9Ni钢静态再结晶行为研究及其应用

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9ni退火温度

9ni退火温度

9ni退火温度引言9Ni钢是一种具有优异力学性能、耐蚀性和耐高温性能的钢材。

然而,9Ni钢的热处理工艺对其性能具有重要影响。

其中,退火是一种常用的热处理方法,可以改变钢材的组织结构和力学性能。

本文将探讨9Ni钢的退火温度对其性能的影响。

9Ni钢的组织和性能9Ni钢是一种奥氏体钢,其主要构成成分为铁、镍和部分碳、铬等元素。

通过加热和冷却的不同方式,可以得到不同的组织结构和性能。

9Ni钢的主要组织结构有两种:马氏体和贝氏体。

马氏体是一种较硬的组织,具有较高的强度和抗冲击性能;贝氏体则相对较软,具有较好的延展性和韧性。

不同的退火温度可以使马氏体和贝氏体的比例发生变化,从而对钢材的性能产生影响。

退火温度对9Ni钢的影响退火温度是影响9Ni钢组织和性能的重要因素之一。

不同的退火温度会导致不同的相变和晶粒尺寸变化。

低温退火低温退火一般在400℃以下进行。

通过低温退火,9Ni钢的马氏体含量增加,从而提高了钢材的硬度和强度。

同时,低温退火还可以减少钢材的残余应力,提高其抗应力腐蚀性能。

中温退火中温退火一般在600-750℃进行。

通过中温退火,9Ni钢的马氏体向贝氏体转变,从而提高了钢材的韧性和延展性。

此外,中温退火还能使钢材的晶粒尺寸增大,有利于提高其耐蠕变性能。

高温退火高温退火一般在800℃以上进行。

通过高温退火,9Ni钢的贝氏体再度转变为奥氏体,从而使钢材的硬度和强度降低,但提高了其延展性和韧性。

此外,高温退火还能促进晶界的再结晶,改善钢材的晶粒形态和尺寸分布。

实验研究为了深入了解9Ni钢的退火温度对其性能的影响,进行了一系列退火温度的实验研究。

实验使用了标准9Ni钢试样,通过控制退火温度和退火时间,得到了不同组织结构的钢材。

实验结果表明,随着退火温度的增加,9Ni钢的马氏体含量减少,贝氏体含量增加。

同时,钢材的晶粒尺寸也随退火温度的增加而增加。

进一步的力学性能测试显示,低温退火的9Ni钢在硬度和强度方面表现出色,而中温退火的钢材在韧性和延展性方面表现优异。

9Ni钢的焊接工艺研究

9Ni钢的焊接工艺研究
现场焊接工艺试验表明尽管9ni钢在焊接过程中接头的低温韧性不可避免地有所降低但是通过选用含ni大于60的ni基合金焊接材料在工艺中采用小线能量多层焊和适当控制焊接层间温度等措施可得到单相奥氏体焊缝组织并使haz的组织细化有效地控制和改善9ni钢焊接接头的低温韧性获得远高于标准要求的低温韧性值
西安石油大学 硕士学位论文 9Ni钢的焊接工艺研究 姓名:符中欣 申请学位级别:硕士 专业:材料加工工程 指导教师:石凯
(The paper is supported by Science Research Foundation of Changqing Construction
Petroleum Engineering Corporation ofChangqing
Exploration Bureau)
1II
学位论文创新性声明
关键词:9Ni钢焊接工艺焊接热模拟低温韧性局部脆化 论文类型:应用研究 (本文得到长庆石油勘探局长庆建设工程总公司研究资金的资助)

