超级奥氏体不锈钢凝固和热加工中的多尺度组织调控

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    U1810207
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    260.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0411.钢铁冶金
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

n346Super austenitic stainless steels with high Mo and N concentrations hold excellent corrosion resistance, and consequently are successfully selected as the structural materials applied in several aggressive fields, like chemical, petrochemical, the oil and gas transformation industries as well as off-shore piping. However, they cannot be produced steadily in domestic companies and mainly rely on import due to the severe issues, such as coarse solidification microstructure, serious segregation, precipitation of brittle phases, poor thermo plasticity and strong thermal deformation resistance. Thus, in this project, multiscale investigations on microstructural evolution will be carried out during solidification and hot deformation process. By composition optimization and synergistic control in the whole chain process, the manufacturing technique to achieve a fine, uniform microstructure with less segregation and brittle phase precipitation can be generated. The composition is optimized by CALPHAD method; combing Re alloying with optimized process parameters, the solidification microstructure can be refined and the ratio of equiaxed crystal also can be improve. The solidification behavior of super austenitic stainless steel and the effect of RE on the partition ratio of solutes between solid/liquid phase are studied by unidirectional solidification technique in order to relieve the interdendritic segregation. The hot deformation and dynamic recrystallization of super austenitic stainless steels are investigated by high temperature tensile and compression experiments to explore the evolution mechanism of dendrites to equiaxed grains during thermal deformation. With the help of characterization techniques including FE-SEM, EPMA, TEM, 3DAP, EBSD, CLSM, etc., the mechanism of precipitation and dissolution of brittle σ phase will be well understood and the effective precipitation control will be proposed. The results obtained in this project will solve the key scientific issues involved in solidification and hot deformation production. Meanwhile, the new technology formed would break the current technique bottleneck and realize a steady production of super austenitic stainless steel, thus to meet the requirement of critical engineering project.
高钼高氮超级奥氏体不锈钢是针对海洋、环保、化工等苛刻腐蚀环境开发的高合金不锈钢。因凝固组织粗大、偏析严重、易析出脆性相,国内尚不能稳定生产,仍然依赖进口。因此,本课题拟开展超级奥氏体不锈钢凝固和热加工的多尺度组织演变机理研究,通过成分优化和全链条多工艺协同控制,获得晶粒细小均匀、偏析程度小和无脆性相的超级奥氏体不锈钢制备技术。采用相图计算优化成分;RE微合金化与工艺参数优化相结合,细化凝固组织,提高等轴晶率;通过定向凝固实验揭示凝固规律,利用RE的吸附作用,改变溶质的再分配,减轻偏析;采用高温拉伸和压缩实验研究热变形和组织演变规律;采用FE-SEM、EPMA、TEM、3DAP、EBSD、CLSM等先进分析方法,揭示脆性σ相析出和回溶规律,掌握σ相控制技术。解决超级奥氏体不锈钢凝固和热加工的关键科学问题,突破技术瓶颈,为高端超级奥氏体不锈钢的稳定生产提供实验基础和理论指导。

结项摘要

高钼高氮超级奥氏体不锈钢是针对海洋、环保、化工等苛刻腐蚀环境开发的高合金不锈钢。因凝固组织粗大、偏析严重、易析出脆性相,国内尚不能稳定生产,仍然依赖进口。本课题开展超级奥氏体不锈钢凝固和热加工的多尺度组织演变机理研究,通过成分优化和全链条多工艺协同控制,获得晶粒细小均匀、偏析程度小和无脆性相的超级奥氏体不锈钢制备技术。在现有654SMo钢成分基础上,通过增Cr增Mn降Ni的方法提高钢中溶解N的能力,从而获得7Mo-0.35N系列超级奥氏体不锈钢,达到降低成本的目的。同时添加微量RE,研究其对超级奥氏体不锈钢凝固过程中相组织演变的影响。通过本项目的研究,明晰了超级奥氏体不锈钢的平衡相图及第二相析出规律。阐明了含RE高熔点化合物与奥氏体异质晶核的形成条件,揭示了σ相的形核和长大规律。从宏观、微观和纳米尺度揭示超级奥氏体不锈钢的凝固组织形成过程和演变机理,获得了超奥钢枝晶生长和固液界面溶质再分配规律。探究了合金元素对其凝固路径、偏析行为和组织演变的影响。明确了柱状晶凝固方向、枝晶状态、σ相含量对铸造超级奥氏体不锈钢动态再结晶、热加工性及热塑性的影响规律;阐明了多道次热加工过程中变形道次和弛豫时间对超级奥氏体不锈钢微观组织演变的影响,探究了纳米尺度下奥氏体晶粒发生动态再结晶时原始晶界、孪晶界及位错的演变过程。利用预先冷变形的方式在超级奥氏体钢中引入了位错等晶格缺陷,提高其热加工性能及热塑性。确立了合适的固溶工艺窗口,并明晰了热变形参数对超级钢应变诱导析出行为的影响,获得了应变诱导σ相的析出温度范围,揭示了热变形过程中以及随后保温过程中塑性变形行为、软化行为和应变诱导析出行为,以及它们之间的相互关系。本项目研究工作的开展解决了超级奥氏体不锈钢凝固和热加工的关键科学问题,突破技术瓶颈,为高端超级奥氏体不锈钢的稳定生产提供实验基础和理论指导。

