高氮奥氏体不锈钢切削试验研究
超级奥氏体不锈钢的发展_性能与应用_下_
超级奥氏体不锈钢的发展,性能与应用(下)孙长庆瑞典Avesta Sheffield 有限公司研究发展部4超级奥氏体不锈钢的加工与工艺性能奥氏体不锈钢有良好的可加工性,改进后的加工技术不仅降低了现阶段的生产成本,普通级的不锈钢不再那么昂贵,且使更高级的不锈钢也纳入了商业供应渠道。
4.1热加工与标准不锈钢相比,超级奥氏体不锈钢在形变过程当中通常会表现出流动应力增大,特别是那些钼和氮含量较高的不锈钢。
尽管这些超级奥氏体不锈钢的强度较高,见表2(本文第2.2节),但仍可用加工力较大的设备进行热加工。
特别值得注意的是对于热加工的温度范围必须严格控制。
温度过高会导致过度氧化并最终降低其延展性。
而温度过低又会导致其可成型性的降低。
根据阿维斯塔谢菲尔德有限公司多年生产和使用超级奥氏体不锈钢的经验,6钼和7钼超级奥氏体不锈钢的热加工温度范围应分别为1200～1000℃和1150～1000℃。
对于大部分超级奥氏体不锈钢,有必要在热成形加工后进行一次固溶热处理。
对于退火温度高达至少1150℃的6钼和7钼超级奥氏体不锈钢来说,要求在热处理后进行快速淬水。
冷却速度要求越快越好。
冷却速度过慢会导致耐腐蚀能力的降低。
4.2冷加工因为延伸率非常类似,超级奥氏体不锈钢与标准的300系列奥氏体不锈钢相比,在性能上无本质差别。
其冷加工性能良好。
如板式换热器的生产甚至使用了高合金化的654SMO 型含7%钼的超级奥氏体不锈钢,而铁素体不锈钢和双相不锈钢则因延伸率低而不适于这种应用。
但由于强度较高,这些钢在冷成型处理时需要更大的初始力。
同时,这些高合金不锈钢具有较高的加工硬化速率。
在进行加工制造时应给予注意。
图2和图3分别表示了254SMO和654SMO 在冷变形情况下硬化情况。
图2(14)254SMO 在冷加工后的机械性能图3(15)654SMO 在冷加工后的机械性能超级奥氏体不锈钢可以在冷加工条件下使用,性能不会有太大变化。
但冷加工部件一旦经受象焊接之类的热加工及热操作就会加快金属中间相的析出。
奥氏体不锈钢焊缝金属深冷低温环境下的韧性试验
热影响组织以铁素 的临界冷却速度； 当 !7 D 4 H 24 * 时， 体为主， 有少量的珠光体。随着冷却速度的减慢， 热影 响区晶粒粗化。 （ , ） 与 热 轧 钢 热 影 响 区 相 比，控 轧 控 冷 3=?@"A’B) 钢焊接热影响区的硬度较高。 随着冷速的 降低， 两种耐候钢的硬度均减小； 当 !7 D 4 H 24 * 时， 热影 响区硬度下降明显， 甚至低于母材。 参 考 文 献
作者简介： " 徐立新， -=.= 年出生， 硕士， 工程师。研究方向为 特种钢焊接工艺， 低温不锈钢焊缝性能， 焊接专利 技术等。
