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304LN和Inconel625+10%WC复合增材制造过程中的裂纹控制及组织性能研究
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作者 金俊希 温雪龙 +3 位作者 王志国 赵宇辉 贺晨 赵吉宾 《精密成形工程》 北大核心 2025年第4期192-202,共11页
目的采用激光增材工艺对304LN和Inconel625+10%(质量分数)WC进行整体同步打印,制备无裂纹双金属材料零件,研究裂纹产生原因并测试零件的性能。方法通过优化打印策略以减少乃至避免裂纹产生,利用光学显微镜、电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS... 目的采用激光增材工艺对304LN和Inconel625+10%(质量分数)WC进行整体同步打印,制备无裂纹双金属材料零件,研究裂纹产生原因并测试零件的性能。方法通过优化打印策略以减少乃至避免裂纹产生,利用光学显微镜、电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)等手段,分析各打印策略对应试件界面处的显微组织、元素过渡等情况,探究裂纹形成机理。采用维氏硬度计、万能材料试验机测试双金属材料零件的硬度及弯曲强度。结果有宏观和微观2种原因可能导致裂纹的产生:宏观上,304LN和Inconel625材料的热膨胀系数不同,熔覆后冷却收缩速度存在差异,当2种材料在同一熔覆层的混合交融程度较高时,这种收缩速度的差异会使熔覆层拉伸并产生较大热应力,从而导致裂纹产生;微观上,Nb、Mo等固溶体强化元素的偏析导致碳化物等次生相在晶界处聚集形成低熔点共晶相,降低了晶界的结合强度,削弱了固溶体强化效应,使力学性能减弱,裂纹敏感性提高,这些低熔点共晶相在后续层的加热中液化成液膜,然后被残余应力拉开。无裂纹双金属材料零件的弯曲强度为1300 MPa左右,304LN区域硬度约为180HV,Inconel625/WC区域硬度约为350HV。结论通过优化打印策略,采用从下至上依次熔覆材料的方式,可以降低熔化的Inconel625+10%WC材料对304LN熔覆区域的稀释作用,实现无裂纹双金属材料的制备。制备的整体梯度结构硬度转变区短,硬度过渡快,并且在弯曲过程中,在界面位置未发现裂纹,且整体性能优于单一304LN结构的性能。 展开更多
关键词 激光熔覆 304ln/Inconel625 双金属材料 策略优化 裂纹控制
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Corrosion Behavior of 304LN Stainless Steel in High‑Temperature Supercritical Carbon Dioxide: Oxidation and Carburization
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作者 Nanfu Li Bin Wu +6 位作者 Jiazhen Wang Ming Shu Yusheng Zhang Yifeng Li Jianqiu Wang En‑Hou Han Hongliang Ming 《Acta Metallurgica Sinica(English Letters)》 2025年第10期1809-1826,共18页
The corrosion behavior of 304LN austenitic stainless steel in supercritical CO_(2) at 650℃ was investigated.The results show that 304LN follows Wagner’s law kinetics,forming a protective oxide flm consisting of SiO_... The corrosion behavior of 304LN austenitic stainless steel in supercritical CO_(2) at 650℃ was investigated.The results show that 304LN follows Wagner’s law kinetics,forming a protective oxide flm consisting of SiO_(2),(Cr,Mn)3O_(4),and Cr2O_(3) from the inner to outer layers.A shallow carburization