冷却条件对2101双相不锈钢线收缩的影响
TDS2101经济型双相不锈钢焊接接头性能研究
表 １中 １号 ～４号 钢 的 Ｎ含 量 不 同 ， ０ １ ％ 在 ．８
～
０ ２ ％ 变 化 。 １号 ～４号 钢 均 在 相 同 焊 接 工 艺 条 ．５
Ｔ Ｓ２ ０ 钢 是 太 原 钢 铁 （ 团 ） 司 新 近 开 发 的 Ｄ １ １ 集 公 经 济 型双 相不锈 钢 ， 化学 成 分 与 国际 同类 钢 种 相 当 。 其 文献 报 导这 种 钢 具 有 良好 的焊 接 性 能 ， 对 该 钢 的 焊 但 接 接头 关 于力 学 性 能 和腐 蚀 性 能 等 ， 体 的相 关 数 据 具
中 图分 类 号 ： Ｔ ４ ２ Ｇ ２
氮元素
热输入
热影 响区
性能
０ 前
言
焊管等产品和结构制造厂家选择焊接工艺 和参 数 ， 进 行 了 Ｔ Ｓ １ １钢 的焊接 接 头性 能的研 究 。 Ｄ ２０
１ 试 验用 钢材 的化 学成 分
在双 相不 锈 钢 领 域 ， 年 来 开 发 了新 型 的 经 济 型 近 双相 不 锈 钢 种 。 这 类 钢 既 具 有 典 型 双 相 不 锈 钢 （ 如 ２０ ） ２５ 的高 强度 ， 同时又 含有 较低 的 Ｎ ，ｌ 紧 缺合 金 ｉｌｏ等 Ｖ 元 素 ， 大 降低 了成 本 。当 今 不 锈 钢 在 各 行 各 业 广 泛 大 使 用 的形 势 下 ， 别 是 在 大 城 市 建 筑 结 构 、 型储 罐 、 特 大
锈钢具有很好 的开发价值 。氮是一种强烈 的形 成并 扩大 奥 氏体 的元 素 ， 双相 不锈钢 的力学性 能具 有强化作 用 ， 对 同时 能够提 高焊缝 的耐点蚀性能 。研究 了 Ｔ Ｓ２ ０ Ｄ １ １经济型双相不锈钢 中 Ｎ合金元素 、 焊接 工艺 、 焊接热输 入等对
轧后穿水冷却对热轧钢材组织性能的影响
轧后穿水冷却对热轧钢材组织性能的影响材料经不同的热处理工艺处理后，其内部组织组成相的比例、形态以及分布状况均会发生改变。
热轧后的钢材，在各阶段采用不同的冷却制度对其组织和性能，截面形状正确与否都有直接影响，钢材的各部位冷却不均匀将引起不同的组织变化，相变时间与轧后冷却方式不同，所得组织及粗细程度也不同，通过化学成分的适当调整，控温轧制及轧后控制冷却或形变热处理工艺可以控制钢材的组织状态与性能，而目前生产使用的多数钢材的组织控制很难达到理想目标，其使用性能和技术指标均有待进一步提高。
轧后对热轧钢材进行穿水冷却可使钢材上冷床温度降低200～400℃，在解决冷床能力不足的问题时，同时可使产品质量提高。
本文根据某科技股份有限公司棒材车间生产的热轧棒材情况，在相同的变形量、变形温度以及微量合金元素条件下，研究轧后穿水冷却对热轧钢材组织性能的影响，并与轧后空冷状态下的钢材组织性能进行比较，旨在找出穿水冷却对钢材性能的影响规律，为制定出能使该工艺在提高钢材综合性能方面发挥作用提供科学依据及降低企业生产成本提供参考。
本次生产所用的材料为低碳微Nb钢，钢中各元素的质量分数为(质量分数，%)：0.20～0.24C，1.05～1.15Mn，0.20～0.30Si，≤0.03P，≤0.03S，0. 005～0.01Nb。
生产中所用原料尺寸为160mm×160mm×9550mm，开轧温度约105 0℃，经初、中、精轧后轧成Φ22mm的热轧钢材，然后进行三段穿水冷却，第一段水压为1.6MPa，第二段为1.2MPa，第三段为0.8MPa，成品轧制速度约为9.5 m/s，经三段穿水冷却后钢材上冷床温度约为600℃，轧后空冷下的钢材制备工艺参数跟穿水冷却下的热轧钢材制备工艺参数相同。
轧后空冷状态下的钢材边部组织为铁素体+珠光体，晶粒度等级约为12.0级，心部组织也为铁素体+珠光体，其晶粒度等级约为7.0级。
轧后穿水冷却下的钢材边部组织为回火索氏体，晶粒度等级约为9.5级，心部组织为铁素体+珠光体，晶粒度等级约为8.5级，其淬透层深度为1.60mm。
过时效温度和时间对冷轧双相钢力学性能的影响
要 求越 来 越 高 ，汽 车 工 业 通 过 采 用 高 强 度 钢来 制 造 车 身 零 部 件 ，
满 足轻 量 化 的 发 展方 向 。双 相 钢
两相共存 的组织 ，铁素 体具有 高
密 度 分 布 不 均 匀 的 位错 ，为 间 隙 原 子 的扩 散提 供 了 机 会 ，同 时 两 相 组织 间 存 在残 余 应 力 ，热 处 理 时 需 要过 时 效 回火 处理 。 因 此 ， 对 双 相 钢 过 时效 过 程 中 力 学性 能 的 研 究具 有 重 要 意 义 。 本 文 通 过 连 续 退 火 热 模 拟 试 验 研 究 连 续 退 火机组过时效段生产工艺参数 ，
低 ，断 后 伸 长 率 增 加 。这 是 因 为 过 时 效 温 度 的 较 低 有 利 于 生 成 更 多马 氏 体 ，马 氏体 体 积分 数 的变 化 引 起 双 相钢 的 力学 性 能 变 化 。 有 研 究 表 明 ：马 氏 体 体 积 分 数
在 较 低 的 范 围 内 ，随 着 马 氏体 体
轧 双 相 钢 的 力学 性 能 具 有 重 要 影
响 。 综 合 试 验 钢 的 组 织 和 性 能
检验 ，考虑过时 效温度在 ２ ５ ０ ～ ２ ８ ０ ℃范 围 内 对 双 相 钢 的 影 响 ， 可 以根 据 不 同 用 户对 双 相 钢 屈 服 强 度 、 屈 强 比 以 及塑 性 等 要 求 ， 生 产满 足 不 同 力学 性 能 以 及 成 形
Ｂ 。 ｌ 基 础 研 究
过时效温度和时 间对冷轧双相钢力学 性能的影响
一 李春诚 ，王鲲鹏 ．王禹 ，李 沈洋
摘 要 ： 采用连 续退 火模 拟 试验 机模 拟连 退 生 产工 艺 ，研 究 了过 时效段 温度 和 时 间对 双相 钢 力 学性 能 的影响 。 试验 结 果 表明 ：
冷却条件对超级钢焊接接头组织和性能的影响
试验与研究
P TCA ( PA R T : A P H YS. T ES T. )
2008 年 第 44 卷 7
冷却条件对超级钢焊接接头组织和 性能的影响
徐春华 ,赵洪运 ,杨贤群 ,吴剑谦
(哈尔滨工业大学 (威海) 材料科学与工程学院 ,威海 264209)
摘 要 : 400 M Pa 级超级钢主要特征是高洁净度和超细晶粒组织 。采用钨极氩弧焊对 400 M Pa 级超级钢施焊 ,并对其空冷和水冷两种冷却方式下的显微组织和力学性能进行分析 。结果表明 ,空 冷条件下焊接接头热影响区 ( HA Z) 晶粒严重长大 、强度下降 ,并出现软化区 ;焊接过程采用喷水冷 却加快了冷却速度 ,有效抑制了焊接接头热影响区晶粒的长大 ,改善了接头组织 ,提高了贝氏体和 低碳马氏体的含量 ,进而改善了接头的综合力学性能 ,满足实际焊接要求 。
收稿日期 :2007207223 作者简介 :徐春华 (1983 - ) ,男 ,硕士研究生 。
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用 ,必须实现广泛使用的焊接方法对其实施焊接 。 但由于超级钢晶粒高度细化 ,焊接时面临的问题是 , 焊接热影响区晶粒受焊接热循环的作用会重新长 大 ,从而造成焊接接头强度的下降 。这一问题严重 阻碍了普通焊接方法在超级钢焊接中的推广使用 。 为解决这一问题 ,笔者采用钨极氩弧焊 ,通过空冷和 水冷两种不同冷却方式对焊接接头组织和性能进行
XU Chun2hua , ZHAO Hong2yun ,YANG Xian2qun , WU Jian2qian
(School of Materials Science and Engineering , Harbin Instit ute of Technology at Weihai , Weihai 264209 ,China)
