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激光熔覆增材制备45/316L/CuSn5梯度层的界面缺陷抑制及性能优化
1
作者 丁立红 雷卫宁 陈菊芳 《材料工程》 北大核心 2026年第1期139-149,共11页
针对45/CuSn5合金熔覆层界面缺陷问题,本研究提出以316L作为过渡层,激光熔覆增材制备45/316L/CuSn5梯度层的界面缺陷抑制及性能优化方法。通过系统对比45/CuSn5单一熔覆层与45/316L/CuSn5梯度熔覆层的界面微观形貌和元素分布,揭示316L... 针对45/CuSn5合金熔覆层界面缺陷问题,本研究提出以316L作为过渡层,激光熔覆增材制备45/316L/CuSn5梯度层的界面缺陷抑制及性能优化方法。通过系统对比45/CuSn5单一熔覆层与45/316L/CuSn5梯度熔覆层的界面微观形貌和元素分布,揭示316L过渡层的调控机制,并对基体和梯度熔覆层的性能进行对比研究。结果表明:梯度熔覆层因316L过渡层的引入,形成无缺陷的冶金结合界面,界面发生了明显的元素互扩散,其Cr元素高浓度梯度有效降低了界面能,抑制了裂纹的产生;Cu元素向316L的扩散促进了Cu-Ni固溶体的形成,而316L向CuSn5表面熔覆层过渡,实现了从奥氏体(γ-Fe)向α-Cu固溶体过渡,这种晶体结构的过渡有效抑制了界面脆性相的生成,从而实现了界面的缺陷抑制。摩擦磨损实验中,在载荷为20 N、往复直线运动30 min的干摩擦条件下,梯度熔覆层的平均摩擦因数为0.1486,较基体(0.4080)显著降低;磨损率为1.723 mm^(3)·N^(-1)·m^(-1),较基体(2.469 mm^(3)·N^(-1)·m^(-1))降低30.21%,实现了基体的耐磨性能优化。电化学腐蚀测试进一步表明,在3.5%NaCl溶液中,梯度熔覆层的腐蚀电流密度(3.105×10^(-6)A·cm^(-2))较基体(4.839×10-5 A·cm^(-2))降低了一个数量级,腐蚀速率减缓93.58%,耐腐蚀性能显著增强。 展开更多
关键词 激光熔覆 316L CuSn5 缺陷抑制 性能优化
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激光扫描速度对SLM 316L不锈钢强塑性影响的分子动力学研究
2
作者 陈桂娟 高千千 马志鹏 《热加工工艺》 北大核心 2026年第3期54-62,共9页
基于分子动力学模拟方法,研究了激光扫描速度对选区激光熔化成形316L不锈钢在300 K温度和1010s^(-1)拉伸速率下拉伸性能的影响机制。通过综合应力-应变分析、共近邻晶体结构表征及位错演化分析,揭示了扫描速度通过应变诱导BCC相变与晶... 基于分子动力学模拟方法,研究了激光扫描速度对选区激光熔化成形316L不锈钢在300 K温度和1010s^(-1)拉伸速率下拉伸性能的影响机制。通过综合应力-应变分析、共近邻晶体结构表征及位错演化分析,揭示了扫描速度通过应变诱导BCC相变与晶界位错钉扎效应协同提升强塑性的原子机制。结果表明:当扫描速度降至0.5Å/ps时,试样的极限抗拉强度达到14.487 GPa,应变量为22.9%,且应力峰值出现时间相对延迟;变形过程中观察到显著的应变诱导相变现象,面心立方(FCC)、体心立方(BCC)和密排六方(HCP)晶体结构间存在动态转化,其中BCC和无序结构(Other)含量在应力峰值时达到最大值,而在裂纹扩展阶段部分结构发生逆向转变;位错分析表明Shockley不全位错主导塑性变形过程,低速成形试样(0.5Å/ps)展现出更显著的晶界强化效应,其位错网络演化与晶体结构转变呈强相关性。本研究通过优化扫描速度可有效调控选区激光熔化成形316L不锈钢的微观结构演化路径,为提升增材制造金属材料的拉伸性能提供理论依据。 展开更多
关键词 选区激光熔化 分子动力学 316L不锈钢 激光扫描速度 位错密度
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316H钢及其焊缝金属辐照He泡演化与力学行为的相场-晶体塑性耦合模拟
3
作者 王栋 徐连勇 +2 位作者 赵雷 韩永典 宋恺 《金属学报》 北大核心 2026年第1期173-190,共18页