depth of approximately 130 nm indicates excellent resistance to carburization.The roles of key elements in 18/8 austenitic stainless steel represented by 304LN,such as Cr,Ni,and Si,were analyzed,highlighting their contributions to anti-carburization performance and corrosion resistance under harsh conditions. 展开更多
关键词 304ln Supercritical carbon dioxide(SC-CO_(2)) Corrosion Transmission electron microscopy(TEM) CARBURIZATION
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激光增材制造技术在核电堆内构件304LN不锈钢大型复杂结构件上的应用 被引量:3
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作者 王庆田 于天达 +3 位作者 何培峰 吴冰洁 胡雪飞 蒋兴钧 《中国核电》 2020年第5期625-629,共5页
将激光增材制造技术用于核反应堆堆内构件304LN奥氏体不锈钢大型复杂结构件的制备,利用金相显微镜和扫描电镜分析,对焊态及热处理态熔覆层组织进行微观分析,并对熔覆态及热处理态熔覆层开展力学性能试验。结果表明:激光熔覆304LN不锈钢... 将激光增材制造技术用于核反应堆堆内构件304LN奥氏体不锈钢大型复杂结构件的制备,利用金相显微镜和扫描电镜分析,对焊态及热处理态熔覆层组织进行微观分析,并对熔覆态及热处理态熔覆层开展力学性能试验。结果表明:激光熔覆304LN不锈钢熔覆层组织由沿熔覆增高方向贯穿多层外延生长的柱状晶组成,柱状晶内包含多个细长整齐排列的树枝晶,奥氏体基体上分布着大量沿熔覆增高方向排列的残余铁素体;固溶处理后残余铁素体消除,奥氏体基体上析出大量碳化物。304LN奥氏体不锈钢熔覆态组织具有良好的力学性能。 展开更多
关键词 核电堆内构件 304ln不锈钢 激光增材制造 3D打印
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304LN钢制容器MAG焊焊接接头性能研究 被引量:3
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作者 郝增龙 焦帅杰 +5 位作者 王国佛 韩莹 张胜鹏 富泉 黄上甫 马健朝 《压力容器》 北大核心 2023年第7期11-18,共8页
针对304LN不锈钢制容器对国产自动化焊接材料的迫切需求,研制了ER316LMnG奥氏体不锈钢焊丝,对其熔化极活性气体保护焊(MAG)的熔敷金属及304LN对接接头进行了试验研究。结果表明,焊态及去应力热处理态熔敷金属组织均为奥氏体柱状晶,不含... 针对304LN不锈钢制容器对国产自动化焊接材料的迫切需求,研制了ER316LMnG奥氏体不锈钢焊丝,对其熔化极活性气体保护焊(MAG)的熔敷金属及304LN对接接头进行了试验研究。结果表明,焊态及去应力热处理态熔敷金属组织均为奥氏体柱状晶,不含铁素体组织,熔敷金属具有良好的强度和塑性,尤其是其-196℃冲击值达到80 J以上,冲击断裂特征为典型的韧性断裂;焊接修复情况下长时间或多次的去应力热处理对熔敷金属的力学性能无明显影响;该焊丝得到的对接接头焊接质量良好,其拉伸、冲击及弯曲等力学性能满足承压设备焊接工艺评定的要求,并且接头具有较强的抗晶间腐蚀能力;该焊丝能够用于304LN类压力容器的焊接。 展开更多
关键词 304ln奥氏体不锈钢 熔敷金属 焊接接头 低温冲击韧性 去应力热处理
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304L与304LN低温性能试验对比 被引量:1
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作者 马斌 程俊 +3 位作者 宋远佳 尉成果 王长军 梁剑雄 《低温与超导》 CAS 北大核心 2022年第4期19-24,共6页