冷却条件对金属的影响
冷却条件对金属的影响一、冷却条件的基本概念冷却条件是指金属在加工过程中，从高温状态迅速或不迅速地冷却到室温的条件。
冷却条件对金属的晶体结构、机械性能、塑性、韧性、耐磨性等性能指标产生重要影响。
二、冷却条件对金属晶体结构的影响1.晶粒大小：冷却速度越快，晶粒越细小；冷却速度越慢，晶粒越大。
晶粒大小对金属的机械性能产生重要影响，晶粒越细，金属的强度和硬度越高，但韧性降低。
2.相变：冷却条件会影响金属的相变过程，如马氏体转变、贝氏体转变等。
冷却速度不同，相变产物也不同，从而影响金属的机械性能。
三、冷却条件对金属机械性能的影响1.强度和硬度：冷却速度越快，金属的强度和硬度越高。
这是因为快速冷却使晶粒细小，晶界增多，阻碍了位错的运动，从而提高了强度和硬度。
2.韧性：冷却速度越慢，金属的韧性越好。
慢冷使晶粒长大，晶界减少，位错运动容易，从而提高了韧性。
3.塑性：冷却条件对金属的塑性影响较小，但一般来说，慢冷有利于提高金属的塑性。
四、冷却条件对金属耐磨性的影响冷却条件对金属的耐磨性也有很大影响。
一般来说，快速冷却得到的细晶金属具有更好的耐磨性，因为细晶金属的晶界更多，阻碍了磨损颗粒的侵入。
五、冷却条件的控制与改善1.控制冷却速度：通过控制冷却速度，可以得到不同性能指标的金属材料。
例如，高速冷却可以得到高强度、高硬度的金属材料；慢速冷却被用于提高金属的韧性和塑性。
2.热处理：通过热处理工艺，如退火、正火、淬火等，可以改变金属的冷却条件，从而改善金属的性能。
3.材料选择：选择合适的材料，根据其本身的性能特点，可以更好地适应不同的冷却条件。
综上所述，冷却条件对金属的晶体结构、机械性能、塑性、韧性、耐磨性等性能指标产生重要影响。
了解和掌握冷却条件对金属性能的影响，对于金属材料的加工和应用具有重要意义。
习题及方法：1.习题：冷却速度对晶粒大小有何影响？方法：冷却速度越快，晶粒越细小；冷却速度越慢，晶粒越大。
这是因为快速冷却使晶粒生长时间不足，导致晶粒细小；慢冷使晶粒有足够时间生长，因此晶粒较大。
合金元素对双相不锈钢2101耐点蚀性能的影响
ｒ ｓ ｌｓｉ ｄ ｃ ｔ ｈ ｔａ ｈ ｅ ｉｉ ｈ ｓ ｓｉ ｆ ｒｏ ｎ ｃ ｒｏ ｉｎ ｒ ｓｓａ ｃ ｅ ｕ ｔ ｎ ｉ ａｅ ｔ ａ ｓ ｔｅ ｆｒ ｔ ｐ ａ ｅ ｉ ｎ ｅ ｉｒ ｉ ｏ ｒ ｓｏ ｅ ｉｔ ｎ ｅ，ｔ ｍｐ ｏ ｅ ｉ ｏ ｏ ｉ ｎ ｃ ｏ ｉ ｒ ｖ ｔ ｃ ｒ ｓｏ ｓ ｒ ｓｓａ ｃ ｌ ｂｅ ｔ ｅ ｋ ｙ ｔ ｎ ａ ｃ ｈ ｏａ ｏ ｏ ｉ ｎ ｒ ｓｓａ ｃ ｆ ｔ Ｓ ２１ ｅ ｉｔ ｎ ｅ ｗｉｌ ｈ ｅ ｏ ｅ ｈ ｎ ｅ ｔ ｅ ｔｔ ｌｃ ｒ ｓｏ ｅ ｉｔ ｎ ｅ ｏ ｈｅ ＤＳ ０１．Ｗ ｈ ｎ ｔ ｅ Ｃｒ ｅ ｈ ｃ ｎ ｅ ｓｆｘ ｄ ｔ ｅ ａ ｏ ｔ２１． ｏ ｔｎｔｉ ｅ ｏ ｂ ｂ ｕ ｉ ５％ ，Ｍｏ，ａ ｆ ｒｉｅ ｆ ｒ ｒ ｓｅ ｒｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒｔｅ ｐｈ ｓ ｅ ｒｔ —ｏ ｍｅ ，ｉ ｎ ｈ ｄ ｉ ｈｅ ｆ ｒｉｉ ａ ｅ，ｗｈ ｃ ｉ ｉｈ
工 、 处理 和造 纸 业 。 同 时 ， 水 围绕 ２０ ２５的力 学 性
能 、 耐腐蚀 性能 、 Ｊ第二相 析 出 和焊接性 展 开 了大量研 究 。
进人 ２０ 年 以来 ， ００ 开发低镍含量且不含或仅
含少量钼以降低成本 的经济型双相不锈钢成为双 相不锈钢发展的新方 向。Ｏ ｔ ｕ ｐ ｕ ｋｍ ｕ公司开发的 ｏ
Ｚ ＨＡＮＧ ｅ ｎ ｌ Ｗ ｉ ｄ ＪＡＮＧ ａｚ ｕ ａ Ｌ ｉｈ
（ ｅｅ ｒｈ Ｉｓ ｔｔ ， ａ ｓ ａ ｒ ｎ＆ Ｓｅｌ ． Ｌ ｄ ， ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ４ ， ｈｎ ） Ｒ ｓａ ｃ ｎｔ ｕｅ Ｂ ｏｈ ｎＩｏ ｉ ｔｅ Ｃｏ ， ｔ． Ｓ ａ ｇ ａ ２ ０ ３ Ｃ ｉａ １
冷却措施对钢材性能的影响研究
冷却措施对钢材性能的影响研究随着钢材在建筑、汽车、机械等领域的广泛应用，对其性能的要求也越来越高。
冬季是钢材生产的重要季节，由于气温较低，需要进行冷却措施来确保钢材的品质。
然而，冷却措施对钢材的性能会产生一定影响，本文将探讨冷却措施对钢材性能的影响研究。
1. 研究背景钢材作为重要的建筑材料和工业材料，其品质直接关系到建筑、工业、交通等领域的安全和可靠性。
钢材的制造过程中，冷却措施是不可或缺的步骤。
在高温炉中加热后，钢材需要进行冷却才能达到一定的硬度和韧性。
然而，过于强烈的冷却会影响钢材的性能，导致其脆性增加、延展性减弱。
因此，研究冷却措施对钢材性能的影响，有助于制定科学的生产方案，保证钢材的品质。
2. 研究方法本研究选用了常见的钢材金相分析和力学性能测试方法，对采用不同冷却措施的钢材进行了对比研究。
具体方法如下：（1）样品制备。
选取不同材料的钢坯，在高温炉中加热至规定温度后，采用不同冷却方法，制备出相应的样品。
（2）金相分析。
将制备好的样品进行金相制备，观察其组织结构、晶粒尺寸和晶界分布情况。
（3）力学性能测试。
对样品进行拉伸试验，测试其屈服点、延伸率和硬度等力学性能。
3. 结果分析经过金相分析和力学性能测试，本研究得到以下结果：（1）冷却速率增加对钢材的组织结构和晶粒尺寸有较大影响。
当冷却速率增加时，钢材的晶粒尺寸变小，晶界数量增加。
（2）不同的冷却措施对钢材的硬度影响较大。
水冷却对钢材的硬度影响最大，气体冷却次之，盐水冷却对钢材的硬度影响较小。
（3）冷却措施对钢材的延展性有一定影响。
在快速冷却的情况下，钢材的延展性会减弱。
综上所述，冷却措施对钢材性能的影响是显著的，特别是在钢材的硬度和延展性方面。
对于需要高硬度和低延展性的钢材，可以增加冷却速率或采用水冷却等方式；而对于需要高延展性的钢材，应减小冷却速率或采用盐水冷却等方式。
4. 结论本研究通过金相分析和力学性能测试，探讨了冷却措施对钢材性能的影响，并得出了相应的结论。
TMCP工艺对双相不锈钢S32101中厚板组织和性能的影响
TMCP工艺对2101双相不锈钢中厚板冲击性能的影响叶友祥1，江来珠2，张伟2，宋红梅2，金学军1（1. 上海交通大学材料科学与工程学院，上海 200240； 2. 宝山钢铁股份有限公司，上海 201900）摘要：研究了TMCP工艺对双相不锈钢2101中厚板组织和性能的影响。
在不同的TMCP工艺，材料的常温冲击值在57~120J之间变化，-40℃冲击功变化范围为30~63J；TEM分析显示，两相组织中分布着大量的位错和孪晶，而且铁素体相内和两相界面均未发现有害析出相，组织未完全回复再结晶是冲击性能下降的主要原因。
关键词：双相不锈钢；TMCP；冲击性能Effect of TMCP on impact property ofduplex stainless steel S32101 plateYE You-xiang1, JIANG Lai-zhu2, ZHANG-Wei2, SONG Hong-mei2, JIN Xue-jun1(1. School of Material Science and Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240,China; 2.Baoshan Iron & Steel Co. Ltd., Shanghai, 201900, China )Abstract：Key words: Duplex stainless steel; S32101; TMCP; Impact energyTMCP(Thermo Mechanical Control Process)工艺结合了控制轧制（Control Rolling）和控制冷却（Control Cooling）技术，在线精确控制显微组织，使钢材在不添加过多合金元素和不做后续热处理的条件下获得优异的力学性能。
