新型超高强度-高韧性马氏体沉淀硬化不锈钢的组织和力学性能初探

在分析现有宇航用高强度马氏体沉淀硬化不锈钢和高合金超高强度钢的基础上,研制出一种新型超高强度-高韧性马氏体沉淀硬化不锈钢,其抗拉强度σb≥1800MPa,δ5≥15%,KⅠC≥100MPam1/2,力学性能满足了设计要求.     

1Cr17Ni2马氏体不锈钢的三次脉冲点焊

论述了１Ｃｒ１７Ｎｉ２马氏体不锈钢三次脉冲点焊的工艺试验过程，分析了试验结果，并通过与二次脉冲点焊熔核的金相组织及机械性能比较，发现马氏体不锈钢的三次脉冲点焊可明显改善熔核的金相组织，显著提高焊点的拉伸、剪切强度及延性比。     

高强度沉淀硬化不锈钢与KIC和KISCC

分析了航空用沉淀硬化不锈钢的化学成分与力学性能之间特别是断裂韧度(KIC)和应力腐蚀门坎值(KISCC)的关系,指出沉淀硬化不锈钢的KIC和KISCC数值接近,而以二次硬化为主的不锈钢的KIC和KISCC差别较大,表现出与高合金超高强度钢相同的特征.文章指出,因二次硬化引起基体中Cr,Mo含量的减少与KIC和KISCC差别直接相关;由上述分析,引出超高强度不锈钢设计原则的初步构想.     

某超高强度马氏体时效不锈钢焊接工艺研究

某超强无钴马氏体时效不锈钢,峰值时效后抗拉强度可达1700MPa,具有优异的断裂韧性及良好的耐蚀性能。本研究对不同热处理状态下该超高强度马氏体时效不锈钢的钨极氩弧焊、电子束焊工艺进行了研究,获得了不同焊接工艺下焊缝的抗拉强度、冲击韧性、延伸率及金相组织等试验数据。制定了该钢的钨极氩弧焊、电子束焊最佳焊接工艺,并为估算该钢焊缝强度提供了可靠的数据支持。     

不锈钢3Cr13所制螺旋压缩弹簧几何参数的选取

3Cr13材料是一种马氏体不锈钢,由于它耐蚀性优良、强度高、工艺性好,因此在航空发动机及其它附件中被广泛使用.弹簧做为一种储能、消振元件在航空燃油泵调节器中占有很重要的地位,而由于高应力、高耐蚀性等特殊要求,我厂生产的燃油泵调节器中约有20%的弹簧选用3Cr13钢丝(YB252—64)制作.     

位错对形变304亚稳态不锈钢中奥氏体的电化学性能的影响

AISI 304亚稳态奥氏体不锈钢形变时容易发生相变,为避免产生相变马氏体而专注于研究位错的影响,采用局部电化学技术研究了拉伸应变分别为0%、10%、20%、30%和40%时的AISI 304不锈钢中奥氏体晶粒的电化学性能的变化规律,并分析了位错密度及位错组态对阻抗谱和动电位极化曲线等电化学性能的影响机理。研究结果表明:奥氏体的阻抗随位错密度的增大而降低,在低应变水平下位错密度的增大对阳极电流密度的降低有着重要作用;阳极电流密度随应变水平增加而增加,达到一个最大值后显著下降。通过扫描开尔文探针(SKP)的测量结果,计算得知位错堆积数比位错密度对阳极电流密度的影响更为显著,尤其是对于高应变水平不锈钢。     

影响微动疲劳行为的材料因素研究

实验对比研究了两种结构不同的钛合金 [Ti6Al4V (α +β型 )和Ti5Al2 .5Sn(α型 ) ]和两种结构相同 (马氏体 )但强度与硬度差别较大的耐热不锈钢 (lCr11Ni2W 2MoV和Cr17Ni2 )的微动疲劳 (FF)抗力及微动垫材料的影响 ,以进一步探讨材料因素对FF抗力的作用规律和机制。在本文实验条件下 ,具有较高强度和疲劳极限的Ti6Al4V钛合金和Cr17Ni2耐热不锈钢的FF抗力分别高于Ti5Al2 .5Sn钛合金和 1Cr11Ni2W2MoV钢 ,即在材料组织结构相同或相近的条件下 ,屈服强度和疲劳极限决定FF抗力 ;当材料与高硬度配副接触时 ,FF裂纹易于萌生 ,FF损伤倾向增大 ,此时喷丸形变强化可更有效地提高材料的FF抗力。     

