分布,通过... 详细信息

采用真空感应炉熔炼不同镍铬当量比的超超临界转子用钢锭,分析镍铬当量比对δ-铁素体析出的影响。研究表明:标准成分范围内铸锭中析出的δ-铁素体是由于冷却过程中非平衡相变引起的,高镍铬当量比的铸锭偏析较轻,δ-Fe呈小块状分布,通过再结晶和热挤压可以被完全吸收;低镍铬当量比的铸锭偏析加重,δ-铁素体含量明显增多,呈网状分布,热加工后呈链条状分布在晶界位置,很难将其完全消除;随镍铬当量比的提高,δ-铁素体含量减少,合金冲击韧性明显改善。

关键词：超超临界转子用钢镍铬当量比 δ-铁素体强韧性