TMCP工艺在低碳钢和低合金钢厚板轧制中应用广泛。
2101双相不锈钢立式连铸坯热应力分布数值模拟研究
艺技术。国内立式连铸生产工艺尚不成熟，还处 于摸索阶段，生产的铸坯裂纹缺陷严重，产品合格 率较低。铸坯中产生裂纹的原因非常复杂，受工 艺参数、组织、设备等诸多因素的影响，其中由于
基金项目：内蒙古工业大学自然科学基金（Ｎｏ．ＺＤ２０１７１１）、内蒙古自然科学基金（Ｎｏ．２０１５ＢＳ０５１０） 作者简介：白亮，男，博士，从事材料领域数值模拟研究，Ｅｍａｉｌ：ｂａｉｌｉａｎｇ４１０＠１６３．ｃｏｍ
Ｍｏｎｇｏｌｉａ０１００５１，Ｃｈｉｎａ；２．ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＧｒａｐｈｉｔｅａｎｄＧｒａｐｈｅｎｅｆｏｒ ＥｎｅｒｇｙＳｔｏｒａｇｅａｎｄＣｏａｔｉｎｇ，ＨｕｈｈｏｔＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａ０１００５１，Ｃｈｉｎａ）
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】 Ｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｅｌａｓｔｉｃｐｌａｓｔｉｃｓｔｒｅｓｓｍｏｄｅｌｗａｓｕｓｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｔｈｅｒｍａｌ ｓｔｒｅｓｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｖｅｒｔｉｃａｌｌｙｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙｃａｓｔｂｉｌｌｅｔ．Ｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｒｕｌｅｏｆｔｈｅｒｍａｌｓｔｒｅｓｓ ａｎｄｅａｓｙｔｏｆｏｒｍ ｌｏｃａｔｉｏｎｆｏｒｃｒａｃｋｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐａｒｔｓｏｆｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙｃａｓｔｂｉｌｌｅｔｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｒｅｗｅｒｅｔｈｒｅｅａｒｅａｓｗｈｅｒｅｔｈｅｒｍａｌｓｔｒｅｓｓｖａｒｉｎｇｄｒａｍａｔｉｃａｌｌｙａｎｄｉｔｓｐｅａｋｖａｌｕｅ ｗａｓｈｉｇｈｅｒｉｎｔｈｅｗｉｔｈｄｒａｗｉｎｇｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｓｌａｂ，ｗｈｉｃｈｗｅｒｅｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎｉｎｎｅｒａｎｄｏｕｔｅｒｏｆｔｈｅｓｈｅｌｌｉｎｔｈｅｆｏｏｔｒｏｌｌｚｏｎｅ，ｔｈｅｒｅｈｅａｔｉｎｇｏｆｂｉｌｌｅｔｓｕｒｆａｃｅ，ｔｈｅｓｏｌｉｄ ｌｉｑｕｉｄｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｗｉｔｈｌａｒｇｅｒｖｏｌｕｍｅｉｎｔｈｅｃｅｎｔｅｒｏｆｂｉｌｌｅｔ，ａｎｄｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｈｒｉｎｋａｇｅｒａｔｅｓｏｆｔｈｅ ｓｏｌｉｄｐｈａｓｅｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒａｎｇｅｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｈｏｔｃｒａｃｋｓｗｅｒｅｌｉｋｅｌｙｔｏｏｃｃｕｒｉｎｔｈｅ ｄｉａｇｏｎａｌｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｃｏｒｎｅｒ１．１３ｍ ａｗａｙｆｒｏｍ ｔｈｅｍｅｎｉｓｃｕｓａｎｄｉｎｔｈｅｂｉｌｌｅｔｃｅｎｔｅｒａｂｏｕｔ６ｍ ａｗａｙ ｆｒｏｍ ｔｈｅｍｅｎｉｓｃｕｓ．
快速冷却对DP1000双相钢激光焊接接头性能的影响
快速冷却对DP1000双相钢激光焊接接头性能的影响0 序言汽车制造业的轻量化需求促进了先进高强钢的应用与发展，出现了多个新的钢种[1]，其中双相钢(DP钢)因具有较高的原始加工硬化速率、较低的屈强比、较高的变形能力等在减轻车重的同时能保证车辆良好的安全性能，从而成为汽车轻量化用钢的理想材料[2].但是该钢种在焊接热源的作用下热影响区会发生软化现象[3-5]，造成焊接接头力学性能和成形性能的降低[6-7]，影响了其在汽车中的使用.涡流的本质是电磁感应现象，它是指移动的金属导体在磁场中运动时，在移动金属中产生感应电动势，从而产生感应电流的现象。
其产生的基本条件有两个：一个是不断变化的磁场，不断变化磁场会带来磁通量的变化，另一个是金属体本身可自行构成闭合回路，因此，感应电动势才能最终在闭合回路中形成感应电流。
．当金属导体回路的电阻很小时，会在闭合回路中产生很大的感应电流，就像水中的旋涡，因此简称涡流。
从以上原理分析可以发现：在电磁炉上使用的锅必须满足一个条件，那就是锅的材质必须是具有磁性的。
所以电磁炉使用的锅应该是铁系(搪瓷、铸锅、不锈铁)锅，不锈钢锅，复合底锅必须是电磁炉专用。
对于双相先进高强钢的激光焊接接头软化问题，专家和学者进行了大量的研究工作，研究发现双相钢焊接热影响区的软化不仅与焊接热输入等焊接过程有关[8]，还与钢材本身的化学成分、强度级别等有关[9]；而对于软化原因和软化现象也有了统一的认识，即双相钢的制造工艺特点(通过连续冷却、控制轧制获得的)决定了焊接过程中的重新加热不可避免的会使原始组织中的马氏体发生变化，从而造成其热影响区的软化现象；但是对于双相钢激光焊接热影响区的软化还没有提出更好的解决途径.为了达到改善热影响区软化程度的目的，通过在激光热源后方5 mm处通入冷却水的方式使焊件达到强制快速冷却，并在焊接试板上下表面通入氩气来保护焊缝不受水流污染，从而来探讨DP1000双相先进高强钢快速冷却对激光焊接头软化的影响.1 试验方法试验材料选用某钢铁公司生产的DP1000连续冷轧双相钢板，厚度为1.5 mm，其微观组织如图1所示，主要化学成分及力学性能见表1和表2所示.双相钢由铁素体和马氏体组成，马氏体呈岛状分布在铁素体基体上，这种双相的组织特点保证了该钢在强度提高的同时，仍具有足够的塑性和韧性.通过分析以上前馈串级投运前后的温度控制误差，投运后温度误差明显可控制在±10%内，前馈串级炭黑温度控制调节精度相当好。
冷却对于收缩及翘曲变形的影响冷却时间越短
Pack Time
黃 明 忠
熔融溫度的影響
熔融溫度越高，塑膠維持 熔融狀態越久，越容易造 成體積收縮
Shrinkage
冷卻時間越長，產品體積 收縮的機會越大
Melt Temperature
黃 明 忠
冷卻對於收縮及翹曲變形的影響
冷卻時間越短，翹 曲變形的機會越低
對半結晶性材料尤 其明顯
Under packing 保壓不足