英文摘要
Subjea:
ห้องสมุดไป่ตู้
A Study on Welding Pro吧ess of9 Percent Nickel Steel
Speciality: Name:
Instructor:
(UACGHAZ).super-critically reheated CGHAZ(SCRCGHAZ)and inter-critically reheated CGHAZ (ICRCGHAZl. UACGHAZ and ICRCGHAZ are composed of coarse microstructures and sllow local brittle zone(LBZ)phenomenon at.192℃,and SCRCGHAz is composed of thin microstructures and have beRer cryogenic toughness than UACGHAZ and ICRCGHAZ.CGHAZ.UACGHAZ.ICRCGHAZ and SCRCGHAZ distribute closely along fusion line and compose a brittle belt with little pieces of SCRCGHAZ which can increase cryogenic toughness of the brittle belt.The welding process with mRlti—run and less value of the welding line energy can obtain more SCRCGHAZ and increase its dispersity in HAZ of 9Ni steel.and then enhance cryogenic toughness of HAZ.Site.weld process tests show that though welding processes can unavoidably decrease cryogenic toughness of 9Ni steel welding joints,use of welding consumables containing Ni more than 60%、vt,process with multi.run, less value of the welding line energy and lower inter-pass temperature can get single-phase austenite weld metals and fine microstructures of HAZ.and then efficiently control and improve cryogenic toughness of welded joints,and make its AKV-192"c outclass the demand of

含Al超纯铁素体不锈钢再结晶行为、成形性和高温抗氧化性能研究

含Al超纯铁素体不锈钢再结晶行为、成形性和高温抗氧化性能研究

含Al超纯铁素体不锈钢再结晶行为、成形性和高温抗氧化性能研究铁素体不锈钢由于仅含少量镍或不含镍,在镍资源越来越紧张的今天,正逐步替代奥氏体不锈钢,在汽车,家电等领域获得广泛应用,成为一种资源节约型的绿色环保不锈钢材料。

但是与奥氏体不锈钢相比,铁素体不锈钢在力学,成形性,耐蚀,抗氧化等方面仍然存在一定的不足。

近年来,随着不锈钢冶炼技术和精炼技术的发展和应用,使得铁素体不锈钢中的C,N等有害元素含量大幅降低,超纯铁素体不锈钢的耐蚀性能获得有效提高。

研究发现,在钢液凝固过程中,Al不但能促进非均匀异质形核,提高等轴晶比例,降低板材各向异性,而且还能在热处理过程中细化晶粒,提高板材力学性能。

更为重要的是,当Al达到一定含量时,可以在不锈钢表面形成一层致密的富Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>氧化膜,大幅提高不锈钢的抗高温氧化性能。

本文主要研究了合金元素Al对超纯铁素体不锈钢的再结晶行为、成形性能和1000oC 等温氧化行为的影响。

通过采用金相显微镜、XRD衍射、SEM扫描电镜、TEM透射电镜、EBSD背散射衍射及Thermo-Calc热力学平衡相图计算等技术手段研究了微观组织结构的演变规律。

主要结论如下:1)Al可以显著降低429超纯铁素体不锈钢的再结晶温度,冷轧退火后的平均晶粒大小随着Al含量的增加有少量增加,这主要是因为再结晶温度和夹杂物的面积分数的显著降低。

室温拉伸抗拉强度和屈服强度随着Al含量的增加而线性提高,延伸率变化不大,但是塑性应变比先增加后减少,含0.16 wt.%Al样品呈现出最高的塑性应变比r=1.62。

Al含量的增加可以显著改善429超纯铁素体不锈钢的高温拉伸和压缩力学性能。

随着Al含量的提高,基体和晶界夹杂物类型从单相的TiN演变成复合MgO·Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-TiN颗粒,并且夹杂物的平均大小有少量的增加而面积比例分数降低。

低温叶轮用9Ni钢热处理与组织性能的研究

低温叶轮用9Ni钢热处理与组织性能的研究

低温叶轮用9Ni钢热处理与组织性能的研究9Ni钢作为一种性能优异的低温钢,广泛应用于液化天然气低温储罐板材,而在锻件上的应用相对较少。

9Ni钢在锻件上的应用,对其强度和低温韧性都提出了较高的要求。

本文利用热膨胀仪、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等对低温叶轮用9Ni钢锻件的热处理工艺与组织性能进行了系统研究。

目前少量涉及到9Ni 钢强度的研究,多停留在测试不同热处理工艺下材料的强度层面上,没有对其中深层次的微观机制进行解释,本文采用同步辐射原位观察的方法解释了在一定的热处理工艺下9Ni钢屈服强度随回火温度升高先降后升的现象。

论文主要内容如下:1.9Ni钢相组成及相变特征。

基于Thermo-Calc热力学计算软件计算了9Ni钢的相组成、合金元素对相组成的影响,为制定9Ni钢成分内控范围和热处理工艺奠定基础,同时也为该材料锻造温度选择提供参考。

