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经济型高氮奥氏体不锈钢研究进展

焊管 2024年第3期47卷 1-7页

作者：李超毅李霄牛辉牛爱军西安石油大学材料科学与工程学院西安710065 中油国家石油天然气管材工程技术研究中心有限公司西安710018 中国石油宝鸡石油钢管有限责任公司陕西宝鸡721008

介绍了一种具有高强度、高耐蚀与高经济性等特点的新型资源节约型高氮奥氏体不锈钢,阐述了高氮奥氏体系列不锈钢在组织、力学性能、耐蚀性及可焊接性等方面的性能优势、机理和研究进展。结果表明,高氮奥氏体系列不锈钢具有较高的强度、... 详细信息

介绍了一种具有高强度、高耐蚀与高经济性等特点的新型资源节约型高氮奥氏体不锈钢,阐述了高氮奥氏体系列不锈钢在组织、力学性能、耐蚀性及可焊接性等方面的性能优势、机理和研究进展。结果表明,高氮奥氏体系列不锈钢具有较高的强度、优良的耐局部腐蚀性能和良好的焊接性,同时以低成本的锰、氮代替昂贵的镍、钼可以大大降低生产成本,具有广泛的市场应用前景。建议根据具体应用场景及时优化焊接工艺和焊接填充材料,以确保高氮奥氏体不锈钢的长期可靠性和安全性。

关键词：高氮奥氏体不锈钢力学性能经济性耐蚀性可焊性

高氮奥氏体不锈钢与603马氏体高强钢焊接接头组织及性能

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兵工学报 2022年第8期43卷 1990-1997页

作者：杨东青张建范霁康周赵王克鸿南京理工大学受控电弧智能增材技术工业和信息化部重点实验室江苏南京210094 昆山华恒焊接股份有限公司江苏昆山215300

高氮奥氏体不锈钢与603马氏体高强钢因优越的力学性能在装甲防护领域具有广阔的应用前景。根据“低强匹配”原则,采用ER307Mo奥氏体不锈钢焊丝对30 mm厚的高氮奥氏体不锈钢和603马氏体高强钢脉冲熔化极惰性气体保护焊对接焊接,并分析焊... 详细信息

高氮奥氏体不锈钢与603马氏体高强钢因优越的力学性能在装甲防护领域具有广阔的应用前景。根据“低强匹配”原则,采用ER307Mo奥氏体不锈钢焊丝对30 mm厚的高氮奥氏体不锈钢和603马氏体高强钢脉冲熔化极惰性气体保护焊对接焊接,并分析焊接接头微观组织及力学性能。研究结果表明:试验得到了表面成形良好、内部无裂纹、未熔合等缺陷的焊接接头;焊缝组织主要为奥氏体以及被奥氏体基体包围的铁素体树枝晶,高氮奥氏体不锈钢熔合线附近组织主要为奥氏体,603钢熔合线附近组织主要为条片状马氏体、贝氏体以及回火马氏体;接头的断裂形式以韧性断裂为主,存在少量的解理断裂特征,能谱仪点扫描结果表明,韧窝中心的第2相粒子为富Fe的碳化物;焊接接头的平均抗拉强度达722 MPa,平均断后延伸率达20.2%;焊缝金属的动态屈服强度为913 MPa,最大工程应力为2045 MPa,抗冲击性能优于603钢母材。

关键词：高氮奥氏体不锈钢 603马氏体高强钢 ER307Mo焊丝微观组织力学性能

1Cr22Mn16N高氮奥氏体不锈钢塑性变形连接中界面组织演化及愈合机制

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金属学报 2024年第7期60卷 915-925页

作者：杨瑞泽翟汝宗任少飞孙明月徐斌乔岩欣杨兰兰中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心沈阳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 江苏科技大学材料科学与工程学院镇江212003

