摘要：高强度不锈钢作为强度、韧性及服役安全性俱佳的金属结构材料,广泛应用于航空、航天及海洋工程等领域。本文系统地梳理了高强度不锈钢的研究及发展历程,重点阐述了以析出强化和奥氏体韧化为代表的强韧化机理,及以氢致开裂和H原子扩散富集为主要因素的应力腐蚀及氢脆敏感性问题。认为高强度不锈钢的未来发展将重点关注计算模拟设计,多类型、高共格度析出相复合强化,高机械稳定性的薄膜状奥氏体韧化,综合显微组织和服役环境加深对应力腐蚀及氢脆机理的理解,从而为设计兼备超高强韧性、优良综合服役性能的高强不锈钢提供实际的理论依据。

摘要：运用Thermo-Calc和JMatPro热力学模拟软件对镍基Nimonic 105合金进行了成分优化以及新合金设计研究。研究表明,通过降低Co、Cr和Mo元素含量可有效降低Nimonic 105合金中μ相的析出温度,同时也可降低700℃时合金中σ相的析出倾向。通过调整Nimonic 105的部分合金元素配比设计了一种新型镍基合金HR105C。HR105C合金在700~1200℃区间无σ相和μ相等有害相。在700℃时HR105C合金中γ'相和M_(23)C_6相的平衡析出量的摩尔分数分别约为32%和1%,γ'相的析出略高于Waspaloy合金。HR105C合金的持久性能较Nimonic 105合金显著降低,但与Waspaloy合金相当,甚至可能略优于Waspaloy合金,可满足700℃参数火电汽轮机高温部件用材设计要求,达到了预期优化设计目的。另外,拥有小尺寸的γ'相的HR105C合金具有更好的持久性能。可采取措施通过提高γ'相的稳定性来减缓γ'相的粗化速率,进而使HR105C合金的持久性能得到提升。

摘要：采用Thermo-Calc软件,计算了碳、铬、锰、镍元素和压力因素对22Cr高氮奥氏体不锈钢氮溶解度、凝固过程中相转变以及析出相的影响,并对设计的新型高氮奥氏体不锈钢组织及析出相进行了研究。结果表明:铬元素主要增加液态钢的氮溶解度,增加0.1%(质量分数)的碳即能显著增大奥氏体不锈钢在高温凝固时的最小氮溶解度。锰元素既增加液态钢中的饱和氮溶解度,又增加凝固初期的最小氮溶解度。适当的锰含量能扩大并稳定奥氏体相区,避免"铁素体阱"的出现。少量的镍含量既增加奥氏体不锈钢高温凝固时的最小氮溶解度,缩小高温δ铁素体存在的温度区间,也能使钢在室温下有完全的奥氏体组织。加压冶炼能有效促进氮溶解度。新型高氮奥氏体不锈钢的析出相主要为Cr23C6,Cr2N。采用热力学计算工具可以对高氮奥氏体不锈钢的冶炼、组织控制、热处理和热加工提供科学的指导。

摘要：含铝低密度钢由于其较好的综合力学性能和低密度特征引起结构钢领域研究人员的广泛关注.本文利用ThermoCalc热力学计算软件结合TCFE 7数据库,计算中锰中铝含量Fe-Mn-Al-C钢在不同温度的热力学平衡状态,总结其两相区相比例的变化规律,通过平移和修正等处理方法,绘制针对中锰中铝钢合金成分和相设计的类Schaeffler相图.结合马氏体转变温度的计算讨论对应不同合金成分条件下相种类存在可能,并通过已有材料的相比例和相形貌实验结果分析绘制的类Schaeffler相图的准确性和适用性.绘制的Fe-Mn-Al-C类Schaeffler相图可以直观地提供不同合金成分所对应的相比例、相种类等信息,可用于新型含铝低密度钢的合金设计.