对比了-196℃、-163℃、-100℃、-40℃、20℃五个温度点304L和304LN的抗拉强度、屈服强度、弹性模量、拉伸率、收缩率、线膨胀系数、材料尺寸稳定性等性能参数。试验结果表明304L和304LN的抗拉强度、屈服强度、弹性模量随着温度降低而提... 对比了-196℃、-163℃、-100℃、-40℃、20℃五个温度点304L和304LN的抗拉强度、屈服强度、弹性模量、拉伸率、收缩率、线膨胀系数、材料尺寸稳定性等性能参数。试验结果表明304L和304LN的抗拉强度、屈服强度、弹性模量随着温度降低而提高,拉伸率、收缩率、线膨胀系数随着温度降低而减小。304LN的抗拉强度、线膨胀系数与304L相近,但其屈服强度和弹性模量均明显高于304L。304L冲击韧性优良且稳定,304LN冲击韧性随温度降低下降明显,但仍然具有较好的冲击韧性。304L和304LN尺寸稳定性好。建议强度要求高,有重量控制要求的条件下使用304LN。 展开更多
关键词 304L 304ln 低温性能 试验对比
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深冷处理对304LN钢焊件耐腐蚀性的影响研究 被引量:1
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作者 王旭 黄中华 《材料保护》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期32-32,33-35,共4页
目前对不锈钢材料低温尤其是超低温下耐腐蚀性的测试研究较少。为此,借助超低温深冷试验箱对304LN钢焊接件进行深冷处理,并对深冷处理后的钢板进行了微观组织变化观测及电化学腐蚀测试和盐雾腐蚀测试。结果表明:深冷处理工艺能促进304L... 目前对不锈钢材料低温尤其是超低温下耐腐蚀性的测试研究较少。为此,借助超低温深冷试验箱对304LN钢焊接件进行深冷处理,并对深冷处理后的钢板进行了微观组织变化观测及电化学腐蚀测试和盐雾腐蚀测试。结果表明:深冷处理工艺能促进304LN不锈钢残余奥氏体向马氏体转变和碳氮化物在试件表面均匀沉淀;由电化学腐蚀试验得到的极化曲线数据推断,母材区的腐蚀电流和腐蚀速率普遍低于焊缝区及热影响区;由盐雾腐蚀试验后的试样面貌特征可知深冷处理对该类钢材耐腐蚀性有增强效果。 展开更多
关键词 304ln 深冷处理 微观组织 电化学腐蚀 盐雾腐蚀
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深冷处理对304LN不锈钢板焊接接头组织和力学性能的影响 被引量:4
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作者 沈子豪 李扬 刘奎周 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期181-184,共4页
304LN不锈钢板焊接件在焊接接头处取样分别以2℃/min和5℃/min速率进行深冷处理,对其深冷前后显微组织和力学性能变化进行分析。试验结果表明:深冷处理使得材料内部奥氏体向马氏体转化,并伴有碳化物和氮化物的析出。以5℃/min速率进行... 304LN不锈钢板焊接件在焊接接头处取样分别以2℃/min和5℃/min速率进行深冷处理,对其深冷前后显微组织和力学性能变化进行分析。试验结果表明:深冷处理使得材料内部奥氏体向马氏体转化,并伴有碳化物和氮化物的析出。以5℃/min速率进行深冷处理,相较于2℃/min深冷速率析出物数量更多且分布更加均匀;深冷处理使得304LN不锈钢板焊接接头抗拉强度和冲击韧性得到提高。与未处理试样相比,经历3次2℃/min深冷处理试样抗拉强度和冲击韧性分别提高了1. 24%和16%,经历3次5℃/min深冷处理试样抗拉强度和冲击韧性分别提高了4. 77%和23%。综合考虑两种深冷工艺,以5℃/min深冷处理能获得最佳的力学性能,该工艺可作为304LN不锈钢板焊接接头增强增韧处理方法。 展开更多
关键词 304ln不锈钢板焊接件 深冷处理 显微组织 力学性能
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深冷处理下304LN不锈钢焊接接头的显微组织与显微硬度研究 被引量:3
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作者 李扬 游凡 沈子豪 《热加工工艺》 北大核心 2021年第5期31-34,共4页
奥氏体304LN不锈钢广泛应用于核工业中。利用TIG焊接来焊接不锈钢板,在304LN焊接接头处取样,分别以2 K/min和5 K/min速率及液氮浸泡的方式进行深冷处理,利用THVS-1MDX-AXY半自动显微维氏硬度计检测深冷前后304LN焊接接头的焊缝、母材、... 奥氏体304LN不锈钢广泛应用于核工业中。利用TIG焊接来焊接不锈钢板,在304LN焊接接头处取样,分别以2 K/min和5 K/min速率及液氮浸泡的方式进行深冷处理,利用THVS-1MDX-AXY半自动显微维氏硬度计检测深冷前后304LN焊接接头的焊缝、母材、熔合区及热影响区的显微硬度分布及变化特征。研究表明:深冷处理并不会大幅度地改变焊缝组织结构,且随着碳氮化物的析出,组织逐渐趋于稳定,所以深冷处理对焊缝硬度的影响是有限的,但是对304LN焊接件以2 K/min降温速率进行深冷处理可以在最大程度上提高焊接接头的硬度值。 展开更多
