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無縫鋼管材料增材制造過程中的研究進展
發布者:聊城寬達鋼管有限公司 發布時間:2021-2-8 8:40 Monday 閱讀:172次 【字體:

  大多數的無縫鋼管材料在發展的過程中會通過析出除碳化物之外的析出相的時效硬化工藝來強化鋼鐵材料。
  這一類型的無縫鋼管材料中有兩大類被廣泛的分析研究,這是因為采用AM制造技術進行制造非常適宜,他們是析出硬化(precipitation hardening (PH))不銹鋼和馬氏體時效硬化不銹鋼。盡管PH不銹鋼也還具有基體相,基體相一般是奧氏體或者半奧氏體,在這里我們只討論PH系列的不銹鋼。PH不銹鋼和馬氏體時效硬化鋼會呈現出幾乎非常類似的析出硬化行為。他們具有較低的碳含量,其目的是為了抑制碳化物相的析出,因為碳化物的析出對不銹鋼的腐蝕抗力具有嚴重的損害作用。馬氏體PH鋼具有中等的Ni含量 (4–11 wt%),而馬氏體時效硬化鋼具有較高的Ni含量 (17–25 wt%)。自奧氏體相場進行淬火之后,這些合金的室溫顯微組織主要是馬氏體,但也許會含有殘余奧氏體,這主要取決于鋼的成分和淬火的溫度。這些析出強化鋼的高強度會導致該合金可以用來作為工具來使用。此外,高的強度質量比和良好的韌性使得析出強化鋼尤其適合應用到航空航天等部門(從起落架的齒輪部件到飛機配件),汽車和國防軍工等。
  在AM技術中最為常見的PH鋼是17-4PH鋼,這是因為該合金具有良好的可打印性能和廣泛的應用范圍,其應用范圍廣是因為該合金所具有的高強度和腐蝕抗力的綜合效果好。在傳統制造工藝中,在經過鑄造之后,17-4PH鋼部件經歷固溶熱處理。這一典型的熱處理過程為1040 °C @ 1h,較厚的樣品需要更長的固溶熱處理時間。在經過固溶處理和淬火至室溫的時候,馬氏體顯微組織會存在過飽和的Cu。經歷這一過程的稱之為狀態A。部件為經歷一個熱時效處理過程來誘導富集Cu的析出相,析出相在納米級別。最為常見的應用到17-4PH鋼的時效處理溫度為482 °C @ 1h,在部件中,經歷此處理后會獲得最高的機械強度。這一熱處理過程稱之為H900狀態。在這一狀態中,部件的極限拉伸強度比較典型的可以達到1380 MPa左右。

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