– 澆口附近壓力低 – 遠離澆口處壓力更低 – 導致產品翹曲變形，產品中央向四周拉扯 – 形成馬鞍形 Twisted shape
黃 明 忠
保壓時間對產品收縮的影響
Shri凝固，則可降 低體積收縮的機會
澆口凝固後，保壓效果 就無效果
Lesson 6. 製程條件對產品的影響
保壓壓力 保壓時間 熔膠溫度 冷卻液溫度 冷卻液流率 冷卻時間
黃 明 忠
Shrinkage
壓力對產品收縮的影響
高保壓壓力能夠降低產 品收縮的機會
補充入模穴的塑料越多 ，越可避免產品的收縮
Pack Pressure
黃 明 忠
Warpage
壓力對翹曲變形的影響
Shrinkage
Mold Temperature
黃 明 忠
冷卻溫度的影響
不均衡的冷卻溫度會 造成產品的翹曲變形
產品變形時會向較熱 的一側彎曲
Warm Cold
黃 明 忠
高保壓壓力通常會造成 產品不均勻收縮，而導 致產品的翹曲變形
對薄殼產品而言，由於 壓力降更明顯，上述之 情況更加嚴重
Pack Pressure
黃 明 忠
保壓的影響
Over packing 過保壓
影响热处理双相钢性能的有哪些因素
影响热处理双相钢性能的有哪些因素
1.合金元素和冷却速度
实验和理论计算表明：临界区加热后获得双相组织所需的临界冷却速率与钢中锰含量具有一定关系。
根据钢中存在的合金元素，就可估算获得双相组织所需要的临界冷却速率，为热处理双相钢生产时，选择适当的冷却方法提供依据。
当钢的化学成分一定时，应在保证获得双相组织的前提下，尽可能采用较低的冷却速度，使铁素体中的碳有充分的时间扩散到奥氏体中，从而降低双相钢的屈服强度，提高双相钢的延性。
如果钢中合金元素含量较小，临界冷却速度过高，冷却后铁素体中含有较高的固溶碳，不利于获得优良性能的双相钢，这时应改变钢的化学成分，增加钢中的合金元素含量，从而降低临界冷却速度，或者在双相钢的生产工艺中，加入补充回火工序，降低铁素体中的固溶碳，改善双相钢的性能。
2.两阶段冷却工艺
当钢中合金元素含量较低时，冷却速度较慢会得到铁素体加珠光体组
织；冷却速度较快时，则铁素体中保留固溶碳较高，不利于降低屈服强度和提高延性。
采用两阶段冷却可以改善双相钢的性能，即从临界区加热温度缓冷到某一温度，然后快冷。
缓冷可以使铁素体中的碳向未转变的奥氏体富聚。
而快冷则可以避免未转变的奥氏体等温分解，保证获得所需的双相组织和性能。
例如0.08%C-1.4%Mn钢，从800℃加热到水冷的力学性能为：σ0.2=365PMa，σb=700MPa，σ0.2/σb=0.52，eu=18%，et=21%。
如采用两阶段冷却工艺，即在800℃加热后，空冷到600℃，然后水冷，其性能为：σ0.2=280MPa，σb=600MPa，σ0.2/σb=0.47，eu=21%，et=29%。
两阶段冷却使双相钢的屈服强度降低，延性提高。
不锈钢收缩系数
不锈钢的热收缩系数是指不锈钢在温度变化时，其体积或长度的相对变化量。
具体来说，普通碳钢和马氏体不锈钢的热膨胀系数为1.01，表示当普通碳钢或马氏体不锈钢的温度每升高1℃，其体积将增加0.01mm；而奥氏体不锈钢的热膨胀系数为1.6。
此外，我们还需要注意，不锈钢在低温下的收缩系数为：1.2*10^-5/℃。
比如，长度方向上，温度升高250℃至20℃时，100mm的长度会增加0.276mm；宽度方向上，同样的温度变化下，200mm的宽度会增加0.552mm。
同时，我们还需要了解，钢从液相线降到固相线所发生的体积收缩被称为凝固收缩，它只与钢的化学成分（主要是含碳量）有关。
各种因素如温度、合金类型等都会影响到钢材冷却后的尺寸和形状。
对于不锈钢材料而言，热收缩系数是一个非常重要的参数。
这是因为在实际应用中，不锈钢经常需要经受高温或低温环境的影响。
例如，在制造高温炉子、化工设备、航空航天器等工业产品时，不锈钢材料必须能够承受高温环境下的应力和变形；而在制造冷冻设备、食品加工机械等消费品时，不锈钢材料又必须能够承受低温环境下的应力和变形。
因此，了解不锈钢材料的热收缩系数对于正确选择和使用不锈钢材料具有重要意义。
除了热收缩系数之外，还有其他一些因素也会影响不锈钢材料的尺寸稳定性。
例如，钢材中的杂质含量、晶粒大小、组织结构等因素都会对钢材的尺寸稳定性产生影响。
此外，不同的加工工艺也会对钢材的尺寸稳定性产生不同的影响。
例如，采用冷轧工艺生产的钢板通常比采用热轧工艺生产的钢板具有更好的尺寸稳定性。
不锈钢和铸钢收缩比
不锈钢和铸钢收缩比（实用版）目录1.不锈钢和铸钢的定义与特点2.不锈钢和铸钢的收缩比差异3.影响不锈钢和铸钢收缩比的因素4.选择不锈钢和铸钢的注意事项5.结论正文一、不锈钢和铸钢的定义与特点不锈钢和铸钢是两种不同类型的钢材，它们在生产工艺、化学成分和性能上有很大的差异。
不锈钢主要是以铬、镍等合金元素为主要成分，具有很好的耐腐蚀性能和抗氧化性，广泛应用于石油、化工、食品等领域。
而铸钢是以铁为主要成分，通过铸造工艺生产出来的一种钢材，具有良好的铸造性能和耐磨性能，广泛应用于机械制造、矿山等领域。
二、不锈钢和铸钢的收缩比差异不锈钢和铸钢在收缩比方面有很大的差异。
不锈钢的收缩比一般在0.5% 左右，而铸钢的收缩比则在 1.0% 左右。
这意味着在生产过程中，不锈钢的尺寸变化要比铸钢小，铸钢更容易出现变形和裂纹等问题。
三、影响不锈钢和铸钢收缩比的因素不锈钢和铸钢的收缩比受到很多因素的影响，包括化学成分、铸造工艺、冷却速度等。
不锈钢中的铬、镍等元素可以提高其收缩比，而铸钢中的碳、硅等元素则会降低其收缩比。
铸造工艺和冷却速度也会影响不锈钢和铸钢的收缩比，适当的铸造工艺和冷却速度可以降低铸钢的收缩比，提高其尺寸稳定性。
四、选择不锈钢和铸钢的注意事项在选择不锈钢和铸钢时，需要根据实际使用环境和性能要求来进行选择。
不锈钢适用于耐腐蚀和抗氧化性能要求较高的场合，而铸钢则适用于耐磨性能要求较高的场合。
同时，在生产过程中，还需要注意控制不锈钢和铸钢的收缩比，以保证其尺寸稳定性和性能。
五、结论不锈钢和铸钢在收缩比方面有很大的差异，这会影响到它们的尺寸稳定性和性能。
不锈钢在冷加工过程中的微观组织变化
不锈钢在冷加工过程中的微观组织变化下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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热处理对金属材料的低温韧性和抗寒性的改善
热处理对金属材料的低温韧性和抗寒性的改善热处理是一种广泛应用于金属材料的加工技术，通过加热和冷却的过程，可以改变金属的组织结构和性能。
在特定的条件下，热处理可以有效地改善金属材料的低温韧性和抗寒性，使其更适应恶劣的环境。
本文将从几个方面探讨热处理对金属材料低温性能的影响及改善效果。
一、冷处理对金属材料韧性的影响冷处理是一种常见的热处理方法，通过将金属材料加热至一定温度后快速冷却，以改善其机械性能。
对于某些金属材料来说，冷处理可以显著提高其韧性，在低温下仍能保持较高的强度和塑性。
冷处理的原理是通过快速冷却使材料中的晶粒尺寸变小，从而提高其韧性。
在低温下，晶粒尺寸的减小可以限制位错的活动和晶粒边界的滑移，从而增加材料的强韧性。
此外，冷处理还可以引入残余应力，进一步提高材料的韧性和抗寒性。
二、热处理对金属材料的影响1. 固溶处理固溶处理是热处理的一种常见方法，通过将金属材料加热至高温后快速冷却，使其内部的合金元素溶解到金属基体中。
固溶处理可以提高金属材料的强度和塑性，并改善其低温韧性。
固溶处理的原理是通过高温加热使合金元素均匀地分布在金属基体中，从而提高材料的强度和韧性。
在低温下，均匀分布的合金元素可以限制位错的移动和晶界的滑移，从而提高材料的抗寒性。