试验研究。但从以上的试验中， 可以有一个大致的认 识： 对于奥氏体不锈钢在焊缝金属为超低碳的前提下， 降低铁素体含量， 使焊缝与母材具有相同的金相组织， 对提高低温韧性是有益的。 !" 结" " 论 （ - ）选用超低碳的双相（ : ; 0） 奥氏体组织不锈 钢焊条， 在 < -=.> 环境下， 可以获得较好的韧性， 并得 到合格的低温冲击吸收功； （ 1 ）选用超低碳的单相奥氏体组织不锈钢焊条， 如在 < -=.> 环境下， 可以得到更为理想的低温冲击吸 收功， 有较大的低温韧性储备量； （ ,） 选用合适的焊接方法和焊接材料。降低奥氏 体不锈钢焊缝金属中的氢和铁素体的含量， 对低温韧 性的提高是有益的； （ 2 ）采用小的焊接参数， 缩小晶粒度， 有益于改善 奥氏体不锈钢的低温韧性。
焊接! ! 经验交流! ! "#$%&’%$( )**$+
奥氏体不锈钢焊缝金属深冷低温 环境下的韧性试验
机械工业法律事务中心（ 北京市! ,--./0 ） ! ! 徐立新 ! ! 当前国内生产的深冷低温液体储运容器的设计温 度通常为 1 ,.0 2 1 ,345 ， 主体母材为 ,. 1 . 型奥氏 体不锈钢。通常认为， 奥氏体不锈钢及其焊缝金属在 深冷低温下不仅具有较高的强度， 而且具有极优良的 低温塑性和韧性， 因而成为深冷低温环境下应用的主 要结构材料之一。但是， 奥氏体是亚稳定的（ 例如 0-系列钢） ， 其优良的低温特性受到本身亚稳定性的不良 影响。而奥氏体不锈钢的化学成分、 冷变形及低温热 循环等又是影响奥氏体组织稳定性的 重 要 因 素。在 678- —,33. 《 钢制压力容器》 标准发布后， 附录 9 “ 低温 压力容器” 中， 对奥氏体不锈钢的焊缝金属， 在设计温 度下提出了 ! :; 不得低于 0, < 的要求。对此笔者做了 大量的焊接工艺性试验。发现常规采用的 =,0> 、 =,0/ 等焊材并不能满足新标准的要求， 同时对如何提高奥 氏体焊缝金属的低温韧性有了新的认识。 !" 焊接工艺性试验方法及结果 !# !" 焊条电弧焊 试板材质： -9#,.?’3 ； 板厚： ,@ AA； 焊条规格： !0B / AA， 焊接电流： .- 2 ,,- =， ,/- 2 ,@- =； 电弧电 !@ AA； 压： // 2 /@ C； 焊接速度： /- 2 /@ %A D A’E； 极性： 直流反 接； 层间温度： 低于 ,-- 5 ； 清根方式： 碳弧气刨后砂轮 打磨。这种焊条电弧焊的焊缝金属化学成分及力学性 能见表 , 所列。
高氮奥氏体钢中氮析出和溶解的热力学与动力学研究
冶 金 丛 刊
Ｍ ＥＴＡＬＬＵＲＧＩ ＣＡＬ ＣＯＬＬＥＣＴＩ ＯＮＳ
Ｓｕ ． ｍ ２０１
ＮＯ． ５
０ｃｏ ｅ ２ Ｏ ｌ ｔｂ ｒ ２
高氮 奥 氏体 钢 中氮 析 出和 溶 解 的热 力 学 与动 力 学 研 究
何 提 高氮 含 量 成 为 了研 究 的焦 点 。本 文 介 绍 了 氮 在 高 氮 奥 氏 体 钢 中的 作 用 ， 析 了氮 在 高 氮 钢 中析 出 和 溶 解 的热 分 力学 原 理 ， 增 压 提 高 氮 含量 的措 施 提 供 了理 论 基 础 ； 时 分 析 了 其 动 力 学 原 理 ， 讨 了 钢 液 吸 氮 和 脱 氮 的 限制 性 为 同 探 环节 。此 外 ， 文 还从 微 观 角 度 ， 本 即从 形 核 机 理 阐述 了高 氮 奥 氏体 钢 氮 析 出 和 溶 解 的 新 的 研究 方 向 。
能。
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公式 （ ） 右两边 取对数 ， ： ３左 得
