荣冬松
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巩建鸣
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姜勇
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彭亚伟
材料热处理学报
采用准平衡气体渗碳工艺,在不同CO浓度的CO/H2/N2混合气体条件下制备了表面强化层,研究CO浓度对316L奥氏体不锈钢渗碳层的微观结构、碳浓度分布、表面纳米硬度和残余应力的影响.结果表明,准平衡气体渗碳层为单一的扩张奥氏体相;当CO浓度小于30％时,渗碳层厚度、表面纳米硬度和压缩残余应力均随CO浓度的提高而提高,当CO浓度高于35％时,渗碳气体碳活度降低,渗碳表面强化效果降低;经470℃条件下准平衡渗碳20 h后,316L不锈钢渗碳层厚度最高可达30 μm,表面碳浓度增加至2.6 mass％,导致表面纳米硬度从3 GPa增加至9 GPa,并产生1300 MPa以上的压缩残余应力.
关键词:
准平衡气体渗碳
,
扩张奥氏体相
,
碳活度
,
纳米硬度
,
压缩残余应力
蒋旺
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巩建鸣
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王艳飞
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姜勇
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荣冬松
机械工程材料
对304L奥氏体不锈钢板进行电化学充氢,研究了其充氢前后拉伸性能与氢含量的关系以及充氢再放氢后的拉伸性能,并分析了拉伸断口的断裂性质。结果表明：充氢后不锈钢的塑性明显降低,且塑性降低程度随着氢含量的增加而增大,当可扩散氢的质量分数大于12×10-6时,伸长率的损减率达到10%以上;试样断口的表层由充氢前的韧性断裂变为充氢后的脆性断裂,放氢后塑性得到一定程度的恢复。
关键词:
电解充氢
,
304L奥氏体不锈钢
,
塑性
,
氢脆
荣冬松
,
姜勇
,
巩建鸣
,
余正刚
机械工程材料
用A302和ENiCrFe-3焊条焊接0Cr18Ni9和20G钢，采用慢应变速率拉伸试验(SSRT)研究了时效前后异质接头在不同浓度H2S溶液中耐H2S应力腐蚀开裂(SSCC)行为。结果表明：两种焊条焊接的异质接头的力学性能随时效时间延长而下降，时效后ENiCrFe-3焊条的接头性能较A302的好；两种焊条的异质接头腐蚀敏感性都随H2S浓度的提高而显著提高；ENiCrFe-3焊条接头的耐应力腐蚀性能较A302的好；经600℃×56 h时效处理后，异质接头的耐应力腐蚀性能得到明显改善；时效时间延长到98 h后，接头耐应力腐蚀性能又有所下降。
关键词:
异质焊接接头
,
慢应变速率拉伸试验
,
硫化氢应力腐蚀开裂
王艳飞
,
巩建鸣
,
荣冬松
,
高峰
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2013.00537
开展316L奥氏体不锈钢块状试样低温气体渗碳实验,测量渗碳层内沿深度方向的C浓度和应力的大小及分布;基于应力-扩散耦合作用理论,建立渗碳后渗碳层内的C浓度和应力分布的计算模型,利用该模型计算上述渗碳实验后试样沿深度方向的C浓度和应力分布,并将模型计算结果和实验结果进行比较.结果表明,低温气体渗碳后钢在表层产生一层含高C浓度的渗碳层,渗碳层内重现高的压应力,C浓度和压应力均在表面处最大,随着深度的增加而逐渐降低,压力和浓度的大小之间呈直线关系;考虑应力-扩散的耦合作用的扩散计算模型计算得到的C浓度分布和实验测量结果符合的较好,表明扩散引起的应力在低温气体渗碳的C扩散中扮演重要角色;扩散压应力的产生显著增加了C的表观扩散速度,在低温气体渗碳等类似的渗碳或氮的扩散机制研究中,需考虑扩散引起的扩散压应力与扩散之间的相互作用关系.
关键词:
低温气体渗碳
,
316L奥氏体不锈钢
,
C浓度
,
扩散应力
彭亚伟
,
巩建鸣
,
荣冬松
,
姜勇
,
付明辉
,
余果
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00251
针对316L奥氏体不锈钢表面强化,进行了低温表面渗碳实验并测量了渗后试样渗碳层内C浓度沿深度方向的分布.建立了以"陷阱-去陷阱"质量传递机制为基础的动力学模型,认为Cr原子在C的扩散过程中对C原子具有陷阱作用,利用该模型计算出渗后试样中C浓度沿渗层深度方向的分布,并与实验结果进行比较.结果表明,实验测得的C浓度沿渗层深度方向的分布形状呈现凸状,与简单Fick定律得出来的结果不同,而基于"陷阱-去陷阱"模型得到的计算结果与实验结果符合较好,表明陷阱作用在C扩散过程中起重要作用.Cr原子通过对C原子陷阱作用,降低C的扩散系数,对实验数据拟合得到C的去陷阱激活能为165 kJ/mol.所提出模型仅适用于未发生碳化物析出的低温渗碳,且并未考虑扩散应力的影响.
关键词:
奥氏体不锈钢
,
表面强化
,
低温表面渗碳
,
C扩散
,
陷阱-去陷阱模型
荣冬松
,
姜勇
,
巩建鸣
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00170
采用OM,EPMA,XRD和IXRD等手段,研究了低温超饱和渗碳(low temperature colossal carburization,LTCC)工艺中CO气体浓度对316L不锈钢表面渗碳层的微观组织、C浓度分布、表面相结构以及残余应力的影响.基于热动力学理论建立了LTCC传质和扩散模型,利用DICTRA软件计算了渗碳层的C浓度和活度分布,并与实验结果进行比较.结果表明,经LTCC工艺处理后的316L不锈钢表面会形成高硬度的S相,并产生压缩残余应力.另外,增加渗碳工艺中CO浓度可以显著提高不锈钢表面渗碳层中的C浓度,进而提高其硬度和压缩残余应力.在C浓度较低时,计算的C浓度和活度分布与实验结果吻合很好,当C浓度较高时,由于陷阱阵点的减少以及较大压缩残余应力的作用导致计算结果偏低.
关键词:
低温超饱和渗碳
,
奥氏体不锈钢
,
DICTRA
,
C浓度
,
活度
