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基于响应曲面法的磁力研磨310S不锈钢参数优化

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电镀与精饰 2023年第6期45卷 77-83页

作者：刘宁张桂香陈昊鑫朱培鑫杜嘉静刘雪山东理工大学机械工程学院山东淄博255000

采用磁力研磨光整加工技术(MAF)提高310S不锈钢工件的表面质量,探讨3种工艺参数对其表面粗糙度的影响规律。通过主轴改造后的XK7136C数控铣床作为加工平台,基于响应曲面方法,采用雾化快凝法制备的Al_(2)O_(3)球形磁性磨料对310S不锈钢... 详细信息

采用磁力研磨光整加工技术(MAF)提高310S不锈钢工件的表面质量,探讨3种工艺参数对其表面粗糙度的影响规律。通过主轴改造后的XK7136C数控铣床作为加工平台,基于响应曲面方法,采用雾化快凝法制备的Al_(2)O_(3)球形磁性磨料对310S不锈钢进行研磨实验研究。以磁力研磨后的表面粗糙度值(R_(a))为响应值,对实验过程中的主轴转速、进给速率和加工间隙进行优化,在主轴转速为1720 r/min,进给速度为16 mm/min,加工间隙为1.8 mm的条件下恒定研磨30 min,工件的表面粗糙度值由初始的0.350μm下降至0.039μm,表面粗糙度模型预测值为0.044μm,实验实际值与预测值误差为11.3%。残余压应力由初始的-289 MPa增加至-391 MPa,结果表明:磁力研磨后工件表面凹坑、毛刺和划痕均被去除,表面质量得到极大地改进。

关键词： 310S不锈钢响应曲面法磁力研磨表面质量

310S不锈钢螺旋T型焊接接头焊接变形的数值模拟研究

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热加工工艺 2023年

作者：孟令奇蔡洪能张之政王昂孙杰西安交通大学金属材料强度国家重点实验室

采用Abaqus有限元软件，建模分析了不同坡口对310S不锈钢螺旋双面T型焊接接头的残余应力与变形的影响。首先，根据《钢结构设计规范》设计了三种不同坡口：角焊缝、对称全熔透焊缝、对称非全熔透焊缝。然后，利用双椭球热源模型模拟实... 详细信息

采用Abaqus有限元软件，建模分析了不同坡口对310S不锈钢螺旋双面T型焊接接头的残余应力与变形的影响。首先，根据《钢结构设计规范》设计了三种不同坡口：角焊缝、对称全熔透焊缝、对称非全熔透焊缝。然后，利用双椭球热源模型模拟实现了焊接温度场的分析，并对三种坡口焊接接头的焊接残余应力和角变形进行了计算分析。结果表明，对称全熔透焊缝设计在焊接残余应力和角变形方面表现良好，优于另外两种坡口设计，适用于本研究中的双面螺旋T型焊缝。

关键词： 310S不锈钢有限元分析坡口设计焊接残余应力

310S不锈钢超声冲击辅助电弧增材成形工艺与性能研究

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310S不锈钢超声冲击辅助电弧增材成形工艺与性能研究

作者：岳天宇华中科技大学

学位级别：硕士

310S不锈钢具有良好的力学性能、可焊性和高温稳定性,被广泛应用于核能、化工等领域。电弧增材制造技术具有高效率低成本的优点,已在不锈钢、钛合金、高温合金等构件制造中得到应用。但是由于电弧增材成形件微观组织为铸态组织,力学性... 详细信息

310S不锈钢具有良好的力学性能、可焊性和高温稳定性,被广泛应用于核能、化工等领域。电弧增材制造技术具有高效率低成本的优点,已在不锈钢、钛合金、高温合金等构件制造中得到应用。但是由于电弧增材成形件微观组织为铸态组织,力学性能不佳,同时电弧增材制造工艺参数对310S不锈钢微观组织和力学性能的影响尚不清楚。本文面向310S不锈钢核电管道局部结构的制造,开展了310S不锈钢超声冲击辅助电弧增材成形工艺和性能研究,搭建了超声冲击辅助电弧增材制造平台,对成形构件进行微观组织和力学性能的实验分析,研究了线能量密度、冷却速率、超声冲击与电弧增材成形310S不锈钢的微观组织和力学性能的关系。首先,针对逐层沉积后超声冲击方案,设计了超声冲击枪夹持装置与三轴运动平台相结合的超声冲击辅助电弧增材制造平台,重点对夹持装置及其与三轴移动平台连接处的螺栓进行了强度分析与设计,搭建了超声冲击辅助电弧增材制造平台。其次,研究了电弧增材制造过程中工艺参数和冷却速率对310S不锈钢微观组织和力学性能的影响。结果表明,电弧增材成形的310S不锈钢构件微观组织主要由奥氏体柱状树枝晶、σ相和MC碳化物组成。随着线能量密度的增大,310S不锈钢直壁件底部区域的奥氏体一次枝晶间距逐渐增加,第二相析出数量增多。同时,随着线能量密度的减小或冷却速率的增加,电弧增材成形310S不锈钢的力学性能逐渐提高。当线能量密度为750 J/mm时,电弧增材310S不锈钢抗拉强度最大,可达501.69 MPa,但仍低于310不锈钢锻件的力学性能。最后,研究了超声冲击对电弧增材310S不锈钢微观组织和力学性能的影响。研究发现,超声冲击辅助工艺可有效细化奥氏体晶粒,这是由于超声冲击引发的沉积层塑性变形提高了组织内部的位错密度,受后续增材再热作用影响,再结晶细化现象明显。当线能量密度为750 J/mm时,310S不锈钢直壁件底部区域平均晶粒尺寸为40.88μm,达到最小,屈服强度和抗拉强度达到峰值,均高于310S不锈钢锻件标准。

