热处理过程中纯锌镀层的组织转变和表面氧化

采用FE-SEM,EPMA和XRD等分析了纯锌镀层在加热过程中的组织转变和表面氧化。试验结果表明:GI镀层在较低温度加热后,厚度相对原始镀层没有改变,镀层与基板界面明显,高于800℃加热后,镀层厚度大幅增加,镀层/基体界面并不清晰;500℃加热后镀层组织为ζ相和δ相;随着加热温度升高,镀层组织转变为含铁量更高的Γ1相、Γ相和α-Fe(Zn);900℃加热后镀层几乎全为α-Fe(Zn),只在表面存在少量的Γ相;镀层中的铝随着加热温度升高逐渐向镀层表面迁移,900℃加热后铝完全迁移至镀层表面,形成连续的氧化铝层;低温加热后镀层表面只有很少的Fe-Zn相和氧化物。随着加热温度升高,表面的氧和铝含量增加,锌含量降低。900℃加热后,镀层表面存在Γ相、Al2O3和ZnO。     

Ce对热浸镀铝HP40Nb钢氧化行为及组织的影响研究

通过SEM,EDS和XRD研究了Ce对HP40Nb热浸镀铝层组织结构和高温抗氧化性能的影响.结果表明,热浸镀过程中添加质量分数1％Ce促进了镀层外层中Fe2Al5和Fe4Al3Ce相的生成,抑制了内层Fe2Al5相长大;在1 000 ℃/4 h扩散处理过程中,Ce促进了γ向α相的转变以及α相中Ni3Al相的析出,并在渗层内层中生成富Ce相;800C/360 h氧化后,Ce促使渗层外层生成少量Fe2Al5和Cr3Si相,并使渗层外层组织均匀致密;1000℃/360 h氧化后,Ce促使α相长大导致渗层中生成大量的σ相.800℃氧化实验发现1％Ce使渗层组织致密,提高了渗层高温抗氧化性;1 000℃氧化实验发现1％Ce促进了渗层中σ相的生成,阻碍了Al原子的内扩散,保证了氧化过程中渗层表面生成α - Al2O3所需铝含量.     

新型低Cr镍基合金GH3535高温氧化行为

采用静态增重法,研究了GH3535合金在700~980℃温度范围内空气中的恒温氧化行为。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和电子探针(EPMA)分析了GH3535合金高温氧化膜表面与截面形貌、表面氧化膜的相组成以及氧化层中元素分布情况。结果表明GH3535合金在700℃氧化后表面氧化膜无明显剥落,氧化动力学曲线遵循立方规律,氧化膜厚度4μm左右。870和980℃时氧化物出现剥落,870℃下无内氧化现象发生。GH3535合金在3个温度下的氧化速率分别为0.064,0.073和0.200 g·(m2·h)-1,根据氧化等级评定,700和870℃时属于完全抗氧化等级;而980℃时GH3535合金转变为抗氧化等级。GH3535合金700℃时氧化膜主要组成是外层Ni O和Ni Fe2O4等复合氧化物,中间层是Cr2O3,Ni Cr2O4,Mo O2和Ni Mn2O4等氧化物;870℃氧化膜分层同700℃一致,但外层Ni O含量降低,内层Cr2O3厚度增加;980℃时外层Ni O已剥落掉,露出内部Cr2O3等氧化层,并出现了Al2O3内氧化层。     

钛铁矿氧化过程中的离子竞争扩散机制

在600～750℃的温度范围、空气气氛下焙烧攀枝花钛铁矿,通过观察分析钛铁矿氧化后的微观形貌、物相组成以及氧化动力学,对钛铁矿的氧化机理进行了详细地研究。试验结果表明钛铁矿的氧化机制是一种Fe、O离子相互竞争扩散的反应机制。在反应初期,钛铁矿的氧化是通过Fe离子的向外扩散完成,氧化产物是Fe2O3和Fe2Ti3O9,其中Fe2O3会在颗粒表面富集;当反应进行到一定程度后(表面Fe2O3层厚度达到1～2μm),O离子的向内扩散在反应中占主导,颗粒内部逐渐形成Fe2O3和TiO2。由于从Fe离子扩散转变到O离子扩散均发生在表面氧化铁层厚度达到1～2μm时,这一转变时间与温度和钛铁矿颗粒粒径无关,所以Fe离子扩散在整个氧化过程中所占的比重会随着钛铁矿颗粒粒径的减小而增大,而O离子扩散则相反。     