316H钢是第四代先进核反应堆重要的候选结构材料。在服役过程中,材料长期处于高温、辐照以及复杂应力的服役环境,工况极其严苛。尤其是由于核嬗变导致的辐照He泡会造成严重的辐照脆化,加速材料的失效。为阐明He泡在母材和焊缝金属中的... 316H钢是第四代先进核反应堆重要的候选结构材料。在服役过程中,材料长期处于高温、辐照以及复杂应力的服役环境,工况极其严苛。尤其是由于核嬗变导致的辐照He泡会造成严重的辐照脆化,加速材料的失效。为阐明He泡在母材和焊缝金属中的演化规律及其对力学性能的影响。本工作基于He泡相场和晶体塑性耦合求解框架,模拟了316H钢及其焊缝金属中He泡的演化行为以及He泡对力学行为的影响。结果表明,He泡通过吸收过饱和空位和He原子形核生长,并在后期通过合并和Ostwald熟化进行长大。焊缝金属中高密度位错偏置吸收间隙原子导致空位浓度过剩以及位错作为快速扩散通道,共同导致了He泡的快速生长。在小应变时,外应变与He泡内压共同主导应力-应变响应,宏观应力为负值;随着外应变增加,应力-应变响应则由外应变主导。拉伸过程中,He泡与基体界面周围出现了显著的应力集中,相应地,应力集中处也发生了较大的塑性变形。在外加应变为4%时,焊缝金属中形成了显著的塑性变形带。 展开更多
关键词 316H钢 焊缝金属 辐照 He泡 相场模拟
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核电316H奥氏体不锈钢疲劳损伤机制与温度敏感性研究
4
作者 董贺展 余婷 +5 位作者 宋宇轩 王志强 蔡智会 金伟娅 蒋炎尧 高增梁 《材料导报》 北大核心 2026年第2期189-196,共8页
316H奥氏体不锈钢具有优异的高温性能,是第Ⅳ代核电高温气冷堆一回路管道的候选材料之一。然而,其结构构件在高温下仍然存在非预期疲劳开裂现象,亟需深入分析其疲劳失效机制,揭示其高温下的疲劳损伤机理。本工作开展不同温度的316H不锈... 316H奥氏体不锈钢具有优异的高温性能,是第Ⅳ代核电高温气冷堆一回路管道的候选材料之一。然而,其结构构件在高温下仍然存在非预期疲劳开裂现象,亟需深入分析其疲劳失效机制,揭示其高温下的疲劳损伤机理。本工作开展不同温度的316H不锈钢拉伸试验,发现屈服强度与抗拉强度随试验温度的升高逐渐降低,但延伸率则在常温至300℃的范围内随温度的升高而降低,在300~550℃之间出现平台,在550℃以上随试验温度的升高而增大。通过开展常温和高温气冷堆服役温度600℃条件下的316H不锈钢低周疲劳实验,获得了常温与高温下的循环应力-应变特征,分别构建了S-N曲线,通过微观表征技术对拉伸与疲劳的微观组织结构演化、断口形貌进行分析,研究其断裂机理。结果表明:300℃以下晶界结构稳定,主要为穿晶断裂机制;而550℃以上晶界出现析出物,拉伸断口呈现出部分沿晶断裂特征。在常温与高温下均呈现出循环硬化、循环软化、快速失效三个阶段,且高温实验后晶粒尺寸变大,而常温下晶粒无明显变化,但几何必须位错密度(GND)增加明显。此外,常温下疲劳裂纹的启裂机制为滑移带累积导致材料表面出现疲劳裂纹源;而高温下,裂纹启裂位置氧化严重,呈现出疲劳-氧化协同启裂特征。研究结果对高温气冷堆一回路管道的设计、运维与表面强化延寿有重要科学意义。 展开更多
关键词 高温气冷堆 316H奥氏体不锈钢 疲劳 高温 疲劳损伤机制
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退火处理对SLM成形316L不锈钢显微组织与性能的影响
5
作者 雷灵修 周家林 +3 位作者 杨慧慧 黄高 闫文青 王琰琛 《金属热处理》 北大核心 2026年第1期71-78,共8页
对比研究了不同退火工艺(500、800、1100℃×2 h)对激光选区熔化(SLM)成形316L不锈钢显微组织及电化学性能的影响,并探究其腐蚀机理。结果表明:经500℃退火后316L不锈钢的微观组织与SLM成形态试样差异不大,显微硬度达到250 HV0.5;经... 对比研究了不同退火工艺(500、800、1100℃×2 h)对激光选区熔化(SLM)成形316L不锈钢显微组织及电化学性能的影响,并探究其腐蚀机理。结果表明:经500℃退火后316L不锈钢的微观组织与SLM成形态试样差异不大,显微硬度达到250 HV0.5;经800℃退火时,“鱼鳞状”熔池边界变得模糊,形成大量长条状不规则形貌的组织,内部胞状、柱状亚结构几乎消失,显微硬度降低到221 HV0.5;当退火温度升高到1100℃时,316L不锈钢经历了再结晶过程,晶粒尺寸明显增长,胞状、柱状亚结构完全消失,位错密度降低,试样显微硬度显著下降,为173 HV0.5。SLM成形316L不锈钢钝化膜的形成与亚结构有关,亚晶界和晶界促进钝化膜的形成,耐蚀性随退火温度升高而降低,但在1100℃退火时由于发生了再结晶,耐蚀性有所提升。 展开更多