关键词 304ln不锈钢 TIG焊接 深冷处理 显微硬度
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深冷处理对304LN焊接钢板硬度和冲击韧性的影响 被引量:1
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作者 骆文进 王丽英 +1 位作者 张银会 卢郁健 《材料保护》 CAS CSCD 北大核心 2020年第9期91-95,共5页
为拓展304LN焊接钢板的应用领域,对304LN焊接钢板在常规回火工艺后采用2℃/min和5℃/min的降温速率进行3轮深冷处理,比较母材区、热影响区、焊缝区在深冷处理前后室温和低温(-196℃)下的冲击韧性和硬度,使用光学显微镜观察各区域显微组... 为拓展304LN焊接钢板的应用领域,对304LN焊接钢板在常规回火工艺后采用2℃/min和5℃/min的降温速率进行3轮深冷处理,比较母材区、热影响区、焊缝区在深冷处理前后室温和低温(-196℃)下的冲击韧性和硬度,使用光学显微镜观察各区域显微组织的变化并用能谱仪(EDS)测量元素含量变化。测试结果表明:经深冷处理后304LN焊接钢板各处常温冲击韧性和低温冲击韧性均发生显著增加;常温冲击韧性增长最大值为母材区,2℃/min降温速率下最大可达13.9%;低温冲击韧性增长最大值为热影响区和焊缝区,分别在5℃/min和2℃/min降温速率下最大可达19.0%和19.4%;深冷处理前焊缝区硬度低于母材区,深冷处理后两者硬度相当;深冷处理后可明显看出马氏体相和碳化物的析出,母材区和焊缝区碳化物含量分别由深冷处理前的1.52%和1.45%增加至深冷处理后的1.62%和8.20%,同时Fe元素含量显著增加。 展开更多
关键词 深冷处理 冲击韧性 硬度 降温速率 304ln焊接钢板
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深冷处理降温速率对304LN焊接接头组织和热应力的影响 被引量:1
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作者 何浪 《材料保护》 CAS CSCD 2021年第7期102-106,共5页
为探究深冷处理中降温速率对304LN焊接接头组织和热应力的影响,对304LN焊接钢板分别以2 K/min和5 K/min 2种降温方式做深冷处理,并通过应变仪、温度传感器和光学显微镜等考察了深冷处理前后焊接接头组织及热应力的变化。试验结果表明:... 为探究深冷处理中降温速率对304LN焊接接头组织和热应力的影响,对304LN焊接钢板分别以2 K/min和5 K/min 2种降温方式做深冷处理,并通过应变仪、温度传感器和光学显微镜等考察了深冷处理前后焊接接头组织及热应力的变化。试验结果表明:随着降温速率的增加,深冷处理过程中焊接接头的热应力在数值上增大,但其均小于材料的屈服强度;深冷处理后明显可观察到马氏体的生成和碳化物的析出,且随着降温速率的增加,碳化物数量更多且分布更加均匀;同时借助能谱仪(EDS)对焊接接头碳化物含量进行了测定,证实了降温速率的增加将促使碳化物析出的观点。由此建议对工件采取降温速率为5 K/min的深冷处理从而获得较为稳定的微观组织。 展开更多
关键词 304ln焊接接头 深冷处理 热应力 显微组织
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不同降温速率下带焊缝304LN钢的热应力对比
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作者 李扬 黄中华 沈子豪 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期97-102,共6页
为探究降温速率对304LN钢材作深冷处理时的热应力是否造成不良影响,采用带有焊缝接头的304LN钢试件标定母材区、焊缝区及热影响区,分别做2℃/min、5℃/min和直接液氮浸泡的降温处理,并用有限元相关理论验证测试结果的合理性。试验结果发... 为探究降温速率对304LN钢材作深冷处理时的热应力是否造成不良影响,采用带有焊缝接头的304LN钢试件标定母材区、焊缝区及热影响区,分别做2℃/min、5℃/min和直接液氮浸泡的降温处理,并用有限元相关理论验证测试结果的合理性。试验结果发现:随着温度降低,钢板上下表面各处感知温度不相同,且试件边缘温度较中心处温度低,但温差较小;在持续降温过程中,试件的热应力随着降温速率的增加而提高,热应力与温度曲线呈现出非线性关系。在降温速率为5℃/min时析出物更加均匀稳定。在一般深冷处理过程中运用前两种速率降温差异性较小,但在实际的力学性能测试和相关工艺中建议以5℃/min为准。 展开更多