铌合金与不锈钢异种金属焊接技术研究进展

铌与不锈钢作为重要的结构材料,在航空航天领域得到广泛应用。然而,二者焊接时容易生成脆性金属间化合物且接头内部焊接残余应力大,容易引发接头开裂。本文针对铌合金与不锈钢焊接的研究现状,综述了目前铌与不锈钢主要连接方式：爆炸焊、钎焊和熔焊等。爆炸焊和钎焊虽然能够抑制焊接裂纹,但爆炸焊接复杂的焊接工艺和钎焊较低的接头强度难以满足铌/不锈钢复合结构的应用需求。熔化焊接接头残余应力大,焊缝内部存在较多脆性Nb-Fe金属间化合物,导致接头力学性能较低。针对上述问题对铌合金与不锈钢熔化焊接进行了展望：开展有限元模拟工作指导焊接工艺优化,向焊缝中引入第3组元改善铌与不锈钢的焊接性并探索合理的热处理工艺提高接头强度。     

热处理制度对 K465 合金组织和性能的影响

研究了两种热处理工艺对K465铸造高温合金组织和力学性能的影响,并与原叶片合金进行了对比分析。采用普通工艺和热等静压工艺制造K465合金,利用光学显微镜和扫描电镜观察合金的显微组织形貌,测试了拉伸性能和持久性能。结果表明,与原叶片相比,K465铸造高温合金叶片的组织特点是,晶粒度较小、枝晶组织偏大、γ'相尺寸较大。热等静压工艺可消除K465合金中的铸造疏松,普通工艺叶片的疏松分布较密集。与普通工艺相比,热等静压工艺使合金中γ'相尺寸明显减小,枝晶组织致密化,拉伸性能和持久性能有所提高。K465合金中少量的疏松、致密的枝晶组织、规则的枝晶排列、较小的γ'相尺寸可能是决定叶片良好振动疲劳性能的关键因素。     

Д-30发动机涡轮工作叶片的钎焊补焊

针对Д-30发动机大修对ЖС6У(国产化牌号为K465)合金涡轮工作叶片的修复要求,采用B-Ni73Cr Si B-40Ni-S混合粉末钎料和BNi82Cr Si B非晶态箔状钎料对K465铸造高温合金与ВКНА-2М耐磨合金块进行了真空钎焊试验研究,测定了钎焊接头的力学性能,并对实际叶片进行了钎焊补焊。结果表明,两种钎料都可用于ЖС6У合金涡轮工作叶片的钎焊修复。     

1Cr17Ni2钢叶片热处理工艺的优化

１Ｃｒ１７Ｎｉ２钢是一种有广泛用途的马氏体－铁素体不锈钢。在航空航天工业中,常用作燃气涡轮喷气发动机的压气机叶片,其力学性能的优劣直接影响发动机的性能和寿命。第二类回火脆性的发生和抗蚀性的降低,是１Ｃｒ１７Ｎｉ２钢热处理的两大缺陷。为获得设计要求的硬...     

15-5PH沉淀硬化不锈钢磁粉检测磁痕分析

针对航空15-5PH马氏体沉淀硬化不锈钢在磁粉检测过程中发现的条状、片状和长直磁痕显示进行了总结。分析了不同磁痕显示的特点及微观组织情况,最终确定了磁痕的性质。结合不同热处理状态下的磁特性分析,确立了纯洁度磁粉检测的工艺流程以及磁痕判别方法。研究发现沉淀硬化不锈钢在磁粉检测过程中磁痕显示主要是由铁素体和组织不均匀造成的。研究结论为航空制造过程中沉淀硬化不锈钢的磁粉检测的磁痕判定以及规范的制定提供依据,确保磁粉检测工作的顺利进行。     

马氏体不锈钢的热处理与耐蚀性

不锈钢品种繁多,按国标(GB1220-75)分为马氏体型、奥氏体型、铁素体型、双相和沉淀硬化型五大类.其中马氏体类型不锈钢无论在军品或民品中都是使用较为广泛的一种.影响不锈钢制零件耐蚀性的因素是很多的,如材料成分、热处理状态、使用介质、接触电位等.因此,在使用和热处理不锈钢时,仅知道钢的化学成分和机械性能是不够的,还必须了解各种热处理工艺状态对耐蚀性的影响,才能更好地发挥不锈钢的特性.马氏体不锈钢在各种热处理工艺状态下其耐蚀性是有明显差别的,但这方面报导较少,生产中重视不够.本文根据生产实践和有关文     

喷丸强化对AISI420不锈钢固体粒子冲蚀行为的影响

研究了喷丸强化(SP)对AISI 420马氏体不锈钢抗同体粒子冲蚀(SPE)行为的影响.探讨了喷丸引起的表面残余压应力,表面粗糙度增大和表面加工硬化等三因素对SPE抗力的作用机制.结果表明:SP处理对AISI 420不锈钢在30°攻角下的SPE抗力无明显影响,但却降低了该钢在90°攻角下的SPE抗力.SP处理后进行表面抛光,则使该钢在两种攻角下的SPE抗力均得以提高.SP三因素对SPE抗力的作用机制主要有:表面粗糙化增大了试样表面对冲蚀粒子的有效暴露面积,因而降低了不锈钢在两种攻角下的SPE抗力;表面残余压应力能够有效抑制疲劳裂纹萌生和早期扩展,因而能有效提高AISI 420不锈钢的SPE抗力,特别是对90°垂直冲击条件下SPE抗力的提高作用更为明显;表面加工硬化提高了材料表面的微犁削抗力,因而对提高AISI 420钢在30°攻角下的SPE抗力有贡献,但是表面加工硬化层的抗多冲疲劳性能差,却不利于AISI 420钢在90°攻角下抗SPE性能的改善.     