关键词 选区激光熔化 316L不锈钢 热处理 退火工艺 微观组织 显微硬度 耐腐蚀性
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45钢表面激光熔覆SiC/WC增强316L复合涂层的组织和性能研究
6
作者 李成 雒设计 +1 位作者 韩礼红 何勇 《热加工工艺》 北大核心 2026年第6期157-165,172,共10页
采用激光熔覆技术制备了3种复合涂层(SiC增强316L复合涂层、WC增强316L复合涂层、FeCr合金涂层),并使用OM、SEM、XRD对涂层显微组织、物相组成进行了分析,使用显微硬度仪、摩擦磨损试验机对其显微硬度及摩擦磨损性能进行了测定。结果表... 采用激光熔覆技术制备了3种复合涂层(SiC增强316L复合涂层、WC增强316L复合涂层、FeCr合金涂层),并使用OM、SEM、XRD对涂层显微组织、物相组成进行了分析,使用显微硬度仪、摩擦磨损试验机对其显微硬度及摩擦磨损性能进行了测定。结果表明:SiC增强316L复合涂层主要由SiC、γ-Fe相组成;WC增强316L复合涂层主要由WC、γ-Fe相组成;FeCr涂层由Fe-Cr相组成。随着扫描速度增加,熔池冷却速度加快,结晶过程中原子扩散时间缩短,形成了更细小且均匀的晶粒结构,从而提高了涂层的硬度和耐磨性,降低了摩擦系数。直观的体现为涂层截面平均显微硬度提高,涂层晶粒明显细化,摩擦系数减小,耐磨性提高。对3种涂层来说,3 mm/s的SiC增强316L复合涂层、WC增强316L复合涂层、FeCr涂层平均硬度分别为320、308、270 HV0.2,5 mm/s的SiC增强316L复合涂层、WC增强316L复合涂层、FeCr涂层平均硬度分别为380、370、305 HV0.2。各涂层摩擦系数大小顺序为:45钢基体(0.8)>WC-3(0.59)>SiC-3(0.45)>WC-5(0.42)>SiC-5(0.4)。在3种涂层中,5 mm/s扫描速度下制备的SiC增强316L复合涂层具有最大的平均显微硬度380 HV0.2,约为基体的2.7倍,摩擦系数为0.4,约为基体的1/2,表现出较好的耐磨性能,涂层磨损机制为磨粒磨损。 展开更多
关键词 激光熔覆 SiC/WC增强316L复合涂层 显微组织 耐磨性能
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基于残差网络的316不锈钢薄带材力学性能预测模型
7
作者 王振华 赵晰阳 +1 位作者 谢宁杰 刘元铭 《钢铁》 北大核心 2026年第1期78-89,146,共13页
构建材料制备工艺、微观组织、力学性能之间的映射关系一直是金属材料设计与优化研究的重要方向。传统数据驱动的金属材料力学性能预测模型只构建了制备工艺、材料成分与最终力学性能之间的关系,忽略了材料制备过程中微观组织对力学性... 构建材料制备工艺、微观组织、力学性能之间的映射关系一直是金属材料设计与优化研究的重要方向。传统数据驱动的金属材料力学性能预测模型只构建了制备工艺、材料成分与最终力学性能之间的关系,忽略了材料制备过程中微观组织对力学性能的显著影响作用。为了提高316不锈钢薄带材力学性能预测模型的准确性,提出采用残差神经网络算法结合轧制工艺数据与微观组织图像数据构建316不锈钢薄带材力学性能预测模型。建模前通过轧机数据采集系统获取不同规格316不锈钢薄带材轧制过程数据,得到高质量的工艺数据集。通过电子背散射衍射技术(electron backscatter diffraction,EBSD)获取不同工艺下薄带材微观组织的关键信息并与工艺数据进行深度融合,将建模数据转化为具有二维特征的数据集。在此基础上,利用带有CBAM(convolutional block attention module)注意力模块的ResNet18结构建立ResNet-CBAM-2D残差神经网络模型并对模型的超参数进行优化。将构建的ResNet-CBAM-2D模型与其他模型进行比较,结果表明,ResNet-CBAM-2D模型的预测精度最高,模型决定系数R2和平均绝对百分比误差EMAP、均方根误差ERMS和平均绝对误差EMA分别达到了0.980、3.616%、15.663和15.353。模型不仅能够准确预测316不锈钢薄带材的抗拉强度,还可以准确预测屈服强度和断后伸长率。研究结果为不锈钢薄带材轧制工艺优化和产品开发提供了新方法,具有重要的实用价值。 展开更多