Fe-Ce二元系的研究

本文用金相、差热、电子探针和X射线衍射分析研究了Fe—Ce二元系。Fe—Ce二元系存在两种中间相:Fe_2Ce和Fe_(17)Ce_2,Fe_2Ce为MgCu_2型立方结构,Fe_(17)Ce_2为Th_2Zn_(17)型菱形结构,两种中间相都是包晶反应形成的,熔化温度分别为925℃和1063℃。存在一个共晶反应:L→Fe_2Ce+Ce,共晶成分为92.6W/OCe(88.3a/O Ce),共晶温度为592℃、850℃,900℃时,Ce在α—Fe中的固溶度约小于0.1W/O Ce。由于Ce的加入—Fe→γ—Fe转变温度提高到1399℃,γ—Fe→α—Fe转变温度提高到922℃。其转变很可能为包析反应:γ—Fe+Fe_(17)Ce_2→α—Fe。α—Fe的居里点下降为752℃。     

钛铁矿氧化过程中的离子竞争扩散机制

在600～750℃的温度范围、空气气氛下焙烧攀枝花钛铁矿,通过观察分析钛铁矿氧化后的微观形貌、物相组成以及氧化动力学,对钛铁矿的氧化机理进行了详细地研究.试验结果表明钛铁矿的氧化机制是一种Fe、O离子相互竞争扩散的反应机制.在反应初期,钛铁矿的氧化是通过Fe离子的向外扩散完成,氧化产物是Fe2O3和Fe2Ti3O9,其中Fe2O3会在颗粒表面富集;当反应进行到一定程度后(表面Fe2O3层厚度达到1～2 μm),O离子的向内扩散在反应中占主导,颗粒内部逐渐形成Fe2O3和TiO2.由于从Fe离子扩散转变到O离子扩散均发生在表面氧化铁层厚度达到1 ～2 μm时,这一转变时间与温度和钛铁矿颗粒粒径无关,所以Fe离子扩散在整个氧化过程中所占的比重会随着钛铁矿颗粒粒径的减小而增大,而O离子扩散则相反.     

预氧化对钛铁矿结构及其产物金红石的影响

利用X射线衍射分析和流态化酸解水解工艺,研究预氧化温度和时间对钛铁矿晶体结构及其产物金红石的影响。结果表明,预氧化温度低于800℃时,生成了金红石微晶和FeTiO3·Fe2O3固溶体,预氧化温度高于850℃时,生成了明显的金红石相和铁板钛矿Fe2O3·TiO2,原来的钛铁矿结构被破坏。产物金红石TiO2纯度随着预氧化温度的升高先增加后减少,预氧化温度为800℃时,TiO2纯度最高,为90.03%。预氧化时间从15 min增加到60 min,逐渐生成金红石微晶和FeTiO3·Fe2O3固溶体,没有破坏原来钛铁矿的结构,预氧化时间对产物金红石的TiO2纯度影响较小。     

Cu30Ni10Cr8Al2Zr合金的组织结构与高温氧化行为

利用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等分析方法研究了Cu30Ni10Cr8Al2Zr合金的组织结构及其在700,800和850℃空气中的高温氧化行为。结果表明:合金的铸态组织较粗大,合金的相结构主要由α-Cu固溶体相和β富Cr相组成,在晶界上存在Zr的偏聚。950℃均匀化退火2 h后晶粒得到细化。当氧化试验温度为700℃时,合金表面生成了主要由Cu,Ni组成的不完全氧化物膜,并且有少量"棉絮状"复合氧化物析出;该温度下合金的氧化动力学符合抛物线规律。当氧化试验温度为800,850℃时,合金表面形成了连续、致密的Al2O3保护膜,在氧化膜和合金基体之间形成了一层富Cr的内氧化层;氧化层与基体之间结合紧密,氧化层厚度随试验温度的升高而增大,在800,850℃温度下合金的氧化动力学符合立方抛物线规律。综合分析表明合金在800和850℃下均具有良好的高温抗氧化性。     