为解决高氮奥氏体不锈钢焊接难题,以高氮奥氏体不锈钢1Cr22Mn16N为实验材料,采用塑性变形连接技术实现了1Cr22Mn16N的连接。通过OM、EBSD和TEM等手段研究了不同变形参数下的连接界面组织演化,讨论了界面愈合机理,并采用拉伸实验评估了... 详细信息

为解决高氮奥氏体不锈钢焊接难题,以高氮奥氏体不锈钢1Cr22Mn16N为实验材料,采用塑性变形连接技术实现了1Cr22Mn16N的连接。通过OM、EBSD和TEM等手段研究了不同变形参数下的连接界面组织演化,讨论了界面愈合机理,并采用拉伸实验评估了连接接头的结合强度。研究结果表明,随着变形量的增加和变形温度的升高,连接界面的结合程度显著提高。当变形温度达到1200℃,变形量为40%时,连接界面结合较好,其拉伸性能达到基体同等水平。在塑性变形连接过程中,由于热力耦合促使原始粗大的晶粒细化,在连接界面处发生不连续动态再结晶,随后再结晶晶粒核心通过消耗变形晶粒中的应变储能发生长大,诱导连接界面弯曲,晶界迁移;与此同时,位错在应力的作用下堆积和缠结,在界面附近的变形晶粒内形成了大量亚晶界,随着应力的增大发生了连续动态再结晶,使亚晶界转变成大角度晶界,促进了连接界面愈合。高氮奥氏体不锈钢1Cr22Mn16N塑性变形连接过程中,在连续动态再结晶与不连续动态再结晶的协同作用下实现了界面的连接。

关键词：高氮奥氏体不锈钢塑性变形连接动态再结晶

拉伸变形对高氮奥氏体不锈钢显微组织和耐腐蚀性能的影响

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金属学报 2022年第2期58卷 193-205页

作者：郑椿刘嘉斌江来珠杨成姜美雪福建青拓特钢技术研究有限公司宁德355006 浙江大学材料科学与工程学院杭州310027

对高氮奥氏体不锈钢QN1803和常规奥氏体不锈钢304进行了不同形变量的拉伸实验,通过EBSD、XRD和TEM分析了其形变组织和强韧化机制。采用电化学工作站、酸性介质腐蚀实验和OM、SEM分析了不同拉伸形变量下的耐腐蚀性能和腐蚀机理。随着拉... 详细信息

对高氮奥氏体不锈钢QN1803和常规奥氏体不锈钢304进行了不同形变量的拉伸实验,通过EBSD、XRD和TEM分析了其形变组织和强韧化机制。采用电化学工作站、酸性介质腐蚀实验和OM、SEM分析了不同拉伸形变量下的耐腐蚀性能和腐蚀机理。随着拉伸形变量的增加,QN1803和304不锈钢的微观组织均出现由位错塞积到α’马氏体的转变。QN1803不锈钢的屈服强度比304不锈钢提高了26%,延伸率降低了约6.6%,其原因是QN1803不锈钢中N含量高、30%冷变形后产生50%马氏体所对应的温度(M_(d30))较低,拉伸过程中产生的形变马氏体含量低于304不锈钢,相变增韧效应不如304不锈钢充分。拉伸形变对QN1803和304不锈钢的晶间腐蚀影响不大,但其耐点腐蚀能力、耐硫酸腐蚀能力均有下降,其中QN1803不锈钢下降的幅度明显小于304不锈钢。主要原因是形变马氏体导致不锈钢表面钝化膜破坏和稳定性下降,使钝化膜在腐蚀中处于不稳定的溶解-生成状态,从而降低了形变后的耐腐蚀性能。总体而言,提高奥氏体不锈钢的N含量能够节约Ni元素的使用,大幅提高不锈钢屈服强度,略微损害延伸率,但显著提升拉伸形变条件下的耐点蚀和耐硫酸腐蚀性能。