ｌ％ ： ÷（ 一 （ ｇ Ｎ ｌ＋ ｌ ［ ｇ ｇ ｌ ４ ） ）
对 于 多组元 铁合金 稀溶 液 ，
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曹春 磊 周 俐
（ 徽工业 大学 冶金与 资源 学院 ， 安 安徽 马 鞍 山 ２ ３ ０ ） ４ ０ ２
摘 要 常压 下 氮 在 钢 中 的溶 解 度 遵 循 Ｓｅｅ ｓ 律 ， 解 度 较 低 （ 常 低 于 ０ ３ ） 因此 ， 高 氮 钢 的冶 炼 中 ， ｉ ｒ定 ｖｔ 溶 通 ．％ ， 在 如
研究 指 出 ， 和 锰 可 替 代 镍 稳 定 奥 氏 体 组 氮
奥氏体系高氮不锈钢DSN9
优秀的奥氏体系高氮不锈钢DSN9一直以来人们就知道奥氏体生成元素氮不仅通过固溶强化能使不锈钢的强度提高，而且能作为改善耐蚀性的元素来代替高价Ni，因此氮一直被用于改善强度和耐蚀性。
对于SUS316L（Fe-25Ni-23Cr-6Mo-0.2N）所代表的耐海水用超级奥氏体系不锈钢，为了提高其耐蚀性而多量添加铁素体生成元素Cr及Mo；与此同时，为了稳定奥氏体而多量添加Ni，故这是一种高价的不锈钢。
日本大同特殊钢公司以SUS316为基础，开发了旨在实现高氮化的DSN9（Fe-23Cr-10Ni-6Mn-2Mo-0.5N，mass%）。
钢种开发人员以添加高量的氮代替Ni来改善强度和耐蚀性，从而以低成本开发成功了DSN9，其耐蚀性可与SUS836L媲美。
另外，该钢从室温至高温的强度高，高温下的相稳定性也优良，并且具有与耐热不锈钢SUS310S同等的抗氧化性。
而且，DSN9冷变形性能也优良，是一种不仅适用于耐蚀用途而且也适用于耐热用途的优秀高氮奥氏体系不锈钢。
DSN9的化学成份见下表。
为了多量添加N，有必要提高钢水中的N和凝固后的奥氏体相的氮固溶极限值。
而且为了在浇铸时不产生氮气孔，凝固时的奥氏体相的氮溶解度必须比钢水中的氮含量还要大。
为此，DSN9以SUS316为基础添加了Mn6%，并将Cr含量提高到了23%。
另外，即使将Ni含量降低到10%，也能通过添加0.5mass%的氮保持稳定的奥氏体相。
表1 DSN9的化学成份（mass%）C Mn Ni Cr Mo N Fe0.02 6.0 10.0 23.0 2.0 0.5 余量经1373K×0.5hr/WC固溶处理的DSN9的室温抗拉性能见下表。
其0.2%屈服强度及抗拉强度均比SUS316高得多，抗拉强度及延性也比高强度双相不锈钢SUS329J1好得多。
表2 经1373K下固溶处理的DSN9的室温抗拉性能钢0.2%屈服应力（MPa）极限抗拉强度（MPa）延伸率（%）断面收缩率（%）DSN9 431 836 55 72 SUS316 243 591 58 74SUS329J1 490 670 36 61DSN9的冷加工变形量可达到80%；冷加工后也能得到比SUS304高的抗拉强度，通过80%的冷加工变形量，抗拉强度可达到1700MPa，延伸率达到与SUS304同等水平，具有优良的冷变形性能。
奥氏体不锈钢低温性能
奥氏体不锈钢低温性能本文旨在介绍奥氏体不锈钢以及其在低温条件下的性能。