关键词 316不锈钢薄带材 残差神经网络 力学性能预测 轧制工艺 注意力机制 数据融合 微观组织 数据驱动
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氮气保护对热丝激光增材制备316L奥氏体不锈钢组织与性能的影响
8
作者 郑诚玉 李广 +3 位作者 陈计澎 苏国兴 石玗 顾玉芬 《电焊机》 2026年第1期51-58,87,共9页
以316L不锈钢焊丝作为沉积材料,分别研究了纯N2和纯Ar保护气氛对热丝激光增材制造(LAM)试样微观组织、力学性能及晶界腐蚀行为的影响规律。结果表明:增材试样组织主要为奥氏体,枝晶间分布少量铁素体,Ar试样的含氮量为0.047%,N2试样的含... 以316L不锈钢焊丝作为沉积材料,分别研究了纯N2和纯Ar保护气氛对热丝激光增材制造(LAM)试样微观组织、力学性能及晶界腐蚀行为的影响规律。结果表明:增材试样组织主要为奥氏体,枝晶间分布少量铁素体,Ar试样的含氮量为0.047%,N2试样的含氮量为0.052%。N2试样枝晶间距较少,晶粒取向以<001>为主,Ar试样枝晶较大,晶粒取向以<101>为主。N2试样的抗拉强度(602.9 MPa)与屈服强度(430.6 MPa)较Ar试样(541.6 MPa、411.0 MPa)分别提升11.3%和4.8%,同时延伸率保持43.6%。N2试样的腐蚀速率较Ar试样低,氮元素通过减缓贫铬区形成及晶粒细化,协同阻碍腐蚀的扩展。研究结果为N2保护增材制造奥氏体不锈钢提供了试验依据和理论指导。 展开更多
关键词 316L不锈钢 热丝激光增材制造 力学性能 晶界腐蚀
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316L不锈钢激光熔覆工艺参数的数值模拟研究
9
作者 尹海宴 孙文磊 +3 位作者 武玉柱 何紫棋 许黄帅 王中 《机床与液压》 北大核心 2026年第3期115-121,共7页
为探究激光功率与扫描速度对316L不锈钢激光熔覆层温度场及流场的影响规律,建立基于双椭球体热源模型的三维多物理场耦合数值模型,并通过实验验证其准确性。结合质量、能量及动量守恒方程,考虑熔池动态演变过程中的传热、流动及相变行为... 为探究激光功率与扫描速度对316L不锈钢激光熔覆层温度场及流场的影响规律,建立基于双椭球体热源模型的三维多物理场耦合数值模型,并通过实验验证其准确性。结合质量、能量及动量守恒方程,考虑熔池动态演变过程中的传热、流动及相变行为,分析不同工艺参数下熔池温度梯度、流速分布及形貌特征。结果表明:模拟与实测熔覆层宽度及高度的误差分别为2.12%和3.41%,模型可靠性较高;随着激光功率从1 500 W增至2 100 W,熔池最高温度由2.13×10~3 K升至2.66×10~3 K,熔池尺寸显著增大,表面张力梯度驱动的马兰戈尼对流主导流体由中心向边缘流动;扫描速度为8~12 mm/s时,熔池最高温度呈现先升后降的非单调变化趋势,在最优扫描速度10 mm/s下,熔池形貌稳定性与表面张力梯度驱动的马兰戈尼对流形成协同效应,促进热量向熔池中心聚集,使温度分布均匀性提升至0.92,且流场最大流速稳定于0.12~0.13 m/s,熔覆层对扫描速度敏感性较低;温度与流速分布具有方向依赖性,边缘区域流动更为剧烈。研究结果为优化激光熔覆工艺参数、提升熔覆层形貌稳定性提供了理论依据。 展开更多
关键词 激光熔覆 316L 数值模拟
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基于钝性金属摩擦电化学的316L不锈钢磨损腐蚀建模
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作者 杨展鹏 曹守范 +2 位作者 王云坤 李金玉 宋梅利 《润滑与密封》 北大核心 2026年第3期165-172,共8页
磨损腐蚀是影响316L不锈钢运动部件使用性能和服役寿命的重要因素。当前针对该材料的磨损腐蚀实验研究较多,但尚未建立可靠的预测模型。为精确预测316L不锈钢的磨损腐蚀性能,引入钝性金属摩擦电化学模型,通过5~20 N载荷范围和30~120 r/... 磨损腐蚀是影响316L不锈钢运动部件使用性能和服役寿命的重要因素。当前针对该材料的磨损腐蚀实验研究较多,但尚未建立可靠的预测模型。为精确预测316L不锈钢的磨损腐蚀性能,引入钝性金属摩擦电化学模型,通过5~20 N载荷范围和30~120 r/min滑动速度下的磨损腐蚀实验,验证该模型的预测可行性。结果表明:随着载荷和转速的增加,316L不锈钢化学磨损和机械磨损均增大;在中低转速和研究的载荷范围内,316L不锈钢的磨损腐蚀机制为钝化膜影响下金属塑性变形造成的划痕和脱落,而在高转速下,因钝化时间不足导致钝化膜对不锈钢基体的保护作用减弱,机械磨损量显著增加,金属以塑性流动为主。研究表明,在中低转速和研究的载荷范围内,该模型可用于预测316L不锈钢的磨损腐蚀性能,但在极端工况下磨损机制转变使实验结果与模型预测值存在偏差,需验证其磨损腐蚀机制是否仍符合模型基础理论。 展开更多