关键词： 310S不锈钢电弧增材超声冲击微观组织力学性能

Al对铸造310S不锈钢组织和力学性能的影响

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特种铸造及有色合金 2018年第6期38卷 592-595页

作者：宋伊喇培清孟倩盛捷石玉郭鑫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

利用XRD、OM、EPMA和sEM研究不同Al含量下310S不锈钢的显微组织,并测试其力学性能。结果表明,随着铸态310S不锈钢中Al含量的增加,Cr和C元素在铁素体中的富集明显,固溶后310S不锈钢中Cr和C的化合物溶解。另外,合金中铁素体的体积分数随A... 详细信息

利用XRD、OM、EPMA和sEM研究不同Al含量下310S不锈钢的显微组织,并测试其力学性能。结果表明,随着铸态310S不锈钢中Al含量的增加,Cr和C元素在铁素体中的富集明显,固溶后310S不锈钢中Cr和C的化合物溶解。另外,合金中铁素体的体积分数随Al含量的增加而增加,相同Al含量下固溶后合金中的铁素体体积分数高于铸态的。Al含量为2%时,310S不锈钢的综合力学性能最好。固溶后合金强度明显高于铸态的,而塑性降低不明显。

关键词： 310S不锈钢 Al含量显微组织力学性能

高温时效处理对310S不锈钢焊接接口性能的影响

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材料热处理学报 2013年第4期34卷 95-99页

作者：陈文革何建祥谢小彬张辉西安理工大学材料科学与工程学院陕西西安710048 西安三瑞科技有限公司陕西西安710002

研究了高温时效前后的310S不锈钢焊接样品在燃煤气氛下的碳硫影响。利用金相、扫描电镜/能谱、X射线衍射及力学性能测试等分析其形貌、成分结构及性能。结果表明,经不同温度、不同时间在燃煤气氛下时效处理的310S不锈钢比未时效处理者... 详细信息

研究了高温时效前后的310S不锈钢焊接样品在燃煤气氛下的碳硫影响。利用金相、扫描电镜/能谱、X射线衍射及力学性能测试等分析其形貌、成分结构及性能。结果表明,经不同温度、不同时间在燃煤气氛下时效处理的310S不锈钢比未时效处理者腐蚀严重,310S不锈钢在高于700℃时效后在晶界大量析出σ相,使晶界附近贫Cr,降低了其抗腐蚀性能,同时晶粒长大,冲击韧性明显降低,而且断裂方式也由微孔聚合型断裂转变为典型的解理断裂。

关键词： 310S不锈钢高温时效焊接碳硫腐蚀

固溶和稳定化处理后Zr-Mo微合金化310S不锈钢的显微组织和耐腐蚀性能

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机械工程材料 2018年第9期42卷 26-32,40页

作者：刘桂良武天洋李明浩潘钱付唐睿陈国清王清中国核动力研究设计院反应堆燃料及材料重点实验室成都610041 大连理工大学材料科学与工程学院大连116085

制备了Zr-Mo微合金化310S不锈钢并进行了不同温度(1 050~1 150℃)固溶处理以及1 150℃固溶+不同温度(950~1 1050℃)稳定化处理,研究了不同热处理后试验钢的显微组织和耐腐蚀性能。结果表明:固溶处理后,试验钢的显微组织为均匀的奥氏体... 详细信息

制备了Zr-Mo微合金化310S不锈钢并进行了不同温度(1 050~1 150℃)固溶处理以及1 150℃固溶+不同温度(950~1 1050℃)稳定化处理,研究了不同热处理后试验钢的显微组织和耐腐蚀性能。结果表明:固溶处理后,试验钢的显微组织为均匀的奥氏体等轴晶,且晶粒内有大量退火孪晶,晶界或晶内析出条状或球形颗粒状(Zr,Mo)C相和块状Zr(C,N)相;1 150℃固溶+不同温度稳定化处理后试验钢的显微组织与固溶态的相似,但析出相数量增多,且在950℃稳定化处理后,晶界上析出了大量的链球状M23C6相;950~1 050℃的稳定化处理对试验钢的耐均匀腐蚀性能影响不大;随着稳定化温度的升高,试验钢的晶间腐蚀敏感性降低,耐晶间腐蚀能力增强。