奥氏体不锈钢是一种重要的金属材料，具有广泛的应用领域。
在低温环境中，材料的性能会发生变化，因此了解奥氏体不锈钢在低温下的性能至关重要。
奥氏体不锈钢的组成奥氏体不锈钢是一种具有优异耐腐蚀性能的钢材，其主要成分是铁、铬和镍。
除此之外，它还包含少量的碳、硅和其他合金元素。
这些化学成分赋予了奥氏体不锈钢良好的机械性能和耐腐蚀性。
不锈钢的微观结构对其性能也有重要影响。
奥氏体不锈钢具有奥氏体的微观结构，这是一种稳定的晶体结构，具有良好的塑性和韧性。
奥氏体不锈钢中的铬元素能够形成氧化铬膜（即钝化膜），这种膜可以有效防止金属与外界介质的直接接触，从而实现耐腐蚀性能。
总之，奥氏体不锈钢的化学成分和微观结构决定了其优异的耐腐蚀和力学性能，在低温环境下能够保持良好的性能表现。
本文将探讨奥氏体不锈钢在低温环境中的力学性能、抗腐蚀性能以及其他重要性能。
奥氏体不锈钢在低温条件下具有良好的力学性能。
它表现出较高的抗拉强度、屈服强度和延展性，这使得它成为低温应用的理想选择。
在低温环境中，奥氏体不锈钢仍然能够保持其机械性能，不易发生脆性断裂。
奥氏体不锈钢在低温环境中也具有良好的抗腐蚀性能。
它能够有效抵抗对其金属结构的腐蚀侵蚀，延长使用寿命。
不锈钢中的铬元素形成一层致密的氧化铬层，阻挡了氧气和湿气的进一步侵蚀，从而保护不锈钢免受腐蚀。
除了力学性能和抗腐蚀性能，奥氏体不锈钢在低温下还有其他重要性能。
例如，它具有较低的热传导性，能够保持较低温度下的表面温度；同时具备较高的电导率，能够在低温条件下提供良好的电性能。
此外，奥氏体不锈钢还具有良好的低温冲击韧性和耐磨性。
综上所述，奥氏体不锈钢在低温环境中展现出优异的力学性能、抗腐蚀性能以及其他重要性能。
这使得它在低温应用领域具有广泛的应用前景。
奥氏体不锈钢是一种常用的材料，广泛应用于低温环境下。
了解影响奥氏体不锈钢低温性能的因素对于设计和选择材料具有重要意义。
奥氏体不锈钢
高氮不锈钢的抗拉强度目前已能达到 3600MPa,预计不久的将来可超过4000MPa并同 时具有良好的韧性和较高的抗腐蚀性能。具 有良好性能的高氮不锈钢已经开始进入商业 化应用阶段,如大型火力发电机(300MW以上) 护环钢已在发达国家和我国得到广泛应用,而 且随着制造工艺技术的进步,制造成本将不断 降低,性能进一步提高,高氮不锈钢的应用范 围将不断扩大。
在一个大气压下1600 ℃时,氮在纯铁液中的溶解度仅 为0.045 %。所以 ,虽然高氮奥氏体不锈钢的优异性能毋 庸置疑,但它的制备还是有一定困难的。
现已研制出的制备方法有热等静压熔炼法(HIP)、 加压感应炉熔炼法、高压下等离子熔炼法、加压电渣重 熔法(PESR)、反压铸造法、粉末冶金法以及利用先进的 计算机合金设计方法进行的常压下高氮钢的熔炼等。用 以上方法成功试制出一些典型的高氮奥氏体不锈钢,化学 成分如表1所示。
可以预见,高氮不锈钢在交通运输(汽车、 火车、轮船)、建筑(如超高强度钢筋)、宇航 空间工业、海洋工程、原子能和军事工业等 许多领域将得到广泛应用。
Thank you for your appreciation
I'm Xiaofeng
See you !