关键词 316L不锈钢 磨损腐蚀 建模 钝化 加工硬化
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增材制造316L不锈钢在核电站环境中环境损伤行为的研究进展
11
作者 陈俊劼 刘浩 +3 位作者 邹文杰 赵宙 吕战鹏 阙再青 《机械工程材料》 北大核心 2026年第3期38-46,共9页
随着增材制造技术的快速发展,增材制造316L不锈钢部件,如燃料碎片过滤器和燃料组件支架已在商业反应堆中得到实际应用。然而,增材制造固有的快速非平衡凝固过程致使316L不锈钢形成特征性微观结构,使其在核电站极端环境中的服役行为与锻... 随着增材制造技术的快速发展,增材制造316L不锈钢部件,如燃料碎片过滤器和燃料组件支架已在商业反应堆中得到实际应用。然而,增材制造固有的快速非平衡凝固过程致使316L不锈钢形成特征性微观结构,使其在核电站极端环境中的服役行为与锻造材料存在差异。介绍了激光粉末床熔融和激光定向能量沉积等2种增材制造工艺制备的316L不锈钢的显微组织,探讨了其在轻水堆高温水环境中的腐蚀、应力腐蚀开裂、辐照促进应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳等损伤行为以及在先进堆换热介质环境的超临界CO_(2)、铅铋共晶体、熔盐等中的高温氧化、溶解腐蚀、晶间腐蚀等损伤行为,以及与传统锻造材料的对比结果。最后,基于工艺-微观结构-服役性能的关联机制,对增材制造316L不锈钢在核能领域的未来研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 增材制造 316L不锈钢 核电站环境 微观结构 环境损伤 轻水堆 先进堆
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不同工艺参数对SLM成型不锈钢316L多孔结构的力学性能的影响
12
作者 李卫珍 黄凌森 +1 位作者 姜立标 韩伟 《机械强度》 北大核心 2026年第2期135-143,共9页
【目的】为了获得力学性能接近人体骨骼性能的金属植入物,了解其激光熔融成型规律。【方法】首先,使用不锈钢316L对设计的孔隙率为80%的多孔菱形体结构进行选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)打印成型;然后,对激光功率、扫描速... 【目的】为了获得力学性能接近人体骨骼性能的金属植入物,了解其激光熔融成型规律。【方法】首先,使用不锈钢316L对设计的孔隙率为80%的多孔菱形体结构进行选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)打印成型;然后,对激光功率、扫描速度、扫描间距这3个因素,每个因素分别取3个不同大小的值,进行正交试验,获得9个样本;最后,对样本进行800℃退火,随后进行压缩试验。【结果】试验结果显示,维氏硬度的均值为210.34 HV;弹性模量的均值为4.84 GPa;屈服强度的均值为8.66 MPa;极限强度的均值为440.99 MPa。对维氏硬度、弹性模量及屈服强度影响最大的是激光功率,对抗压强度影响最大的是扫描间距。结果证实,该多孔结构的力学性能与弹塑性材料的力学性能相符,具有较高的硬度、强度,其弹性模量比致密材料减小了97.52%,与人体骨骼接近。该结论为金属植入物力学性能的研究提供了参考。 展开更多
关键词 选区激光熔化 不锈钢316L 多孔结构 弹塑性模型 力学性能
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冷变形对316LN不锈钢在模拟压水堆一回路水中应力腐蚀开裂行为的影响
13
作者 张利涛 王俭秋 《机械工程材料》 北大核心 2026年第3期101-108,共8页