2. 淬火处理淬火是热处理的一种重要方法，通过将金属材料加热至高温后迅速冷却，使其产生高硬度和高强度的组织结构。
淬火处理可以显著提高金属材料的低温韧性和抗寒性。
淬火处理的原理是通过快速冷却来形成马氏体组织，该组织具有高硬度和高强度。
在低温下，马氏体组织可以阻碍晶体滑移和位错的移动，从而提高材料的低温韧性和抗寒性。
三、热处理对金属材料低温性能的改善效果热处理对金属材料的低温韧性和抗寒性的改善效果是显著的。
通过适当的热处理方法，可以使金属材料在低温下仍能保持较高的强度和塑性，从而更好地适应寒冷环境的使用。
热处理可以改变金属材料的组织结构，使其晶粒尺寸变小，晶界更加清晰，从而提高材料的韧性和抗寒性。
推荐-经济型双相不锈钢热压缩特性分析毕业答辩 精品
γ′析出
γ球化 α动态再结晶
γ′逐渐景和意义 1
实验材料和工艺 2
结果与分析
3
结论
4
结论
在应变速率5s-1，应变量60%，不同温度保温30s，单道次压缩 的工艺参数下： 1.2101双相不锈钢在950℃变形时，α上有大量的二次奥氏体 γ′相析出，随变形温度升高析出相数量减少，热塑性提高
Ⅲ
Ⅱ Ⅰ
结果和分析（950℃显微组织）
έ=5s-1 ε=60%
析
出
，
100× 物
纤维组织
γ′
500×
200×
γ α
1000×
结果和分析（950~1100℃显微组织）
έ=5s-1，ε=60%
γ′逐渐减少
950℃
1000℃
200×
200×
1050℃
200×
α
γ
1100℃
200×
结果和分析（1150℃显微组织）
έ=5s-1，ε=60%
έ=5s-1 ε=60%
，
γ
α
200×
500×
动 态 再 该温度下塑性最好 结 晶
500×
结果和分析（1150~1240℃显微组织）
έ=5s-1，ε=60%
γ溶解, α增多
1200℃
1150℃
1240℃
200×
α
局
部
γ
放
大
200×
200× 锯 齿 状
500×
结果和分析 （显微组织）
应变速率5s-1
1200
应变量60%
1000
冷却速率10oC/s
降到压缩温度
30s
950oC~1240oC
冷却速率对一种建筑用双相不锈钢组织和性能的影响
冷却速率对一种建筑用双相不锈钢组织和性能的影响何红;田家龙【摘要】为了分析一种新型建筑材料00Cr25Ni5Mo3N双相不锈钢在淬火过程中的开裂原因,通过改变冷却方式研究了冷却速率对双相不锈钢组织和强韧性的影响,并通过数值模拟技术研究了冷却速率对双相不锈钢淬火应力的影响.结果表明,冷却速率对双相不锈钢强度的影响不大,而随着冷却速率的降低,其塑性和韧性呈现出明显降低趋势,而塑性和韧性的降低是σ相的析出所导致的.降低冷却速率和提高终冷温度能够有效降低淬火应力,进而降低材料的开裂倾向.【期刊名称】《沈阳工业大学学报》【年(卷),期】2018(040)005【总页数】7页(P511-517)【关键词】建筑材料;双相不锈钢;析出相;脆性断裂;强韧性;冷却速率;淬火应力;数值模拟【作者】何红;田家龙【作者单位】沈阳工程学院经济与管理学院, 沈阳110136;中国科学院金属研究所先进钢铁结构材料研究组,沈阳110016【正文语种】中文【中图分类】TG142双相不锈钢是不锈钢家族中一个独特的分支，结合了奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的优点，因其具有优异的耐蚀性能和力学性能而广泛应用于工程建筑领域[1-3].通常认为调整双相不锈钢中奥氏体和铁素体的含量比例是调控其性能唯一有效的途径[4]，而在实际工业化生产中，由于工程结构件的尺寸较大，且双相不锈钢中合金元素含量很高，若热处理工艺设计不当通常会导致双相不锈钢中有害相的析出，并最终导致双相不锈钢结构件的性能无法达到期望的性能指标[5-8].大尺寸00Cr25Ni5Mo3N双相不锈钢铸锭在热处理过程中存在一个比较棘手的难题.该铸锭经过固溶处理(1 120 ℃×4 h)后，采用水冷冷却方式会导致铸锭开裂(见图1a)，但铸锭未开裂位置的性能满足性能指标.而采用空冷冷却方式虽然不会导致铸锭开裂(见图1b)，但铸锭性能不能满足性能指标，且铸锭韧性较差.观察图1c、d中的金相组织可知，水冷后铸锭的奥氏体和铁素体界面处未发现第三相，而空冷后铸锭的奥氏体和铁素体界面处出现了明显的第三相.图1 不同冷却方式冷却后铸锭的宏观形貌和金相组织Fig.1 Macroscopic morphologies and microstructures of cast ingot with different cooling modes为了解决00Cr25Ni5Mo3N双相不锈钢铸锭开裂和韧性无法兼顾的问题，本文研究了冷却速率对00Cr25Ni5Mo3N双相不锈钢组织性能的影响，同时利用数值模拟技术对水冷过程中铸锭的开裂原因进行了深入分析，在此基础上对00Cr25Ni5Mo3N双相不锈钢的热处理工艺进行了优化，提出了适用于大尺寸00Cr25Ni5Mo3N双相不锈钢结构件的热处理工艺.1 试验方法试验用00Cr25Ni5Mo3N双相不锈钢的化学成分如表1所示.用于组织表征和性能测试的试样需要在1 120 ℃固溶处理40 min，之后分别进行水冷、油冷、空冷和炉冷处理.表1 试验用00Cr25Ni5Mo3N双相不锈钢的化学成分(w)Tab.1 Chemicalcomposition of 00Cr25Ni5Mo3N duplex stainless steel used in experiment(w) %CCrNiMoSiMnPSN0.02621.855.742.790.650.420.0280.0040 .15将经过热处理后的试样进行磨光和抛光处理后，在体积分数为30%的NaOH溶液中进行电解腐蚀处理，腐蚀电压为10 V，腐蚀时间为5 s.随后利用Leica Mikrosysteme显微镜进行金相组织观察.室温拉伸试验在AG-100KG万能试验机上进行，具体操作参照ASTM E8标准执行.选用尺寸为10 mm×10 mm×55 mm的夏氏V口试样，根据GB 229-2007标准在SANS-ZBC2452-C型试验机上进行韧性测试.为了分析在不同冷却方式下铸锭不同位置应力和温度的变化规律，根据实际铸锭尺寸建立了铸锭三维模型并进行了网格划分，结果如图2所示.网格划分中四面体的最大尺寸为20 mm.进行解析所需的傅里叶方程可以表示为(1)式中：k为导热系数；c为比热；ρ为密度；G为内部热能量；T为温度；t为时间. 图2 半尺寸铸锭的三维模型及网格划分Fig.2 Three dimensional model and mesh generation of cast ingot with one-half size利用ProCAST软件对冷却过程中的温度信息和应力信息进行数值模拟分析，利用有限元方法解析传热方程与边界条件方程.根据红外测温仪的测试结果可知，铸锭经1 120 ℃固溶处理后在出炉过程中会存在热量损失.为了对比分析淬火温度对淬火应力的影响，本文利用数值模拟方法分析了在950和1 050 ℃两种淬火温度冷却过程中的温度和应力变化规律.本文分别考虑了铸锭表面和心部的温度和应力随时间的变化规律，当铸锭心部的温度达到100 ℃后停止计算.2 结果与分析2.1 冷却速率的影响2.1.1 显微组织分析图3为不同冷却方式处理后双相不锈钢的金相组织.由图3可见，双相不锈钢由奥氏体(γ)和铁素体(α)两相组成.根据统计结果可知，冷却速率对两相的比例未产生影响，水冷、油冷、空冷和炉冷后双相不锈钢中的铁素体含量分别为65.4%、65.6%、64.3%和65.4%.需要注意的是，经过炉冷处理的试样在奥氏体和铁素体界面处发现了针状第三相，在其他样品中均未发现第三相.