关键词：高氮奥氏体不锈钢拉伸形变形变马氏体点腐蚀晶间腐蚀硫酸腐蚀

高氮奥氏体不锈钢与316L不锈钢的冷变形行为研究

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金属学报 2007年第2期43卷 171-176页

作者：王松涛杨柯单以银李来风中国科学院理化技术研究所北京100080 中国科学院金属研究所沈阳110016

以一种含氮量达1．0%(质量分数)的高氮奥氏体不锈钢N10和316L不锈钢为研究对象,通过在室温下对这两种材料施加不同的压缩变形量,研究了两种材料变形后的显微组织、真应力-真应变曲线和显微硬度．结果表明,两种材料在冷变形量小于20%时,... 详细信息

以一种含氮量达1．0%(质量分数)的高氮奥氏体不锈钢N10和316L不锈钢为研究对象,通过在室温下对这两种材料施加不同的压缩变形量,研究了两种材料变形后的显微组织、真应力-真应变曲线和显微硬度．结果表明,两种材料在冷变形量小于20%时,机械孪晶和滑移共同参与变形．随变形量增加至50%,316L的变形方式过渡到以滑移为主,而高氮钢中机械孪晶和滑移仍共同参与变形．高氮奥氏体不锈钢在变形过程中不发生马氏体相变,表明其具有较高的结构稳定性；而316L中有马区体形成．高氮不锈钢的固溶态强度、硬度和加工硬化系数均显著高于316L,冷变形可大幅提高两种材料的强度．两种材料的显微硬度均与晶粒取向有明显相关性,晶粒取向对显微硬度的影响大于变形不均匀性的影响．对高氮不锈钢表现出的优民性能的机制进行了分析和讨论．

关键词：高氮奥氏体不锈钢 316L不锈钢冷变形

Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的高温力学性能

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金属热处理 2022年第1期47卷 172-177页

作者：王英虎郑淮北白青青宋令玺胡进黄博成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司四川成都610000 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司四川江油621704

采用Gleeble-2000热模拟试验机对Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢进行高温拉伸试验,利用扫描电镜-能谱仪对拉伸试样断口形貌及断口附近的显微组织进行观察,用Thermo-Calc软件计算试验钢的相变及析出相,研究了Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的高... 详细信息

采用Gleeble-2000热模拟试验机对Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢进行高温拉伸试验,利用扫描电镜-能谱仪对拉伸试样断口形貌及断口附近的显微组织进行观察,用Thermo-Calc软件计算试验钢的相变及析出相,研究了Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的高温力学性能。结果表明,试验钢的第Ⅰ脆性区>1200℃,第Ⅲ脆性区为850~950℃,未出现第Ⅱ脆性区,第Ⅰ脆性区的出现主要是在加热过程中试验钢由γ奥氏体向δ铁素体转变引起的,第Ⅲ脆性区的出现是因为沿晶析出M_(23)C_(6)、M_(2)(C, N)等硬脆相引起的;试验钢的抗拉强度随着拉伸温度升高而降低,断面收缩率在1000~1200℃温度范围内逐渐增大并表现出极佳的热塑性,断面收缩率均在70%以上,温度超过1200℃后断面收缩率急剧下降;Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的热锻温度应选择在1000~1150℃之间,在此温度范围内试验钢的断面收缩率均在70%以上,并且可以避开第Ⅰ与第Ⅲ脆性区。

关键词：高氮奥氏体不锈钢高温力学性能高温拉伸试验强塑性 Thermo-Calc软件

高氮奥氏体不锈钢的氮化物析出及其对焊接性影响

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焊接学报 2005年第12期26卷 108-112页

作者：夏明生田志凌彭云马成勇钢铁研究总院结构材料研究所北京100081

高氮奥氏体不锈钢是用氮代替合金元素镍以获得优异的力学性能和抗腐蚀性能的合金结构钢,氮以固溶状态存在是材料性能优越的前提条件。高的固溶氮使钢在热力学上处于不稳定状态,存在氮化物析出倾向并诱发其它硬脆相的形成,弱化了材料性... 详细信息