在316LN不锈钢弯管不同位置处取样(冷变形量,即工程应变分别为33%和12%),并将经过固溶处理的试样作为对比试样(冷变形量为0),通过慢应变速率拉伸试验和微观结构分析研究了冷变形对316LN不锈钢在模拟压水堆一回路高温高压水中应力腐蚀开... 在316LN不锈钢弯管不同位置处取样(冷变形量,即工程应变分别为33%和12%),并将经过固溶处理的试样作为对比试样(冷变形量为0),通过慢应变速率拉伸试验和微观结构分析研究了冷变形对316LN不锈钢在模拟压水堆一回路高温高压水中应力腐蚀开裂行为的影响。结果表明:在模拟压水堆一回路水环境中,随着冷变形量增加,316LN不锈钢的断裂时间明显缩短,断后伸长率下降,应力腐蚀开裂敏感性增强。316LN不锈钢的应力腐蚀开裂过程为先发生穿晶解理断裂,随后逐渐过渡为穿晶解理与韧窝聚集的混合模式断裂,最后为韧窝聚集模式断裂,断口中不存在沿晶开裂形貌。随着冷变形量的增加,二次裂纹长度增加,且分叉变得严重,变形滑移带数量增多,小角度晶界和随机大角度晶界占比升高,重合位置点阵晶界以及其中的Σ3型晶界占比降低,晶核平均取向差增大。这些微观结构的变化协同促进了局部应力/应变集中,并为腐蚀介质扩散与阳极溶解过程提供了快速通道,从而加速了裂纹萌生与扩展。 展开更多
关键词 316LN不锈钢 应力腐蚀开裂 慢应变速率拉伸试验 冷变形 压水堆一回路水
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热处理温度对TA2/316L焊接接头显微组织及性能的影响
14
作者 赵美 陶国文 陈文慧 《材料热处理学报》 北大核心 2026年第1期203-210,236,共9页
通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和电子万能实验机等研究了不同温度热处理(350~900℃)对TA2/316L爆炸焊接接头显微组织和力学性能的影响。结果表明:随热处理温度的升高,TA2/316L爆炸焊接接头界面缺陷如层状偏析、微孔洞及短裂纹得到... 通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和电子万能实验机等研究了不同温度热处理(350~900℃)对TA2/316L爆炸焊接接头显微组织和力学性能的影响。结果表明:随热处理温度的升高,TA2/316L爆炸焊接接头界面缺陷如层状偏析、微孔洞及短裂纹得到修复,微观组织逐渐均匀化,晶粒较为细小,但当热处理温度超过550℃时,TA2侧的组织逐渐粗化,当热处理温度为900℃时,TA2侧和316L侧的组织均显著粗化,接头界面生成大量Fe_(2)Ti、NiTi、FeTiO_(3)及Fe_(2.75)Ti_(0.25)O_(4)等脆性相,导致接头的剪切强度显著降低;当热处理温度为550℃时,TA2/316L爆炸焊接接头的剪切强度达到最大值,为335 MPa,比原始接头试样提升了55.8%,这是由于此时接头界面的微孔洞、裂纹等缺陷得到修复,TA2侧的晶粒细小均匀,接头界面没有Fe_(2)Ti、FeTiO_(3)及Fe_(2.75)Ti_(0.25)O_(4)等脆性相的形成及聚集。 展开更多
关键词 TA2/316L 热处理温度 显微组织 性能
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316L不锈钢的热变形行为和机理研究
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作者 尹汉军 安维峥 +2 位作者 李辉 马强 王香 《热加工工艺》 北大核心 2026年第3期45-53,62,共10页
利用Gleeble 3800热模拟试验机,研究了316L不锈钢在变形温度为1000~1200℃,应变速率分别为0.001~10 s^(-1)时的热变形行为。结果表明:在热变形过程中,流变应力随着变形温度的降低或应变速率的增大而增大,应变速率的降低,有利于亚结构向... 利用Gleeble 3800热模拟试验机,研究了316L不锈钢在变形温度为1000~1200℃,应变速率分别为0.001~10 s^(-1)时的热变形行为。结果表明:在热变形过程中,流变应力随着变形温度的降低或应变速率的增大而增大,应变速率的降低,有利于亚结构向再结晶晶粒的转变,促进动态再结晶。当应变速率由0.001 s^(-1)增大至高于1 s^(-1)时,软化机制由动态再结晶为主转变为以动态回复为主,同时伴有少量的连续和不连续动态再结晶。建立了峰值应力本构方程,并基于动态材料模型绘制了真应变为0.7时的热加工图,结合显微组织和变形机理确定了316L不锈钢适合在1000~1180℃,0.001~0.34 s^(-1)和1080~1120℃,0.34~1 s^(-1)条件下进行加工,在失稳区变形会导致变形不均匀和晶粒粗大。 展开更多