加热期间弹簧钢55SiCr表面脱碳的影响因素研究

在实验室研究了加热温度、保温时间和加热炉内气氛对弹簧钢55S iCr表面脱碳的影响,并对脱碳反应进行了热力学分析。结果表明：在950℃-1250℃范围随温度升高,弹簧钢完全脱碳层厚度先增加后减小,1200℃时完全脱碳层厚度达到最大值,1250℃时由于氧化速度大于脱碳速度,完全脱碳层消失。弹簧钢完全脱碳层厚度分别随加热时间延长、气氛中CO2含量升高、O2含量升高和H2O（g）含量增加而明显增加。当温度为950℃、气氛中O2含量为1%、加热时间为35 min的条件下,可避免完全脱碳层的形成。     

弹簧钢表面裂纹氧化行为的研究

利用Gleeble-3800热模拟试验机,通过高温氧化模拟试验,对弹簧钢表面裂纹在高温时的氧化行为进行了研究。试验结果表明,900℃以下时,裂纹表面氧化铁皮以Fe O为主;900℃以上时,以Fe O+Fe3O4为主;800~1 200℃区间试样裂纹周围脱碳层厚度的计算结果与实际值一致;1 100℃及以上时,试样表面裂纹周围开始形成氧化圆点,温度越高、保温时间越长、氧原子浓度越高,越容易形成氧化圆点。     

固溶处理对双相不锈钢S32003组织的影响

通过金相、扫描电镜、透射电镜观察和X射线能谱仪分析,研究了900～1 250℃固溶处理对S32003双相不锈钢组织的影响。结果表明,900℃固溶处理时,钢中有氮化物析出,固溶温度≥950℃时,氮化物全部溶解;随着固溶温度升高,α相含量增加,γ相含量下降。最佳固溶处理温度在1040℃;随着固溶温度的提高,α相和γ相的晶粒尺寸在逐渐增大,1100℃以上晶粒明显长大。     

Nb对铸造双相耐热钢高温氧化的影响

摘要：为探究Nb对双相耐热钢高温抗氧化性能的影响规律，采用扫描电镜、能谱分析和XRD等分析测试手段研究了1000和1100℃下含Nb双相耐热钢高温氧化性能。结果表明，双相耐热钢氧化层结构为氧化外层(MnCr2O4)→氧化内层(Cr2O3)→Si的内氧化层；Nb的加入加速双相耐热钢的表层氧化膜生长，降低了其抗氧化性能；随着Nb含量的增加，表层基体内部形成富Nb相，促进Si的沿晶界氧化而抑制Si的界面氧化，Cr2O3层和Si的内氧化层厚度均增加。在对高温抗氧化性能要求高的情况下，本双相耐热钢中Nb的质量分数应控制在0.8%以下。     

Characterizing the Structure Evolution of Tertiary Scale during Simulated Coiling by EBSD简

An oxide scale formed at 900 ℃ for 60 s in dry air was subjected to the simulated coiling processed with different coiling temperatures. The phase transformation behavior, especially the orientation distribution of the oxide scale, was analyzed using electron backseattered diffraction （EBSD） technique. When cooling from the coiling tem- perature of 650 ℃, the scale consists of FeaO4 layer, FeO layer and FeaO4 seam. The FeaO4 precipitates are ob served in the FeO grains of the scale formed with the coiling temperature of 550 and 450 ℃. With the cofling temperature of 350 ℃, the decomposition of FeO is suppressed due to the low temperature. The Fe3O4 grains, which are decomposed from FeO, has the same orientation as the parent FeO grains. Moreover, the FeO grains, of which the growth direction is parallel to 〈001〉, is easier to decompose into Fe3O4 than the grains with other orientations.     

热氧化处理对纯钛耐腐蚀性能影响的研究

选取TA2纯钛为研究对象,在箱式电阻炉中进行不同温度与不同时间的热氧化处理,研究了不同工艺热氧化处理试样在36%~38%HCl(室温)和30%H2O2(36.5℃)中的耐腐蚀性。采用扫描电子显微镜(SEM)观察了热氧化处理试样表面形貌,XRD进行了物相分析,用电子天平称重。研究结果表明,TA2纯钛在600℃以上热氧化处理在其表面形成了比原始态更厚的金红石型TiO2氧化膜,且TiO2氧化膜随热氧化温度升高而加厚;热氧化后TA2试样在36%~38%HCl和30%H2O2中耐腐蚀性明显改善,改善TA2耐蚀性的最佳热氧化工艺条件为:热氧化温度700℃;热氧化时间330~500 min。     