等离子异质增材过渡区的组织性能研究

采用等离子增材系统制备了不锈钢/高强钢异质增材构件,构件内部无气孔、未熔合、夹渣等缺陷。为研究异质过渡界面组织特征,采用了体视显微镜、金相显微镜以及扫描电镜等测试方法。测试结果表明,高强钢熔敷不锈钢时,会产生宽度为1.1mm的过渡区,但不锈钢熔敷高强钢就不会产生明显的过渡区。不锈钢/高强钢之间存在3种界面,Ⅰ型界面由不锈钢、高强钢以及熔合界面组成;Ⅱ型界面的熔合界面不明显,在高强钢和不锈钢被马氏体区分隔开来;将不锈钢、奥氏体铁素体混合区和过渡区定义为Ⅲ型界面。通过对界面处进行EDS分析,结果表明在I型界面,Cr和Ni含量会发生突变,但在Ⅱ型界面和Ⅲ型界面,成分变化较为缓慢,变化宽度分别为70μm和40μm。对界面区域进行显微硬度测试,测试结果表明硬度突变宽度与成分变化宽度趋势一致,从大到小依次为Ⅱ型界面Ⅲ型界面Ⅰ型界面。     

不锈钢镜面的游离磨粒精密加工

利用游离磨粒加工方法对马氏体平面不锈钢SUS440C试件进行精密加工.通过田口实验方法对研磨阶段的工艺参数进行了优化,涉及的工艺参数包括研磨盘转速、加工载荷和加工时间.利用优化的研磨工艺加工后试件表面粗糙度达Ra72nm.抛光过程中使用聚氨酯抛光垫和二氧化硅磨粒,经抛光后试件表面粗糙度达Ra8nm、表面呈镜面.     

奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti激光冲击强化研究

对奥氏体不锈钢１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ进行激光冲击强化,观察了激光冲击强化层显微组织与结构的变化并测定了激光冲击强化层内的显微硬度和残余应力。结果表明：１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ激光冲击强化层中有高密度的位错和大量的孪晶,显微硬度显著提高并产生较高的残余压应力,１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ激光冲击强化区还发生了形变诱发马氏体相变。     

奥氏体不锈钢的低周疲劳特性研究

针对奥氏体不锈钢在低周疲劳循环过程中存在的一些问题，从应变幅值，合金元素和试验温度等方面研究了稳定型奥氏体不锈钢316L和316LN的低周疲劳行为，通过讨论多级恒温温度变化对循环饱和行为的影响，得出了在较小应变幅下，材料呈现过后的温度值对先前的温度值具有记忆效应的结论。所作穆斯堡尔试验，在一定程度上说明了316LN不锈钢中可能存在着IS结合体，其循环硬化与循环软化可能与IS结合体的存在和破坏有关。     

曲面不锈钢/微晶玻璃层状复合材料的设计制备

设计制备了与1Cr17和0Cr18Ni9不锈钢匹配的CaO-Al2O3-SiO2(CAS)系和BaO-Al2O3-SiO2(BAS)系微晶玻璃,研究了微晶玻璃的各项理化性能。利用流延法制备微晶玻璃生带,以此制备符合曲面不锈钢/微晶玻璃层状复合材料,并对复合材料相关性能进行测试。结果表明,所设计制备的玻璃经850℃、30min热处理后可形成线胀系数与对应不锈钢匹配的微晶玻璃,且具有适宜弯曲强度和较低介电常数、介质损耗;由此制备的曲面不锈钢/微晶玻璃层状复合材料具有良好的绝缘性能、结合强度和抗热冲击性能。     

铁素体不锈钢TIG焊接头组织与性能研究

研究了焊接热输入和微合金元素铌对铁素体不锈钢TIG焊接头组织及性能的影响.实验结果表明,随着焊接热输入的增加,焊接热影响区的粗晶区和焊缝区中铁索体晶粒明显粗化,降低了焊接接头的强度和塑性.铁素体不锈钢中加入少量的铌元素,通过钉扎晶界和拖曳晶界移动的双重作用,阻碍了粗晶区和焊缝区中铁素体晶粒的长大,提高了焊接接头的强度和...