计算结果显示,C含量从0.0008%增加至0.14%,Ni含量在7%~11%之间变化时,9Ni钢相组成保持不变。

测量了9Ni钢平衡相变点,分析了不同冷却速度下9Ni 钢的形貌特征,结果表明随着淬火冷速增加,组织逐渐由贝氏体向马氏体变化。

2.9Ni钢两相区热处理工艺及逆转奥氏体的稳定性。

研究了热处理工艺参数对9Ni钢显微组织和力学性能的影响,结合低温叶轮用钢的性能要求,制定了合理的热处理工艺:780℃水淬+680℃炉冷+580℃水淬。

经两相区处理后降低了9Ni钢的Ac1转变温度,影响后续回火处理后逆转奥氏体的含量。

经过“淬火+两相区处理+回火”工艺处理试样中的逆转奥氏体在深冷至-150℃过程中仅有极少量发生了失稳转变,深冷处理后不需要进行回火处理;而经过“淬火+回火”工艺处理的试样中逆转奥氏体发生失稳转变的量较大。

3.9Ni钢拉伸性能的同步辐射高能X射线原位研究。

为研究逆转奥氏体对9Ni 钢强度的影响,选取780℃保温1小时水冷+680℃保温0.5小时炉冷+580℃保温1小时水冷的试样在上海同步辐射光源BL14B线站进行了同步辐射原位拉伸试验。

9Ni钢板化学成分丨9Ni钢板力学性能

9Ni钢板化学成分丨9Ni钢板力学性能
9Ni 钢板
一、9Ni 简介 9Ni 钢板是液化气体储存装置用厚度不大于 150mm 的镍合金钢板。9Ni 钢板由氧气转炉或 电炉冶炼, 并进行炉外精炼。 9Ni 钢板一般以调制状态交货, 经需方同意, 厚度不大于 12mm 的 9Ni 钢板可以采用正火+正火+回火状态交货。 二、9Ni 化学成分 化学成分(质量分数)/% C ≤ 0.1 Si 0.1~0.35 Mn 0.3~0.8 Ni 8.5~9.5 p 0.01 S 0.003 Cr 0.25 Cu ≤ 0.35 0.08 0.01 0.08 Mo V Nb Al ≥ 0.015
三、9Ni 力学性能和工艺性能 拉伸试验 上屈服强度 钢板厚度/mm ≤30 > 30~50 575 > 50~100 ≥ 585 __ __ 680~820 18 -196 80 > 100~150 抗拉强 度 断后 伸长 率≥ 温度℃ 冲击吸 收能量 ≥ 冲击试验 弯曲试验 180° B=2a 钢板厚度/mm ≤19 D=2a >19 D=3a
Hale Waihona Puke 四、9Ni 应用 9Ni 钢板主要特点是高镍含量、高纯净度、较高强度、高的低温冲击韧性、良好焊接性能。 9Ni 钢板广泛应用于煤化工和石油化工行业,用于制造大型 LNG 储罐的主要材料之一。

9ni钢固态相变规律探讨

9ni钢固态相变规律探讨

9ni钢固态相变规律探讨
钢固态相变是由温度的变化来改变钢的结构的过程,也就是温度升高到一定温度时,钢的性质会发生显著的改变。

钢固态相变的特点主要有两种:一种是α相,在温度低于α零点位置,钢处于晶间力主宰的晶粒状态;另一种是γ相,在温度高于α点位置,钢处于应力室宰的非晶状态。

两种相的分界位置被称为α零点,由于不同的钢的α零点通常不同,所以α零点的温度也会有所区别。

钢固态相变的规律是:当温度升高到α零点时,钢结构会从α相转变为γ相;当温度再次升到等于α零点时,钢结构会从γ相回归到α相,也就是α零点可以看做γ相和α相之间的临界温度。

