彭以超
,
张麦仓
,
肖将楚
,
董建新
,
杜晨阳
材料热处理学报
以Cr35 Ni45 Nb合金钢为对象进行一系列高温蠕变持久试验,并采用SEM、EDS等对试样外表面、横截面及断口进行了观察分析.结果表明,蠕变过程中Cr35Ni45Nb的氧化腐蚀对持久寿命的影响较大,它主要取决于表面氧化膜破裂-自修复和内氧化两种行为的耦合过程;当氧化膜失去保护作用后,严重的内氧化过程将逐渐向心部扩展,使得晶界强度急剧弱化,材料的有效承载面积减小,从而加速材料的蠕变进程.另外,高温应力环境下Cr35Ni45Nb钢中会同时发生一次碳化物聚合粗化、析出相粒子数目减少、内氧化等化学损伤,以及蠕变空洞的形核长大甚至裂纹的形成等机械应力损伤,这两种损伤相互促进,导致炉管材料组织及力学性能弱化,持久寿命降低,Larson-Miller参数法外推的持久寿命发生一定程度的偏离.
关键词:
Cr35Ni45
,
内氧化
,
蠕变
,
持久寿命
杜晨阳
兵器材料科学与工程
doi:33-1331/TJ.20110907.2316.005
采用光学显微镜、扫描电镜及能谱分析等测试方法,对25CrMnSi厚钢板切割裂纹进行了研究.结果表明,钢板出现切割开裂,主要是热轧厚板基体组织粗大,切割后局部过热,在尖角处产生较大的内应力集中所造成.据此,提出了改进措施,并在生产中取得了良好效果.
关键词:
厚钢板
,
裂纹
,
组织粗大
,
内应力
彭以超
,
张麦仓
,
肖将楚
,
杜晨阳
,
董建新
材料热处理学报
采用真空渗碳方式对服役2.5年的乙烯裂解炉管钢Cr35Ni45Nb进行了加速渗碳处理,并进行了一系列的高温(1080℃)持久试验;分析了合金在接近实际服役温度下的渗碳特性和持久试验中合金内氧化与蠕变交互作用所引起的材料组织转变、空洞萌生及裂纹形核扩展等规律,重点讨论了渗碳对于合金高温持久寿命的影响机理.结果表明:在高温应力及渗碳因素的叠加条件下,Cr35Ni45Nb炉管近表面碳化物-基体相界面发生内氧化,造成低应力下较易形成空洞和裂纹,而且,裂纹更容易在柱状晶区枝晶间萌生扩展.渗碳时间越久,渗碳层深度越大,Cr35Ni45Nb钢炉管的持久寿命越长.主要原因在于,渗碳造成枝晶间或晶界碳化物增多,降低了合金的蠕变速率,延长了持久寿命;同时,渗碳过程形成的相当于合金内部摩擦力的渗碳应力也部分抵消了外部应力的作用.此外,尽管渗碳强化Cr35Ni45Nb耐热钢,但降低了其高温塑性,同时也会与服役环境下温差热应力及热疲劳损伤等发生交互作用,导致实际服役炉管的早期失效.
关键词:
真空渗碳
,
Cr35Ni45
,
高温持久寿命
,
内氧化
彭以超
,
张麦仓
,
李伟
,
董建新
,
杜晨阳
材料热处理学报
通过对压力容器用Q345R钢板不同温度及时间下的模拟过火处理实验及相关性能测试,研究了过火处理参数对Q345R钢宏观性能(与压力容器服役过程主受力方向相关的)的综合影响.结果表明,在过火处理温度范围内,Q345R钢的表面硬度、抗拉强度及冲击韧度均在700℃附近存在明显的下降,而800℃以上处理时,综合性能明显回升;尽管Q345R钢板的初始组织呈带状分布,但综合性能对组织的带状分布并不敏感.因此,在Q345R钢压力容器设计时,应避免服役温度接近700℃.进一步的等温转变曲线计算及组织观察结果表明,700℃处于Q345R钢相转变的温度波动区,在该区域保温时,珠光体退化或渗碳体球化是Q345R钢性能下降的主要原因;由于Q345R钢板初始组织呈带状分布,过火处理后珠光体的退化应该是亚温球化退火和常规球化退火两种机制共同作用的结果.
关键词:
Q345R
,
过火处理
,
珠光体退化
,
综合性能
赵莉
,
杜晨阳
,
张新
,
张景淑
,
徐辉
兵器材料科学与工程
采用可控气氛保护方式对火炮零件中精铸件进行正火脱碳试验.结果表明,工件脱碳层深度由调节炉气碳势进行控制,通过合理设定炉气碳势及确定最佳装炉批量,可以满足精铸件脱碳层深度WJ478-95部颁标准要求.