关键词 304ln钢焊接件 深冷处理 有限元模拟 显微组织
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核电控制棒驱动机构密封焊缝激光堆焊修复工艺研究 被引量:2
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作者 文忠 俞照辉 +2 位作者 闫国华 李玮 李东 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2017年第23期176-179,共4页
采用高功率激光对材料为304LN的AP1000核电站控制棒驱动机构(CRDM)Canopy焊缝模拟体进行堆焊维修,焊丝采用镍基Inconel 690合金,并研究堆焊工艺、堆焊层成形特点及显微组织。结果表明:通过焊丝伸入熔池,以熔体热传导的方式进行熔化,可... 采用高功率激光对材料为304LN的AP1000核电站控制棒驱动机构(CRDM)Canopy焊缝模拟体进行堆焊维修,焊丝采用镍基Inconel 690合金,并研究堆焊工艺、堆焊层成形特点及显微组织。结果表明:通过焊丝伸入熔池,以熔体热传导的方式进行熔化,可以更好地保持熔池的稳定性,并获得表面成形优异的焊道;焊道搭接率为42%时,堆焊层非常平整,余高顶部和搭接部之间高度差仅在100~135μm之间;熔池边界处未混合区铁素体富集,与奥氏体的Inconel 690堆焊层形成晶格差异,会导致平直的Ⅱ-型边界出现;堆焊21道次才能对整个密封环进行双层覆盖,两道交替堆焊可保证密封环不出现下塌现象。 展开更多
关键词 激光堆焊 AP1000核电站 控制棒驱动机构 INCONEL 690 304ln不锈钢
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超低温容器焊接用MAG焊丝工艺评定
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作者 富泉 王梗蕊 +4 位作者 毕沿苹 王国佛 刘满雨 李丹晖 徐亦楠 《金属加工(热加工)》 2024年第11期46-49,共4页
针对某大型低温容器焊接接头去应力热处理后-196℃冲击吸收能量≥60J的要求,对国产ER316LMnG焊丝和进口ER317Lmod焊丝进行焊接工艺评定试验。结果表明:焊接接头拉伸性能、-196℃低温冲击性能、弯曲性能和晶间腐蚀性能均符合技术要求,其... 针对某大型低温容器焊接接头去应力热处理后-196℃冲击吸收能量≥60J的要求,对国产ER316LMnG焊丝和进口ER317Lmod焊丝进行焊接工艺评定试验。结果表明:焊接接头拉伸性能、-196℃低温冲击性能、弯曲性能和晶间腐蚀性能均符合技术要求,其中-196℃冲击吸收能量能够稳定在90J以上。由此可知,以上2种焊丝均可用于304LN奥氏体不锈钢材质超低温容器的焊接。 展开更多
关键词 304ln 低温冲击 低温容器 焊丝 熔化极气体保护焊
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超低温奥氏体不锈钢焊条电弧焊工艺评定试验
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作者 王文杰 《一重技术》 2021年第6期48-51,共4页
采用全奥氏体不锈钢E310焊条在40 mm厚304LN不锈钢母材上进行电弧焊工艺评定试验,焊后经过570℃×1 h消除应力热处理和3次循环的-196℃深冷处理,通过无损检测和性能试验,-196℃冲击功50 J以上,评定结果合格,解决焊接接头超低温韧性... 采用全奥氏体不锈钢E310焊条在40 mm厚304LN不锈钢母材上进行电弧焊工艺评定试验,焊后经过570℃×1 h消除应力热处理和3次循环的-196℃深冷处理,通过无损检测和性能试验,-196℃冲击功50 J以上,评定结果合格,解决焊接接头超低温韧性薄弱的问题。通过评定试验,为某低温项目不锈钢材料的选择、焊接工艺、热处理工艺等提供参考。 展开更多
关键词 304ln不锈钢 -196℃ 冲击韧性 深冷处理 不锈钢焊条
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