双相不锈钢中由于具有较高的合金元素含量，热加工和热处理工艺控制不当很容易导致第三相(如碳化物、R相、σ相、χ相等)在奥氏体和铁素体界面处析出[9-12].在这些第三相中，碳化物和σ相对冷却速率最为敏感，且有研究指出σ相是在预析出的碳化物处形核的[9].图3 不同冷却方式处理后双相不锈钢的金相组织Fig.3 Microstructures of duplex stainless steel with different cooling modes利用能谱分析方法对奥氏体与铁素体界面处的第三相进行了成分分析.由图4b可知，第三相中w(Fe)=58.83%，w(Cr)=27.21%，w(Ni)=3.98%，w(Mo)=9.52%，w(Mn)=0.46%.可见，第三相中的Cr和Mo含量明显高于其在基体中的含量，且该成分与相关研究[13]中σ相的成分一致，因此，可以认为图3d中的第三相为σ相.通常认为，σ相的析出速率是由热力学驱动力所控制的，且Cr和Mo在铁素体中的扩散能力高于其在奥氏体中的扩散能力[14]，这也是界面处的σ相会向铁素体内部生长的原因.由图4a可见，σ相附近出现了明显的点蚀，这是由于σ相中含量较高的Cr和Mo元素的富集导致其周围存在贫Cr区，从而造成试样耐蚀性能降低[15-17].图4 炉冷处理试样中第三相的SEM形貌和能谱分析结果Fig.4 SEM morphology and EDS analysis results of third phase in furnace cooled specimen2.1.2 力学性能测试图5为不同冷却方式处理后双相不锈钢的力学性能.由图5a、b可见，冷却方式对双相不锈钢的抗拉强度和屈服强度影响不大.由图5c、d可见，从水冷到炉冷，随着冷却速率的降低，双相不锈钢的伸长率和冲击功呈现明显的降低趋势，伸长率从25%逐渐降低至13%，冲击功从200 J逐渐降低至65 J.随着冷却速率的降低，双相不锈钢伸长率和冲击功的明显降低是由于奥氏体和铁素体界面处析出的σ相所导致的，这与前期的研究结果[9-10，18-21]是一致的，即σ相会严重恶化双相不锈钢的塑性和韧性.为了进一步分析和理解σ相的作用机制，Pohl等[21]利用原位扫描电子显微镜观察了拉伸过程中σ相对拉伸行为的影响，结果表明，在600 MPa低应力作用下材料便出现了裂纹萌生，在如此低的应力下便出现了裂纹萌生是由于材料内部出现的微裂纹所导致的，σ相则是微裂纹产生的根本原因.Otrola等[22]则提出，当双相不锈钢中出现σ相时，σ相会作为脆性断裂的裂纹扩展路径，进而导致双相不锈钢的脆性断裂.图5 不同冷却方式处理后双相不锈钢的力学性能Fig.5 Mechanical properties of duplex stainless steel with different cooling modes图6为经过不同冷却方式处理后冲击试样的断口形貌.由图6可见，随着冷却速率的降低，双相不锈钢的断裂方式由微孔聚合型断裂逐渐转变为解理断裂方式.当冷却速率较高(水冷)时，基体中不会出现σ相的析出，奥氏体和铁素体的界面结合强度较高，双相不锈钢的断裂方式为微孔聚合型断裂，断口中可以观察到大量的韧窝(见图6e)，可以吸收较高的能量，因此，材料的冲击功很高.当冷却速率较低(炉冷)时，基体中会析出大量的σ相，σ相会导致奥氏体和铁素体的界面结合强度显著降低，双相不锈钢的断裂方式为解理断裂，断口中可以观察到典型的解理平台(见图6h)，材料的冲击功很低.图6 不同冷却方式处理后冲击试样的断口形貌Fig.6 Morphologies of fracturesurfaces of impact specimens with different cooling modes2.2 数值模拟分析考虑到铸锭的尺寸效应，冷却过程中铸锭心部和表面的温度、应力变化规律差异很大.图7为当淬火温度为1 050 ℃时，不同冷却方式下铸锭不同位置的应力和温度随时间的变化规律.考虑到σ相在400 ℃以下不会析出[21]，因此，以400 ℃为临界温度点.由图7a、c和e可见，铸锭中心的温度降低到400 ℃分别需要4 387(空冷)、511(油冷)和209 s(水冷).由图7b、d和f可见，在冷却过程中铸锭的表面和心部的应力变化趋势是相反的，铸锭表面的拉应力在冷却初期达到最大值，之后随着冷却时间的延长逐渐降低，而铸锭心部的应力在冷却初期为压应力，之后随着冷却时间的延长逐渐转变为拉应力并逐渐增大.此外，除了空冷处理的铸锭，铸锭心部的最大拉应力均高于铸锭表面的最大拉应力，尤其对于水冷处理的铸锭而言，铸锭心部的最大拉应力几乎约为表面拉应力的两倍.拉应力是导致铸锭开裂的根本原因，图7表明提高终冷温度是降低铸锭淬火开裂倾向的有效方法.图7 淬火温度为1 050 ℃时不同冷却方式下温度和应力随时间的变化曲线Fig.7 Change of temperature and stress as a function of time after quenching at 1 050 ℃ followed by different cooling modes根据经验，降低淬火温度可以有效减小淬火应力，σ相的最快析出温度区间为850～950 ℃，因此，本文分析了淬火温度为950 ℃时，不同冷却方式下铸锭不同位置的应力和温度随时间的变化规律，结果如图8所示.由图8可见，与淬火温度为1 050 ℃的情况相比，降低淬火温度对淬火应力的影响很小，远没有提高终冷温度对淬火应力的影响大.因此，为了既避免σ相的析出，同时降低淬火应力以避免开裂，双相不锈钢优化后的热处理工艺为：1 120 ℃固溶处理40 min后，油冷处理510 s，然后空冷至室温.3 结论随着冷却速率的降低，00Cr25Ni5Mo3N双相不锈钢的抗拉强度和屈服强度变化不大，而伸长率和冲击功却表现出明显的降低趋势.冲击试样的断口形貌观察结果表明，随着冷却速率的降低，双相不锈钢由微孔聚合型韧性断裂逐渐转变为解理脆性断裂，σ相的析出是导致脆性断裂的根本原因.数值模拟结果表明，降低冷却速率和提高终冷温度是降低淬火应力的有效方法.结合试验结果和数值分析结果，提出了00Cr25Ni5Mo3N双相不锈钢的热处理优化工艺为：1 120 ℃固溶处理40 min后，油冷处理510 s，然后空冷至室温.该热处理工艺适用于大尺寸00Cr25Ni5Mo3N双相不锈钢的热处理.图8 淬火温度为950 ℃时不同冷却方式下温度和应力随时间的变化曲线Fig.8 Change of temperature and stress as a function of time after quenching at 950 ℃ followed by different cooling modes参考文献(References)：【相关文献】[1] 应彩虹，陈立佳，刘天龙，等.保持时间对409铁素体不锈钢循环蠕变行为的影响 [J].沈阳工业大学学报，2016，38(6)： 634-639.(YING Cai-hong，CHEN Li-jia，LIU Tian-long，et al.Effect of hold time on cyclic creep behavior of 409 ferritic stainless steel [J].Journal of Shenyang University of Technology，2016，38(6)： 634-639.)[2] Nilsson J O.Super duplex stainless steels [J].Materials Science & Technology，2014，8(8)： 685-700.