关键词:
精铸件
,
脱碳
,
可控气氛
,
碳势
宋若康
,
张麦仓
,
杜晨阳
,
董建新
材料热处理学报
针对乙烯裂解炉管在服役过程中的结焦失效现象,采用XRD、扫描电镜和电子探针等手段对服役2.5年Cr35-Ni45型炉管的结焦机制、组织特征及力学性能进行了研究.结果表明,炉管的焦体由催化结焦形成的丝状焦和热裂解结焦形成的球状焦油滴组成,焦体对氧化膜破坏较大,导致了严重的渗碳.结焦后炉管内壁外侧的Cr2O3氧化层基本消失,只剩下了少量沿晶界分布的SiO2,内壁附近的碳化物贫化区消失,在其亚表层出现了一个很宽的渗碳层.结焦炉管中有3种碳化物,分别是内壁最外侧少量富铬的M3C2,渗碳区富铬的M7C3,心部基体的M23 C6.此外,结焦引起的碳化物粗化及组织不均匀,导致炉管的力学性能下降.造成结焦炉管组织性能变化的主要原因是该合金在高温服役时不同碳、铬浓度下的析出相稳定性不同.
关键词:
Cr35-Ni45
,
结焦
,
渗碳
宋若康
,
张麦仓
,
杜晨阳
,
董建新
稀有金属材料与工程
采用光学显微镜、XRD、扫描电镜和电子探针等手段对不同服役时间(原始态、服役1.5年及6年)Cr35Ni45型裂解炉管的组织形态及析出相演化规律进行系统分析.结果表明,原始铸态炉管的组织为奥氏体基体、长条状M7C3碳化物及鱼骨状NbC与基体的共晶体;高温长期服役过程中,M7C3发生向M23C6碳化物的转变,共晶碳化物NbC发生向铌镍硅化物或η相转变,同时,晶内析出大量弥散分布的颗粒状二次M23C6碳化物;随着高温服役时间的进一步延长,碳化物形态从原始的条状、鱼骨状向块状转变并逐渐连接成网,晶内析出的二次碳化物随服役时间的延长逐渐溶解合并,数量减少.造成Cr35Ni45钢高温长时服役过程中析出相结构及形貌变化的主要原因在于该钢1000℃左右的服役条件及高温下析出相的稳定性.
关键词:
Cr35Ni45钢
,
高温长时服役
,
析出相演化
彭以超
,
张麦仓
,
杜晨阳
,
董建新
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2014.00271
采用乙炔真空渗碳方式对服役6a的乙烯裂解炉管合金Cr35Ni45Nb进行了加速渗碳处理,并利用SEM,XRD及定量电子探针等手段对渗碳前后炉管内壁的渗碳行为及相演化机理进行系统研究.结果表明,炉管内表面形成了较厚的Cr2O3/SiO2复合氧化层.复合氧化层表现出良好的抗腐蚀能力,是阻止C渗入炉管内部的有效障碍.材料的抗渗碳能力主要取决于表层Cr2O3的连续性、致密性和亚表层SiO2的稳定性.在低氧分压且具有还原性的气氛中,表层的Cr2O3层逐渐碳化为Cr3C2,并且Cr3C2逐渐剥离和脱落,使得保护性Cr2O3膜的抗渗碳能力逐渐减弱甚至消失.亚表层的SiO2虽具有优良的热力学稳定性,但Si较低的活度使得SiO2层不够连续,仍有部分C从氧化层空隙间渗入.当移除该复合氧化层或者渗碳时间足够长使得复合氧化层抗渗碳能力急剧减弱时,炉管材料内部由于发生严重的内部渗碳使得组织结构发生了显著变化:枝晶间碳化物严重合并和粗化,并原位发生由M23C6到M7C3的转变,同时在碳化物内部析出类似于离异共析状的蠕虫状y相.距表面越近,C活度越高,导致在约0.5 mm深的范围内发生以大量石墨析出为特征的金属尘化现象.碳化物的严重合并粗化以及金属尘化现象会造成炉管组织的严重弱化、宏观裂纹的产生以及炉管服役寿命的降低
关键词:
Cr35Ni45Nb合金
,
真空低压渗碳
,
抗渗碳性
,
氧化膜
,
金属尘化
杜晨阳
,
曹备
,
吴荫顺
腐蚀与防护
交流干扰可对埋地管道阴极保护系统的正常运行产生影响.本工作通过实验室模拟装置来探讨交流干扰环境下埋地碳钢管道的新的保护电位准则.结果表明,在环境中存在交流干扰电场的作用时,可以通过提高阴极保护电位(即更负的保护电位)来达到抑阻金属腐蚀、实现保护的要求.一般而言,交流干扰作用越大,作为有效性判据的阴极保护电位也越负.当把阴极保护电位提高的一个较大值时,如-1200 mV(CSE)时,在试验条件下,阴极保护电流几乎不发生震荡.
关键词:
交流电干扰
,
阴极保护系统
,
阴极保护准则
杜晨阳
,
曹备
,
吴荫顺
腐蚀与防护
交流干扰对埋地管道阴极保护系统的正常运行产生影响,由于实际现场地下管线复杂,各种干扰因素很多.本工作利用实验室模拟装置来进行交流干扰对阴极保护系统影响的研究.对交流干扰下阴极保护电流密度和阴极保护电位变化的研究表明,经典的-850mV(CSE)作为保护电位埋地金属管道阴极保护判据,在交流干扰存在的环境中将不再适用.
关键词:
交流电干扰
,
阴极保护系统
,
阴极保护准则