摘要：基于面心立方固溶体结构和时效强化机理,设计出一种新型高密度合金NiW750。利用SEM,TEM对合金微观组织进行观察,采用分离式Hopkinson压杆实验研究合金在动态压缩条件下的特点,并将此合金与其领域常用材料超高强度钢G50及钨合金93WNiFe进行对比。结果表明:NiW750合金在3种材料中综合性能最好。在750℃/5h时效后,合金抗拉强度可达1746MPa,冲击韧度( a kU )可达113J/cm^2。在动态加载条件下,材料存在应变率硬化效应,其动态流变应力可达到2250MPa左右。试样在与中心轴线成45°方向形成绝热剪切带,在应变率约5500s -1 条件下,带宽80~150μm,过渡区较宽,避免材料剪切断裂过早出现。

摘要：通过新的成分设计和综合应用超洁净化技术和金属间化合物及碳化物的时效沉淀强化技术,成功设计了一种新型的超高强度不锈钢。该钢的抗拉强度Rm可达1 940 MPa,KIC大于90 MPa·m1/2,并且具有较高的疲劳性能及高温力学性能,在海洋大气及海水全浸的环境下,该钢的耐腐蚀性能与15-5PH不锈钢相当,且明显优于同强度级别的Aermet100钢。

摘要：对国内外无磁钻铤制造所使用的特殊钢材料进行分析。通过对无磁钻铤材料发展历程的概括,对其成分体系和综合性能的发展规律进行了总结。对研发、工业生产和市场营销等环节进行调查。结合当前高性能无磁钻铤用高氮钢材料的发展趋势,阐述了我国发展此类材料应重点关注的合金体系设计、热加工和耐腐蚀以及力学性能指标等关键技术难题。

摘要：通过调整GY200型镍基高温合金中W,Mo的含量配比,设计了6种不同成分的合金。利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、相分析等手段,研究W,Mo含量对GY200合金的析出相及性能的影响。结果表明合金强度随W,Mo含量增加而提高,塑韧性稍微有所下降,Mo,W总添加量达到一定时,强度不随合金元素添加量的变化而发生改变。W,Mo含量增加,合金在700℃下的强度增加,W添加量大于4%会恶化合金高温塑性。W,Mo含量的增加,γ＇,MC相含量增加,当W＋Mo总量添加达到6%时,γ＇含量不随W,Mo继续增加而变化。W,Mo原子进入γ＇相中替代了Ni原子,W添加量在8%以内,进入γ＇中的W占加入W的总质量分数维持在20%~30%之间;W,Mo添加对M23C6析出产生不同影响,未添加Mo的合金,W含量在4%以内,M23C6型碳化物析出数量较稳定,进一步提高W含量,析出减少。添加Mo后,W的添加量从2%提高到4%时,M23C6含量会急剧降低。

摘要：第四代反应堆的一个基础特征是设计运行温度大多数在500~800℃,而传统压水堆材料体系和数据均在350℃以下得到,无法满足需求。本文通过广泛论证分析,筛选出了适用于大多数反应堆、最接近工程应用的316H不锈钢材料作为研究对象。开展800℃超高温下力学性能、比热容、平均线膨胀系数、晶间腐蚀特性、低周疲劳等试验研究,结果表明,316H不锈钢实测数据结果大幅高于规范标准值,长期应用温度限值建议不超过700℃,短时瞬态运行温度限值建议不超过800℃。该研究为第四代反应堆结构材料筛选和评价提供了依据。

摘要：设计了一种新型的超高强度工程机械用钢,在中试轧机上进行了不同工艺模拟轧制,对比研究了工艺1(80%变形量+直接淬火+250℃回火)、工艺2(90%变形量+层流冷却快冷至650℃/1h+空冷+250℃回火)和工艺3(90%变形量+空冷至650℃/1h+空冷+250℃回火)3种不同控轧控冷工艺对试验用钢的显微组织和力学性能的影响。结果表明:工艺1条件下试验钢的抗拉、屈服强度最高,塑韧性最好,分别可达到1816,1473MPa,伸长率为9.5%,断面收缩率为45%,室温冲击功为28J,-40℃冲击功为21J,硬度值达到50HRC,认为获得的是板条马氏体+残余奥氏体的复相组织和析出的复合微合金碳化物、ε-碳化物强韧化机制的综合作用;工艺2,3分别得到的是板条马氏体+块状贝氏体+残余奥氏体、板条马氏体+针状铁素体+片层状珠光体+残余奥氏体,力学性能下降明显;第二相析出物主要是Nb,V,Ti的复合析出颗粒。