[3] Schwarm S C，Mburu S，Kolli R P，et al.Effects of long-term thermal aging on bulk and local mechanical behavior of ferritic-austenitic duplex stainless steels [J].Materials Science and Engineering A，2018，720： 130-139.，Kovac D I L，Drimal D I D.Effects of laser welding conditions on austenite/ferrite ratio in duplex stainless steel 2507 welds [J].Welding in the World，2011，55(5/6)： 19-25. [5] Zhang B，Xue F，Li S L，et al.Non-uniform phase sepa-ration in ferrite of a duplexstainless steel [J].Acta Materialia，2017，140： 388-397.[6] Silverstein R，Sobol O，Boellinghaus T，et al.Hydrogen behavior in SAF 2205 duplex stainless steel [J].Journal of Alloys and Compounds，2017，695： 2689-2695.[7] Chail G，Kangas P.Super and hyper duplex stainless steels： structures，propertiesand applications [J].Procedia Structural Integrity，2016，2： 1755-1762.[8] 李惠，宋志刚，丰涵，等.Cr、Mo对超低碳双相不锈钢的σ-相析出行为和耐点蚀性能的影响[J].特殊钢，2015，36(6)： 57-60.(LI Hui，SONG Zhi-gang，FENG Han，et al.Effect of Cr and Mo on σ-phase precipitation behavior and pitting corrosion resistance properties of ultra-low-carbon dual phase stainless steel [J].Special Steel，2015，36(6)： 57-60.)[9] Chen T H，Yang J R.Effects of solution treatment and continuous cooling on σ-phase precipitation in a 2205 duplex stainless steel [J].Materials Science and Engineering A，2001，311： 28-41.[10] Ahn Y S，Kang J P.Effects of aging treatments on microstructure and impact properties of tungsten substituted 2205 duplex stainless steel [J].Materials Science & Technology，2013，16(4)： 382-388.[11] Song Z G，Feng H，Hu S M.Development of Chinese duplex stainless steel in recent years [J].Journal of Iron and Steel Research，2017，24(2)： 121-130.[12] Wickström L，Mingard K，Gareth H，et al.Microcrack clustering in stress corrosion cracking of 22Cr and 25Cr duplex stainless steels [J].Corrosion Science，2016，109： 86-93.[13] Wan J Q，Ruan H H，Wang J B，et al.The kinetic diagram of sigma phase and its precipitation hardening effect on 15Cr-2Ni duplex stainless steel [J].Materials Science and Engineering A，2018，711： 571-578.[14] Maehara Y，Koike M，Fujino N，et al.Precipitation behavior of sigma phase in a duplex phase stainless steel [J].Tetsu-to-Hagané，2010，67(3)： 577-586.[15] Lü J L，Guo W L，Liang T X，et al.The effects of pre-deformation on corrosion resistance of the passive film formed on 2205 duplex stainless steel [J].Journal of Alloys and Compounds，2016，686： 176-183.[16] Pezzato L，Lago M，Brunelli K，et al.Effects of secon-dary phases precipitation on corrosion resistance of duplex stainless steels [J].Materials Science Forum，2016，879：1495-1500.[17] Jeon S H，Kim H J，Park Y S.Effects of inclusions on the precipitation of chi phases and intergranular corrosion resistance of hyper duplex stainless steel [J].Corrosion Science，2014，87(5)： 1-5.[18] Mishra M K，Rao A G，Balasundar I，et al.On the microstructure evolution in friction stir processed 2507 super duplex stainless steel and its effect on tensile behavior atambient and elevated temperatures [J].Materials Science and Engineering A，2018，719：82-92.[19] 王冬，邹德宁，韩英，等.254SMo和2507超级不锈钢中的σ析出相 [J].材料热处理学报，2016，37(5)： 103-109.(WANG Dong，ZOU De-ning，HAN Ying，et al.Precipitation of σ-phase in 254SMo and 2507 super stainless steels [J].Transactions of Materials and Heat Treatment，2016，37(5)：103-109.)[20] Zhang B B，Jiang Z H，Li H B，et al.Precipitation behavior and phase transformation of hyper duplex stainless steel UNS S32707 at nose temperature [J].Materials Characterization，2017，129： 31-39.[21] Pohl M，Storz O.Effect of intermetallic precipitations on the properties of duplex stainless steel [J].Materials Characterization，2007，58(1)： 65-71.[22] Otrola T，Hollner S，Bonnefois B，et al.Embrittlement of a superduplex stainless steel in the range of 550-700 ℃ [J].Engineering Failure Analysis，2005，12(6)： 930-941.。