关键词 316L不锈钢 热变形 本构方程 热加工图 变形机理
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激光粉末床熔融316L薄壁结构工艺优化与熔池热动力学研究
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作者 戴延丰 阮佳生 +1 位作者 赵崇亮 王焱辉 《特种铸造及有色合金》 北大核心 2026年第1期41-46,共6页
基于面向航空散热薄壁蜂窝构件一体成形需求,提出了基于激光粉末床熔融(LPBF)超细光斑和工艺参数优化方法,直接成形了最小壁厚约为100μm的薄壁蜂窝结构,研究了激光光斑直径对沉积单道形貌和宽度的影响以及超细光斑下成形工艺参数(激光... 基于面向航空散热薄壁蜂窝构件一体成形需求,提出了基于激光粉末床熔融(LPBF)超细光斑和工艺参数优化方法,直接成形了最小壁厚约为100μm的薄壁蜂窝结构,研究了激光光斑直径对沉积单道形貌和宽度的影响以及超细光斑下成形工艺参数(激光功率和扫描间距)对成形316L构件致密度、熔池形貌、尺寸精度的影响。基于有限体积方法建立了LPBF介观尺度多相物理模型,揭示了LPBF成形316L合金激光扫描间距对非平衡熔池温度场、速度场、残余孔隙与表面质量的影响,明晰了搭接区域温度场、熔体润湿铺展、熔体热毛细流动对熔池自由面波动和搭接区致密化的作用机制。 展开更多
关键词 激光粉床熔融 热动力学 316L不锈钢 表面形貌
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多孔316L不锈钢线切割加工性能实验研究
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作者 都金光 胡猛 +1 位作者 段留洋 刘琨 《机械设计与制造》 北大核心 2026年第2期115-118,123,共5页
通过进行正交试验,分别从垂直于卷制轴线方向和平行于卷制轴线方向对多孔316L不锈钢材料进行电火花线切割加工实验,研究了脉冲宽度、间隙、管数、加工限速四个加工参数对表面粗糙度和加工速度的影响,并分别对实验结果进行了主效应分析... 通过进行正交试验,分别从垂直于卷制轴线方向和平行于卷制轴线方向对多孔316L不锈钢材料进行电火花线切割加工实验,研究了脉冲宽度、间隙、管数、加工限速四个加工参数对表面粗糙度和加工速度的影响,并分别对实验结果进行了主效应分析和方差分析,并对比了加工后的微观形貌。结果表明:在两个线切割加工方向上,加工限速对表面粗糙度和加工速度的影响都是四个加工参数中最显著的。沿平行卷制轴线方向加工的表面粗糙度值比沿垂直卷制轴线方向的小,当选择相同加工参数:脉冲宽度为70μs,间隙为5ns,管数为2个,加工限速为200步/s时,可以分别在两个加工方向获得最小的表面粗糙度。在两个线切割加工方向上的加工速度几乎一样,且四个加工参数对加工速度的影响显著性具有强烈的一致性。 展开更多
关键词 多孔316L不锈钢 正交实验 表面粗糙度 加工速度 方差分析
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激光粉末床熔融制备316L不锈钢及其抗腐蚀性能研究进展
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作者 张银玲 安钰坤 +1 位作者 宗然 王远鑫 《材料与冶金学报》 北大核心 2026年第1期1-11,69,共12页
激光粉末床熔融(LPBF)技术因具有高设计自由度与近净成形能力,成为制造复杂结构316L奥氏体不锈钢部件的有效手段.但该技术特有的超快熔凝动力学过程导致材料微观组织呈现显著异质性,易诱发Cr/Mo胞界偏析及残余应力集中,显著降低钝化膜... 激光粉末床熔融(LPBF)技术因具有高设计自由度与近净成形能力,成为制造复杂结构316L奥氏体不锈钢部件的有效手段.但该技术特有的超快熔凝动力学过程导致材料微观组织呈现显著异质性,易诱发Cr/Mo胞界偏析及残余应力集中,显著降低钝化膜稳定性,提高点蚀萌生敏感性和应力腐蚀开裂风险.因此,利用优化成形工艺同步实现力学和抗腐蚀性能的提升,建立加工工艺-显微组织-抗腐蚀性能关系,对于大批量生产高性能LPBF-316L不锈钢部件至关重要.然而,当前关于LPBF过程中的合金凝固及再结晶等对316L不锈钢抗腐蚀性能的影响机制研究仍不足.本文全面综述了粉末原料与制备策略对LPBF-316L不锈钢中气孔、未熔合区等固有缺陷,微观组织演变和抗腐蚀性能的影响,分析了孔隙率、胞状结构、残余拉应力三类关键腐蚀诱因,提出了多尺度工艺参数协同调控、后处理技术及原料改性等策略,并对跨尺度腐蚀技术以及工程化应用适配性研究等未来发展方向进行了展望. 展开更多