第三小组
铬镍奥氏体不锈钢优良的热塑性使其易于施以锻造、轧制、 热奥穿氏孔体和不挤锈压钢等生热产加工工艺，性钢能锭良加好热，温特度别为是1铬15镍0～奥1氏26体0℃不，锈变钢形，温 度采范用围生一产般特为殊9钢00的～常11规50手℃段，可含以铜顺、利氮地以生及产用出钛各、种铌常稳用定规化格的钢 种的偏板靠、低管温、，带而、高丝铬、、棒钼材钢以种及偏锻靠件高和温铸。件由。于由导于热合差金，元保素温(特时间 应别较是长铬。)含热量加高工而后碳工含件量空又冷低即，可多。采铬用锰电奥弧氏炉体加不氩锈氧钢脱热碳裂(纹AO敏D)感 性或较真强空，脱钢氧锭脱开碳坯(V时OD要)法小大变批形量、生多产道这次类，不锻锈件钢宜材堆，冷对。于可高以级进行 冷牌轧号、的冷小拔批和量旋产压品等可冷采加用工真工空艺或和非冲真压空、非弯感曲应、炉卷冶边炼与，折必叠要等成 形时操加作电。渣铬重镍熔奥。氏体不锈钢加工硬化倾向较铬锰钢弱，一次退火 后冷变形量可以达到70%～90%，但铬锰奥氏体不锈钢由于变形抗 力大，加工硬化倾向强，应增加中间软化退火次数。一般中间软 化退火处理为1050～1100℃水冷。
奥氏体不锈钢层错能的理论研究
学号：1205101032计算机在材料中的应用奥氏体不锈钢层错能的理论研究姓名：徐敏专业：材料科学与工程二〇-六年-月摘要层错能是材料塑性变形中的重要本征参数，对材料的脆性-韧性转变有着重要影响。
常温下材料最常见的两种塑性变形方式是位错滑移和孪生，位错的滑移和孪生导致了滑移带和孪晶的产生。
虽然滑移带和孪晶引起晶格的畸变量较小，但是层错能的高低，尤其是本征层错能(γisf)和非稳定层错能(γus)，却影响着位错的形核、运动、束集、交滑移和分解。
降低材料的层错能有利于进-步激发位错的滑移和孪生，从而改善材料的力学性能。
N和Ni是奥氏体不锈钢中主要的合金化元素，对不锈钢的组织、性能有着重要影响。
尽管实验上己有不锈钢γisf的值，但是测量过程对实验设备要求很高，并且只能获得γisf，且实验测得的γisf偏差较大。
而计算材料科学的发展刚好弥补了实验上的不足，目前已经成功应用于A1、Fe、Cu、Ni等材料的层错能的研究。
本论文采用基于密度泛函理论的第-性原理，从原子层次上研究了Ni对奥氏体不锈钢层错能的影响。
主要研究内容如下:（1）研究了Ni对奥氏体不锈钢稳定性的影响。
结果表明Ni固溶后都能够提高奥氏体不锈钢的稳定性，Ni的占位对于奥氏体不锈钢的稳定性影响不明显。
（2）从电子层次上探索了Ni对于奥氏体不锈钢的影响:Ni固溶于奥氏体不锈钢后改善了Fe和Cr原子周围的电荷分布，加强了Cr原子和Fe原子之间的成键能力（3）研究了Ni对奥氏体不锈钢γus、γisf的影响:Ni含量的增加，提高了位错滑移所需克服的势垒，增加了位错滑移的难度关键词:奥氏体不锈钢，层错能，镍，第-性原理1.Cr在奥氏体不锈钢中的作用Cr是奥氏体不锈钢中最主要的合金元素，奥氏体不锈钢耐蚀性的获得主要是由于Cr促进了钢的钝化并使钢保持稳定钝态的结果，但是不锈钢中的Cr含量高于12%时其耐腐蚀能力才比较优越，因此不锈钢中的Cr含量都大于12%。
奥氏体不锈钢的力学性能及工艺性能
奥氏体不锈钢的力学性能及工艺性能奥氏体不锈钢的力学性能不论不锈钢板还是耐热钢板，奥氏体型的钢板的综合性能最好，既有足够的强度，又有极好的塑性同时硬度也不高，这也是它们被广泛采用的原因之一。