项目成果

期刊论文数量(20)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(5)
难热变形钢铁材料的热塑性研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    燕山大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    林军科;张福成;徐明;汤铁兵;杨志南;陈晨
  • 通讯作者:
    陈晨
Effect of relaxation time on microstructural evolution of super austenitic stainless steel during multi-pass hot deformation
松弛时间对超级奥氏体不锈钢多道次热变形微观组织演变的影响
  • DOI:
    10.1007/s10853-022-08014-w
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Journal of Materials Science
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Xin Jia;Lin Wang;Zhuyu Wang;Chen Chen;Fucheng Zhang
  • 通讯作者:
    Fucheng Zhang
Effect of delta-ferrite on the low-cycle fatigue behavior of the 0Cr17Ni10Mn5Mo2 steel
δ铁素体对0Cr17Ni10Mn5Mo2钢低周疲劳行为的影响
  • DOI:
    10.1016/j.mtla.2020.100711
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    MATERIALIA
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Lin Wang;Yonghai Sun;Fucheng Zhang;Bo Lv;Chen Chen;Zhenwei Wang
  • 通讯作者:
    Zhenwei Wang
The influence of Ce micro-alloying on the precipitation of intermetallic sigma phase during solidification of super-austenitic stainless steels
Ce微合金化对超级奥氏体不锈钢凝固过程中金属间σ相析出的影响
  • DOI:
    10.1016/j.jallcom.2019.152418
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wang Qi;Wang Lijun;Sun Yanhui;Zhao Aimin;Zhang Wei;Li Jianmin;Dong Hongbiao;Chou Kuochih
  • 通讯作者:
    Chou Kuochih
Influence of Cooling Rate on Solidification Process Ce‐High Mo Austenite Stainless Steel: Nucleation, Growth, and Microstructure Evolution
冷却速率对凝固过程 Ce·高 Mo 奥氏体不锈钢的影响:形核、长大和显微组织演变
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
    Metals
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Qi Wang;Lijun Wang;Wei Zhang;Kuochih Chou
  • 通讯作者:
    Kuochih Chou

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

广东省南雄盆地白垩纪-古近纪(K/T)过渡时期地球化学环境变化和恐龙灭绝:恐龙蛋化石提供的证据
  • DOI:
    10.1360/csb2009-54-2-201
  • 发表时间:
    2024-09-14
  • 期刊:
    Chinese Science Bulletin
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵资奎;毛雪瑛;柴之芳;杨高创;张福成;严正
  • 通讯作者:
    严正
纳米高锰钢在海水腐蚀介质中的耐蚀性能研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    燕山大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吕博;何亚荣;郑春雷;张植茂;张福成
  • 通讯作者:
    张福成
低温贝氏体转变对渗碳纳米贝氏体轴承钢表层组织与性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    燕山大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李伟;秦羽满;王艳辉;康杰;杨志南;张福成;尤蕾蕾;李艳国
  • 通讯作者:
    李艳国
高密度脉冲电流对服役后期高锰钢辙叉组织结构的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    材料研究学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    冯晓勇;杨志南;张福成;张明
  • 通讯作者:
    张明
盐酸表阿霉素长循环热敏脂质体大鼠药代动力学考察
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    药学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴燕;张福成;吴诚;梅兴国;吕万良
  • 通讯作者:
    吕万良

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

张福成的其他基金

无碳化物贝氏体钢变形时微结构演变、成分和应变配分规律研究
  • 批准号:
    51471146
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    85.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
厚板和锻件用纯净高强度准贝氏体钢中氢扩散与氢脆机理
  • 批准号:
    50871094
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    38.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
辙叉钢在滚动/滑动接触应力下白亮蚀层的形成、本质及作用
  • 批准号:
    50671091
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
脉冲电流和压力凝固直接晶化制备块状纳米不锈钢
  • 批准号:
    50171057
  • 批准年份:
    2001
  • 资助金额:
    18.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码