不锈钢和铸钢收缩比
不锈钢和铸钢收缩比1. 引言不锈钢和铸钢是常见的金属材料，广泛应用于工业生产和日常生活中。
在使用这些材料时，了解其收缩比是非常重要的，因为它直接影响到材料的尺寸变化和加工工艺。
本文将详细介绍不锈钢和铸钢的收缩比，并探讨其原因、测量方法以及对实际应用的影响。
2. 不锈钢收缩比2.1 定义不锈钢是一种具有耐腐蚀性能的合金材料，主要成分为铁、铬、镍和其他合金元素。
不同种类的不锈钢具有不同的化学成分和物理性质，因此其收缩比也会有所差异。
2.2 收缩原因不锈钢在冷却过程中会发生体积收缩，主要原因是晶粒间隙变小、晶格结构紧密以及晶界弥散作用等。
此外，合金元素之间的相互作用也会对收缩率产生影响。
2.3 测量方法测量不锈钢的收缩比可以通过实验方法或计算方法来进行。
2.3.1 实验方法实验方法是最常用的测量收缩比的手段之一。
通常采用铸造试样的方式，将不锈钢熔化后倒入模具中，待冷却后测量试样尺寸的变化。
通过比较试样加工前后的尺寸差异，可以得到不锈钢的收缩率。
2.3.2 计算方法计算方法是通过理论模型和已知材料参数来估算收缩比。
根据材料的热膨胀系数、晶格结构等参数，结合斯特林公式等数学模型，可以计算出不锈钢在冷却过程中的收缩率。
2.4 实际应用不锈钢的收缩比对于制造行业非常重要。
在铸造和加工过程中，需要根据材料的收缩率进行设计和调整模具尺寸，以确保最终产品符合要求。
此外，在建筑、航空航天、汽车等领域也广泛使用不锈钢材料，了解其收缩特性有助于提高产品质量和工艺效率。
3. 铸钢收缩比3.1 定义铸钢是一种通过熔化和铸造工艺制备的钢材，具有优良的机械性能和耐磨性。
与不锈钢相比，铸钢的收缩比也具有一定差异。
3.2 收缩原因铸钢的收缩原因与不锈钢类似，主要是由于晶粒结构变化和晶界弥散作用等引起的体积变化。
此外，铸钢中可能含有一些合金元素，其相互作用也会对收缩率产生影响。
3.3 测量方法铸钢的收缩率测量方法与不锈钢类似，可以采用实验方法或计算方法进行。
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２ ａｓ ｅ Ｒ ｓａｃ ｎｔｕｅ ．Ｂ ｏｔ ｌ ｅｅｒｈＩｓ ｔｔ） ｅ ｉ
【 要 】 研 究在 同一 浇注温度 下 ， 同冷却 速 率对 ２０ 摘 不 １１双相 不锈 钢 凝 固过 程 线 收 缩的 影
响 。 结果表 明 ， 却速 率减慢 ， 利 于奥 氏体 析 出和 长 大 ， 氏体 的 比例 增 加 ， １ １双 相 不锈 钢 冷 有 奥 ２０
的线收 缩增 大 。
【 关键 词 】 ２０ １ １双相 不锈 钢
冷 却速 率
线收缩
ＥＦＦＥＣＴ ｏＦ Ｃｏ ｏＬＩ ＮＧ ＲＡＴＥ ｏＮ ＴＨ Ｅ ＮＥＡＲ ＬＩ ＣｏＮＴＲＡＣＴＩ ｏＮ ｏＦ １ １ ＤＵＰＬＥＸ ＴＡＩ ２ ０ Ｓ ＮＬＥＳ Ｓ ＳＴＥＥＬ
Ａ ｕ Ｚ ｏｇＨ ｎｇｎ Ｚ ａ Ｑｊ Ｚ ａｇＷｅ Ｓ ｎ ｏ ｍ ｉ Ｊ ｎ ａ ｈ ０Ｌ ｈｎ ｏ ｇａｇ ｈ ｉ ｉｅ ｉ ｈｎ ｉ ｏ ｇＨ ｎ ｅ ｉ ｇＬ ｉ ｕ ａ ｚ
的贵重元 素 Ｍｏ 因此 开 发 既经 济 、 能 又优 良的 ， 性
机理 的研究对合理制定双相不锈钢铸造工艺具有 定 参考 意 义 。本文 研 究 在 同一 浇 注温 度 下 ， 不 同冷却速 率对 ２ ０ １ １双相 不 锈 钢 凝 固过 程 中线 收 缩 的影 响并分 析其原 理 。
钢 的凝 固热应力 和相 变应 力都是 凝 固及后 期 降温 过程 中产 生的 ， 是铸坯 形成 裂纹 的主 要 因素 ， 不利 于连铸 坯 生 产 和轧 制 ； 同时 金 属凝 固过 程 产 生 的缺陷如 缩 孔 和疏 松 ， 与 材 料 的 收缩 量 有 着 都
密切 的关 系 。众 多 研 究 表 明 ， 内外 对 双 相 不 锈 国 钢 的研 究大 都集 中在 焊接性 和热 处理 方面 ， 凝
【 ｂｔ ｃ】 Ｔ ｅｅｅｔ ｆ ｏｌ ｇｒ ｅ ｎｔ ｎａ ｃｎ ａｔｎｏ ２ ｕｌ ｔｎ ｓ ｓ ｅ Ａ ｓ ａｔ ｒ ｈ ｆ ｃ ｏ ｃｏｎ ｔ ｏ ｅｌｅｒ ｏｔ ｃｏ ｆ ｄｐ ｘｓ ｉ ｅ ｔ ｌ ｆ ｉ ａ ｈ ｉ ｒ ｉ １１ ０ 海
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属
Ｖｏ ． ３，Ｎｏ ３ １３ ．
Ｍａ ｙ．２０１ｌ ４３
２ １ 年 ５月 ０１
ＳＨＡ ＮＧＨＡＩ Ｍ ＥＴＡＬＳ
冷 却条 件对 ２０ １ １双 相 不 锈 钢 线 收 缩 的 影 响
敖 鹭 仲红 刚 翟启 杰 张 伟 宋红梅 江 来珠
（ ．上 海 大 学 上海 市 现 代 冶金 及 材 料 制 备 重 点 实 验 室 ， 海 ２０ ７ ２ 宝 钢 研 究 院 ） １ 上 ０ ０ ２； ．
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双 相不 锈钢 的定义 是铁 素体 相与 奥 氏体 相 约
各 占一 半或 者钢 中一般 较少 相 的含量 也需要 达 到 ３ ％ 的不 锈钢 ¨ 。双 相不锈 钢 具有铁 素体 和奥 氏 ０ 经 济 型 双 相 不 锈 钢 成 为 一 种 趋 势 。２ ０ ０ ２年 ， 由 Ｏｔｕ ｐ ｕｏ ｍ ｕ公 司 开 发 的 经 济 型 双 相 不 锈 钢 ２ ０ ｋ １１
固条件 如何 影响双 相不 锈钢 凝 固过 程线 收缩 以及
两 相 比例 对线 收缩 影 响的研 究鲜有 报道 。线 收缩
发展之一。２０ ２５双相不锈钢是第二代不锈 钢 中 的代表 ， 已在 化 工 、 筑 、 建 海水 淡 化 等 领 域 获 得 广
泛 应用 。 由于 Ｎ 价格较 高 ， ２ ０ ｉ 且 ２ ５中含 ３ 以上 ％
含有 更少 的 Ｎ ， 基本 不 含 Ｍｏ 进 一 步 降 低 了双 ｉ且 ，
相不 锈钢 的成 本 。
体 两相组 织 ， 有奥 氏体 与铁 素体 不锈 钢 的优 点 ， 兼 双 相不锈 钢 比奥 氏体 不 锈 钢强 度 高 一倍 ， 有 比 具 奥 氏体不 锈钢 更 优 良的 耐应 力 腐 蚀 开 裂性 能 、 抗 点蚀 的能 力 和优 良的抗 晶间腐 蚀能力 ｊ 。第 一 代 双相 不锈 钢是 ２ ０世 纪 ３ ０年 代 出现 的 ， 由 于焊 但 接热 影 响 区 （ Ａ ） 腐 蚀 性 及 韧 性 远 低 于 母 材 Ｈ Ｚ耐 而应用 受 限 。第 二代 双相 不锈 钢是 ２ ０世 纪 ７ ０年 代 中期 发展 起 来 的一 种 具 有 高强 度 、 良的耐 腐 优 蚀和加 工性 的 工程 材 料 ， 低 碳 合 金领 域 的重 大 是