关键词： 310S不锈钢微合金化固溶处理稳定化处理晶间腐蚀

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310S不锈钢蠕变性能的高温压痕试验分析

南京工业大学学报（自然科学版） 2020年第6期42卷 766-770页

作者：杨思晟陆文斌凌祥王一川南京工业大学机械与动力工程学院江苏南京211800

针对310S不锈钢蠕变性能开展650℃下的高温压痕蠕变和单轴蠕变试验研究,在对比压痕深度时间曲线和单轴蠕变应变时间曲线的基础上,讨论不同载荷下球形压痕蠕变变形规律。在考虑弹塑性变形的同时,修正球形压痕蠕变分析模型,预测310s不锈... 详细信息

针对310S不锈钢蠕变性能开展650℃下的高温压痕蠕变和单轴蠕变试验研究,在对比压痕深度时间曲线和单轴蠕变应变时间曲线的基础上,讨论不同载荷下球形压痕蠕变变形规律。在考虑弹塑性变形的同时,修正球形压痕蠕变分析模型,预测310S不锈钢蠕变指数和变形。结果表明:压痕蠕变试验技术可以合理评价310S不锈钢的高温蠕变性能;随着蠕变时间的延长,压痕蠕变呈现蠕变减速阶段和近似的稳态蠕变阶段;随着载荷的增加,弹塑性变形速率和蠕变变形速率显著上升,呈现显著的载荷相关性;小变形条件下,球形压痕蠕变分析模型所得的蠕变指数与单轴蠕变试验结果具有较高的一致性,以此为基础可以实现310S不锈钢蠕变归一化曲线的合理预测;建立不同压痕深度下压痕蠕变时间与载荷的关系,可以为压痕蠕变变形外推提供参考。

关键词：高温压痕蠕变试验蠕变性能 310S不锈钢变形预测球形压痕模型

热时效对多元微合金化310S不锈钢显微组织和冲击性能的影响

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机械工程材料 2019年第7期43卷 54-58页

作者：邱水唐睿王浩温冬辉中国核动力研究设计院反应堆燃料及材料重点实验室成都610213 大连理工大学机械过程材料学院大连116024

复合添加钼、铌、钨和钽等元素对310S不锈钢进行多元微合金化,固溶后分别在不同温度(650,800℃)和不同时间(500,1000,2000h)进行热时效处理,研究了热时效对试验钢显微组织和冲击性能的影响。结果表明:在650℃时效处理后,试验钢显微组织... 详细信息

复合添加钼、铌、钨和钽等元素对310S不锈钢进行多元微合金化,固溶后分别在不同温度(650,800℃)和不同时间(500,1000,2000h)进行热时效处理,研究了热时效对试验钢显微组织和冲击性能的影响。结果表明:在650℃时效处理后,试验钢显微组织为奥氏体,第二相除了M23C6相外还存在Fe2MoC相和Cr7C3相;在800℃时效处理后,试验钢晶内有大量针状第二相析出;试验钢在不同温度时效处理后,随着时效时间的延长,其冲击吸收功均逐渐降低;和650℃时效相比,在800℃时效处理后试验钢的冲击吸收功降幅增大,断裂方式由韧性断裂向脆性沿晶断裂转变。

关键词： 310S不锈钢微合金化热时效冲击性能

退火对310s奥氏体不锈钢组织和腐蚀磨损性能的影响

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热加工工艺 2017年第12期46卷 243-246,250页

作者：张庆张红梅张明锁李长生江苏大学材料科学与工程学院江苏镇江212013

研究了不同时间退火后的AIsI 310S不锈钢在0.5 mol/L H_2sO_4酸性环境中的腐蚀磨损行为。采用CHI760B型电化学工作站、UMT-2微摩擦磨损试验机及扫描电镜(sEM)等研究了退火时间对试样的组织以及腐蚀磨损性能的影响。结果表明,奥氏体不锈... 详细信息

研究了不同时间退火后的AIsI 310S不锈钢在0.5 mol/L H_2sO_4酸性环境中的腐蚀磨损行为。采用CHI760B型电化学工作站、UMT-2微摩擦磨损试验机及扫描电镜(sEM)等研究了退火时间对试样的组织以及腐蚀磨损性能的影响。结果表明,奥氏体不锈钢晶界析出物随着退火时间的延长而增多;在酸腐蚀磨损环境下,50h退火后的试样耐腐蚀磨损性能最好;在纯磨损环境下,试样耐磨损性能随退火时间延长而升高。

关键词： 310S不锈钢退火组织腐蚀磨损