关键词 激光粉末床熔融 316L奥氏体不锈钢 微观结构演变 抗腐蚀性能
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稀土和镁处理对超高纯316L不锈钢中夹杂物影响
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作者 马钱程 杨亚坤 +3 位作者 王建兵 翁建寅 吴佳 徐翔宇 《中国冶金》 北大核心 2026年第2期61-74,共14页
本文旨在研究稀土与镁处理对超高纯(UHP)316L奥氏体不锈钢中非金属夹杂物的影响,以提升其洁净度,满足半导体设备用材的严苛要求。传统的铝脱氧工艺会产生氧化铝,在服役过程中易脱落导致整个半导体加工系统受到污染。尽管稀土与镁被视为... 本文旨在研究稀土与镁处理对超高纯(UHP)316L奥氏体不锈钢中非金属夹杂物的影响,以提升其洁净度,满足半导体设备用材的严苛要求。传统的铝脱氧工艺会产生氧化铝,在服役过程中易脱落导致整个半导体加工系统受到污染。尽管稀土与镁被视为潜在替代脱氧剂,但两者复合处理工艺,特别是添加顺序对UHP 316L不锈钢夹杂物影响的系统研究尚存空缺。因此本文依托真空感应熔炼(VIM)+真空自耗重熔(VAR)双联工艺,设计了3种脱氧工艺,即纯稀土(Y)处理、先镁后稀土(Ce)处理、先稀土(Ce)后镁处理,系统考察了工业生产条件下不同工艺对夹杂物尺寸、分布、类型及评级的影响。采用金相显微镜、扫描电镜能谱分析及Thermo-Calc热力学模拟等手段,系统评估了各工艺阶段试样的夹杂物特征及演变规律。结果表明,在UHP 316L不锈钢的VIM+VAR冶炼中,先稀土后镁的复合脱氧顺序是实现高水平夹杂物控制最有效的策略,其VIM+VAR后试样中夹杂物分布密度最低,平均等效直径最小,且无等效直径不小于8μm的大尺寸夹杂物,D类细系夹杂物评级可达0.5级以下,满足UHP 316L不锈钢的行业标准;而先镁后稀土处理因镁提前损耗严重,未能有效协同稀土发挥作用,夹杂物控制水平较差。合理的稀土-镁添加顺序可充分发挥稀土元素的强脱氧能力和镁蒸气的气泡浮选与搅拌作用,是实现UHP 316L不锈钢高洁净度控制的关键工艺路径。 展开更多
关键词 稀土处理 镁处理 超高纯度钢 316L不锈钢 夹杂物 真空感应熔炼 真空自耗重熔
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高性能316L-Al_(2)O_(3)涂层的超高速激光熔覆及组织性能研究
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作者 李沛扬 魏祥 +1 位作者 陈志国 谢宝军 《矿冶工程》 北大核心 2026年第1期163-167,共5页
在40Cr钢棒表面通过超高速激光熔覆制备Si合金化的316L-Al_(2)O_(3)涂层。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计、摩擦磨损试验机和电化学工作站等研究了Si对涂层微观组织、显微硬度、耐磨和耐蚀性能的影响。结果表明,316L-Al_(2... 在40Cr钢棒表面通过超高速激光熔覆制备Si合金化的316L-Al_(2)O_(3)涂层。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计、摩擦磨损试验机和电化学工作站等研究了Si对涂层微观组织、显微硬度、耐磨和耐蚀性能的影响。结果表明,316L-Al_(2)O_(3)涂层主要由奥氏体和Al_(2)O_(3)组成,Si的加入细化了晶粒,同时涂层中生成了FeSi金属间化合物,涂层硬度提升了18.97%;含Si的316L-Al_(2)O_(3)涂层耐磨、耐蚀性均得到提高,其体积磨损量和自腐蚀电流密度分别为19.1×10^(-3)mm^(3)和6.93×10^(-8)A/cm^(2)。 展开更多
关键词 超高速激光熔覆 316L-Al_(2)O_(3) Si合金化 耐磨性能 耐蚀性能 涂层 表面处理
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