高氮奥氏体不锈钢是用氮代替合金元素镍以获得优异的力学性能和抗腐蚀性能的合金结构钢,氮以固溶状态存在是材料性能优越的前提条件。高的固溶氮使钢在热力学上处于不稳定状态,存在氮化物析出倾向并诱发其它硬脆相的形成,弱化了材料性能。焊接加工时热影响区氮化物析出是固溶氮的一种主要损失方式。对等温过程中氮化物析出动力学以及胞状析出行为进行阐述,为材料的开发研制以及热加工过程的控制提供参考。

关键词：高氮奥氏体不锈钢 Cr2N 析出动力学焊接性

高氮奥氏体不锈钢1Cr22Mn15N热影响区组织特征

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焊接学报 2007年第7期28卷 1-4页

作者：杜挽生赵琳田志凌彭云夏明生钢铁研究总院先进钢铁流程及材料国家重点实验室北京100081

高氮奥氏体不锈钢(高氮钢)是利用氮代替镍进行合金化的一种合金结构钢,其焊接技术将关系着此种钢的研制开发。作者对高氮钢焊接热影响区(HAZ)的组织和硬度进行了研究。结果表明,高氮钢焊接热影响区组织为奥氏体和δ铁素体。随着焊接冷... 详细信息

高氮奥氏体不锈钢(高氮钢)是利用氮代替镍进行合金化的一种合金结构钢,其焊接技术将关系着此种钢的研制开发。作者对高氮钢焊接热影响区(HAZ)的组织和硬度进行了研究。结果表明,高氮钢焊接热影响区组织为奥氏体和δ铁素体。随着焊接冷却速度的增大,HAZ中δ铁素体的总量越多;随着焊接峰值温度停留时间的增加,HAZ中δ铁素体的总量越多。在合适的焊接条件下,HAZ硬度高于母材,HAZ不存在软化区。

关键词：高氮奥氏体不锈钢焊接热影响区组织硬度

1Cr22Mn16N高氮奥氏体不锈钢的热变形行为

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钢铁研究学报 2023年第12期35卷 1537-1547页

作者：杨瑞泽翟汝宗乔岩欣周慧玲孙明月徐斌江苏科技大学材料科学与工程学院江苏镇江212003 中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心辽宁沈阳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辽宁沈阳110016

高氮奥氏体不锈钢高温热塑性差,需要掌握其可控成型参数。以1Cr22Mn16N高氮奥氏体不锈钢为实验材料,采用Gleeble 3800热模拟实验机进行热压缩实验,探究了其在不同变形温度(850~1100℃)和应变速率(0.001~10 s^(-1))下的热变形行为。基于... 详细信息

高氮奥氏体不锈钢高温热塑性差,需要掌握其可控成型参数。以1Cr22Mn16N高氮奥氏体不锈钢为实验材料,采用Gleeble 3800热模拟实验机进行热压缩实验,探究了其在不同变形温度(850~1100℃)和应变速率(0.001~10 s^(-1))下的热变形行为。基于动态材料模型构建了1Cr22Mn16N的本构方程和热加工图,确定了最佳热加工参数,并结合EBSD分析了材料变形过程中的组织演化行为。研究结果表明,1Cr22Mn16N的热压缩流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低,沿晶界发生的不连续动态再结晶是其主要软化机制。通过计算得到高氮奥氏体不锈钢高温变形表观活化能(Q)为350.9 kJ/mol,并建立了Arrhenius本构关系。热加工图表明,1050~1100℃,0.001~0.1 s^(-1)为其最佳热加工窗口。通过微观组织观察发现,随着变形温度的升高和应变速率的降低,晶粒尺寸逐渐均匀。研究结果可为1Cr22Mn16N不锈钢锻造、轧制等高温热变形工艺的制定提供理论参考。

关键词：高氮奥氏体不锈钢热变形应力-应变曲线热加工图动态再结晶