奥氏体型不锈钢同绝大多数的其它金属材料相似，其抗拉强度、屈服强度和硬度，随着温度的降低而提高；塑性则随着温度降低而减小。
其抗拉强度在温度15~80℃范围内增长是较为均匀的。
更重要的是：随着温度的降低，其冲击韧度减少缓慢，并不存在脆性转变温度。
所以不锈钢在低温时能保持足够的塑性和韧性。
奥氏体不锈钢的工艺性能1. 焊接性能奥氏体不锈钢与其它各类不锈钢相比,有着较好的焊接性能,对氢脆也不敏感,可用各种焊接方法顺利地对工件进行焊接或补焊。
工件在焊前无需预热,若无特殊要求,焊后也可不进行热处理。
奥氏体不锈钢在焊接工艺上应注意焊缝金属的热裂纹。
在焊接热影响区的晶界上析出铬的碳化物以及焊接残余应力。
对于热裂纹,可采用含适量铁素体的不锈钢焊条焊接,能取得良好的效果。
对于要接触易产生局部腐蚀的介质的工件,焊后应尽可能地进行热处理,以防发生晶间腐蚀、应力腐蚀开裂和其它局部腐蚀。
2. 铸造性能奥氏体不锈钢的铸造性能比马氏体和铁素体不锈钢好。
这类钢中的1828 型钢的铸造收缩率一般为2 %～2. 5 %;18212Mo 型钢的铸造收缩率一般约为2.8 %左右。
在这类钢中,含钛的奥氏体不锈钢,其铸造性能比不含钛者要差,易使铸件产生夹杂,冷隔等铸造缺陷。
含氮的奥氏体不锈钢(如ZGCr18Mn8Ni4N)铸造时气孔敏感性较大,在冶炼、铸造工艺上都必须采取防护措施,严格烘烤炉料,采用干型,并严格控制出钢温度和浇注温度等。
合金元素(如铬、镍、钼、铜等)含量高的奥氏体不锈钢(如ZG1Cr24Ni20Mo2Cu3)在铸造时,铸件(特别是形状较复杂的厚大铸件,以及长管状铸件)易产生裂纹,严重者甚至出现开裂。
因此,必须在铸造工艺、冶炼工艺上采取特别的措施。
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削性 能最好 ， 刀具 寿命 最长 。
关键 词 ：刀具技 术 ；高 氮奥 氏体 不锈 钢 ；硬 质合 金刀 具 ；磨 损形 态 ；刀具 耐用 度
中图分类 号 ：Ｔ ５ １ Ｇ ０ 文 献标 志码 ： Ａ 文章 编号 ：１０ —０ ３ ２ １ ） ８１ ６ －５ ０ ０ １９ （ ０ ０ ０ —０ ７０
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第 ３ 卷 第 ８期 １
２０ １０年 ８月
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高氮奥 氏体不锈钢切 削试 验研究
张宏 勇 ，陈巍 ，刘 燕 林 庞 学 慧 ，
（ ．中北 大 学 机 械 工程 与 自动 化 学 院 ，山 西 太原 ０ ０ ５ ； ．中 国兵 器 科 学 研 究 院 宁波 分 院 ，浙 江 宁 波 ３ ５ ０ ） １ ３０ １ ２ １ １３
摘 要 ：高 氮奥 氏体 不锈 钢是 一种 难 加 工材 料。 在分 析 材 料 特 性 的基 础 上 ， 过 刀具 磨 损 与 耐 通
用度 对 比试验 ， 究 了切 削过 程 中刀 片 的典 型磨 破 损形 态和 磨损 机理 ， 出了相对 较优 的刀具 材 料 研 得 牌 号和 切 削参数 。研 究结果 表 明： 刀片典 型 的磨 破损 形 态 主 要表 现 为 前 刀 面粘 结磨 损 和 刀 尖微 崩 刃破损 等 ； 由于 稳定 的积 屑瘤 的产 生 ， Ｇ Ｙ ８与其 它刀 片相 比 ， ５ ７ ｍｉ 在 ０～ ５ｍ／ ｎ的切 削速度 范 围 内切