Microstructure evolution of Ti48AlχNb γ intermetallics

The microstructures of Ti48Al alloys containing either 2 at.% or 8 at.% Nb have been studied in as-cast, as-HIPped and in heat-treated samples. The as-cast Ti48Al2Nb and Ti48Al8Nb are heterogeneous and lower Nb content has been detected in the interdentritic γ by EDX analysis. Depending on the heat-treatment temperature and cooling rate, the microstructure obtained vary from martensitic structure in the water quenched samples to duplex structure consisting of γ grains and lamellar α₂/γ and to fully lamellar structure in the furnace cooled samples. Nb was found to have a high solubility in both α and γ phases and to expand the γ phase region so that a fully γ structure is obtained in the Ti48Al8Nb sample by annealing at 1200°C. A dense array of planar defects (antiphase boundaries, stacking faults and microtwins) was obtained in the Ti48Al8Nb alloy water quenched from 1400°C.     

微尺度氧化铁粉的低温还原机理

用热重分析法研究低温条件下(450、500、550和600℃),氢气还原微尺度氧化铁的还原动力学行为。结果表明:随氧化铁粉粒径减小和反应温度升高,初始反应速率加快,后期反应速率减慢。这是因为反应后期生成大量铁须,铁须之间形成搭桥,导致还原后的粉末严重烧结并致密化,阻碍气体的扩散,致使反应速率减慢。且随着粉体粒径减小,粉体表面吸附能增大,粉体致密程度提高,反应后期的粘结现象更加严重,反应速率相应减慢。采用Hancock-Sharp方法分析微尺度氧化铁粉恒温还原的动力学过程,发现前期阶段Fe2O3→Fe3O4,在500℃以下,相界面化学反应的阻力所占的比例较大,表明此阶段的反应控速环节为界面化学反应,温度超过500℃时,则由界面化学反应机理和相转变机理共同控制,点阵结构由Fe2O3的斜方六面体结构转变为Fe3O4的立方结构;后期阶段Fe3O4→Fe,由于粉体发生粘结,还原反应的控速环节转变为扩散控速。     

Cu–(Fe–C)合金中Fe–C相的固态转变对其摩擦磨损行为及机理的影响

采用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、纳米力学探针、力学性能测试以及室温摩擦磨损实验研究了Cu–(Fe–C)合金的铸态组织、形变态组织、Fe–C相形貌、力学性能和摩擦磨损行为。结果表明，Cu–(Fe–C)合金中弥散分布着微米级和纳米级的Fe–C相，其中微米级的Fe–C相在淬火和回火过程中发生了固态转变，这种固态转变与钢中的马氏体转变和回火转变类似。合金先在850 ℃淬火，然后在200、400和650 ℃回火，Fe–C相由针状马氏体逐渐向颗粒状回火索氏体转变，Fe–C相纳米硬度分别为9.4、8、4.2和3.8 GPa，实现了对强化相硬度的控制。室温摩擦磨损实验结果表明，随着回火温度升高，合金的磨损机制逐渐由犁削向黏着磨损和大塑性变形转变，导致合金的耐磨损性能降低。这一结论可以为通过Fe–C相的固态转变的方法调控Cu–(Fe–C)合金的摩擦磨损性能提供参考作用。      

无取向硅钢表面纳米结构的渗硅行为

 对3%无取向硅钢进行表面机械研磨处理（SMAT）,获得表面纳米结构,再进行550~650℃、4h固体粉末渗硅处理,用透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）研究表层组织演变。结果表明：经过SMAT后,3%无取向硅钢表面晶粒尺寸降低至10nm左右,纳米晶层厚度约为20μm。经过550~650℃、4h渗硅处理后,SMAT样品表面形成化合物层,其厚度随着渗硅温度的升高由27μm增加到150μm。化合物层由FeSi和Fe3Si两相组成,其中FeSi相随着渗硅温度的升高而逐渐增加。     

38CrMoAl钢表面超细贝氏体组织的研究

研究了38CrMoAl钢表面获得超细贝氏体组织的热处理工艺及其组织结构特征。首先利用自行设计的滴注式可控气氛全自动渗碳炉,在930℃对该钢渗碳8h,使钢表面的碳的质量分数达到0．85％,渗层深度为2mm。将经过渗碳热处理的试样加热到930℃保温20min进行奥氏体化处理。然后直接淬入温度分别为230、255和280℃的...