在正常情况下,钢固态相变应遵循热处理工艺规定,可以把钢材的组织结构得到一定程度的改变,从而影响钢的性能和使用寿命。

在恰当的温度,经过合适的时间,可以获得更好的热处理效果,其中包括减少相变温度、分析和改善钢的结构、改变其机械性和组织性能等。

材料科学基础 第9章 再结晶解读

材料科学基础 第9章 再结晶解读
式中常数B与材料种类和变形量等有关,常数n为反应 级数,一般材料为3-4,板材(2-3)和线材(1-2)或 更小。
再结晶动力学
再结晶过程也是热激活过程,达到同样的再结晶 程度,也存在温度和时间的等效关系 :
其中激活能Q除决定于材料的类型(成分、纯度等)外, 还和变形量的大小直接相关,显然退火前,材料的冷 塑性变形量愈大,相应所需的激活能愈小。
其他组织变化
再结晶织构:材料的冷变形程度较大,如果产生了变 形织构,在再结晶后晶粒取向的遗传,组织依然存在 择优取向,这时的织构称为再结晶织构。
晶界弓出的形核例证
晶界弓 出形核这种 现象在铜、 镍、银、铝 及铝—铜合 金中曾直接 观察到。
再结晶的其它形核机制
其他形核机制:在再结晶中的形核还有亚晶合并长大, 详细过程就不分析了,总之核心都是在原有晶粒的边 界或变形较大的地方先产生。
核心的长大是变形晶粒晶界附近的原子移动到新 的未变形晶粒上,从而可以减少变形应变能,新晶粒 不断长大到相遇,最后全部为新晶粒,再结晶完成。
冷变形后的材料加热转变
对冷变形的塑性 材料进行重新加热, 随着加热的温度和保 温时的不同,发生的 变化大致可以分为三 个阶段:回复、再结 晶和晶粒的长大,他 们都是减少或消除结 构缺陷的过程。相应 材料的内应力、晶粒 尺寸、强度、塑性等 性能也发生对应变化。
第一节
• 回复的变化 • 回复机制 • 回复动力学 回复概念
其中A为与材料类型结构有关的常数,Q为激活能,R为 气体常数,T发生回复的温度,t为回复进行的时间。
回复动力学
因此在不同的温度下,回复到相同的程度 所用的时间的为:
即ln(t)和1/T成线形关系。一方面可以由此测 量计算它的激活能;另一方面说明热激活过程 中时间和温度的等效关系。实际上任何材料变 形后都在慢慢的发生回复,平时在室温下未见 到性能变化的仅因为变化的速度很慢。

LNG储罐用9Ni钢的焊接性及其模拟研究的开题报告

LNG储罐用9Ni钢的焊接性及其模拟研究的开题报告

LNG储罐用9Ni钢的焊接性及其模拟研究的开题报告
1. 研究背景和意义
LNG(液化天然气)已经成为全球能源领域的重要组成部分。

作为一种清洁、高效的能源,LNG的需求在不断增长。

LNG的储运是一个关键环节,LNG储罐作为LNG
的重要储存设备,其安全性和可靠性有着重要意义。

LNG储罐一般采用9Ni钢作为材料。

该材料在低温下有优异的强度和韧性,而且还能够耐受液化天然气的腐蚀。

但是,LNG储罐的制造需要进行大量的钢板焊接工作,焊接工艺的优化和焊接接头的性能研究对LNG储罐的安全运行以及LNG工业的发展具有重要作用。

2. 研究内容和方法
本研究将以9Ni钢板材为研究对象,利用焊接模拟系统,模拟实际LNG储罐的
焊接过程,研究不同焊接参数对焊接接头性能的影响。

同时,采用金相显微镜、扫描
电镜、X射线衍射等手段,对焊接接头的显微组织和微观结构进行分析,探究焊接过
程对材料性能的影响。

3. 研究计划和进度
第一年:完成9Ni钢板材的热力学和物理性能测试,建立适合的焊接模拟系统,进行焊接实验。

第二年:对实验结果进行分析,探究不同焊接参数对焊接接头的性能影响,同时对焊接接头的显微组织和微观结构进行分析。

第三年:进一步分析焊接接头的性能,提出焊接工艺优化方案,编写论文并进行答辩。

4. 预期的研究成果和意义
通过本研究,可以深入了解9Ni钢板材在LNG储罐焊接中的性能,揭示焊接工
艺对焊接接头性能的影响,为LNG储罐的制造和使用提供科学依据。

同时,通过对焊接接头的显微组织和微观结构的分析,可以为其他类似材料的焊接研究提供参考,促
进LNG工业的发展。

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关 键词 : 9 N i 钢 静态再结晶 热变形 工艺优化
St u d y a nd Ap p l i c a t i o n o f St a t i c Re c r y s t a l l i z a t i o n Be h a v i o r o f 9 Ni St e e l
s h o w t h a t t h e a c t i v a t i o n e n e r g y f o r s t a t i c r e c r y s t ll a i z a t i o n i s 1 9 4 k J / mo 1 .T h e e q u  ̄i o n f o r s t oi c r e e r y s t ll a i z a t i o n k i n e t i c s
Xi e Zha ng l o ng
( T e c h n o l o g y& Q u a l i t y D e p a r t me n t )
Ab s t r a c t : I n o i ' d e r t o g r a s p t h e d e f o r ma t i o n r u l e s o f 9 N i s t e e l a t h i g h t e mp e r a t u r e ,e s p e c i a l l y t o s t u d y t h e s t a t i c r e e r y s t a l —
体 的静 态再结 晶行为。结果表 明 : 9 N i 钢的静态再结晶激活能为 1 9 4 k J / m o l , 建立了静 态再结 晶动 力学方程 , 且
其 模 拟 结果 与 实测 结 果 吻 合 。 利 用 9 N i 钢 高 温 变 形规 律 优 化 热 轧 工 艺 , 得到的热轧态组织均 匀细小, 热 处 理 后 不 仅 提 高 了低 温 冲 击 性 能 , 且 降低 了 冲击 值 散 值 率 。
静态再结 晶是金属材料热 变形过程 中重要 的物 理冶金行为 , 决 定 了变 形过程 中的流变应力 和组织 。 掌握静态再结晶动力学 规律可 以为制定和优化 热变 形工艺参数提供 理论依据 。本文通 过双道次压 缩试 验建立 9 N i 钢静态再结 晶动力学模型。并利用 9 N i 钢
l i z a t i o n b e h a v i o r i n a u s t e n i t e ,d o u b l e — h i t c o mp r e s s i o n t e s t h a s b e e n d o n e o n G l e e b l e 3 8 0 0 t h e r mo — s i mu l a t o r .T h e r e s u l t s
i s e s t a b l i s h e d,t h e s i mu l a t i o n r e s u l t i s i n a c c o r d a n c e wi t h me a s u r e d r e s u l t .A f t e r o p t i mi z i n g r o l l i n g p a r a me t e r s g u i d e d b y h i g h t e mp e r a t u r e d e f o r ma t i o n r u l e s o f 9 Ni s t e e l , t h e r o l l i n g mi e r o s t ue r t u r e i s r e f i n e d a n d h o mo g e n e o u s ,l o w t e mp e r a t u r e i mp a c t p r o p e r t y h a s b e e n i n c r e a s e d a n d t h e r a d i o o f u n q u a l i i f e d i mp a c t v a l u e s h a s b e e n d e c r e a s e d a f t e r h e a t t r e a t me n t . Ke y wo r d s : 9 Ni s t e e l ;s t a t i c r e c r y s t a l l i z a t i o n;h o t d e f o r ma t i o n;p r o c e s s o p t i mi z a t i o n
静 态 再结 晶规 律优 化 热轧 工艺 , 取得 了理想 的 效果 。
少试样与锤头的摩擦 , 利于形变均匀性 。
表 1 实 验 钢化 学成 分
双道 次 压 缩 试 验 工 艺 示 意 图 如 图 1 所示 。为 了
分析不同温度不 同时 间间 隔内 的静 态再 结 晶行 为 ,
1 试 验 实验 钢 化 学 成 分 见 表 1 。 将 钢 板 加 工 成

南 钢科技 与 管理
2 0 1 3年第 4期
9 N i 钢 静态 再 结 晶行 为研 究及 其 应 用
谢 章 龙 ( 技术质量部 Nhomakorabea 摘 要 : 为了掌握 9 N i 钢的高温变形规律, 在G l e e b l e 3 8 0 0热模拟试验机上进行 了双道次压缩实验 , 研究奥氏
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