X—60钢及基焊接粗晶区中的第二相粒子研究

利用TEM,对微合金化的X－60钢母材及模拟粗晶区中第二相粒子的形态、数量及物相进行了研究。结果表明,母材中第二相粒子的形状不规则,经热循环后变为方形,且粒子的数量显著减少、尺寸增大、粒子的成分亦发生显著变化。分析表明,t8／5较小时,热循环过程中粒子发生溶解及长大;t8／5较大时,粒子不仅发生溶解及长大,在冷却过程中还会重新析出一些第二相粒子。     

X80管线钢中氮化物和碳化物析出热力学分析

基于规则熔体理论和平衡反应基础,对连铸工序X80管线钢中碳化物、氮化物析出进行热力学分析,研究Ti、Nb及Al的碳化物、氮化物析出规律。结果表明,固液两相区,TiC0.005N0.995和TiN分别在1785K和1784K时开始析出;奥氏体相区,碳化物、氮化物析出先后顺序为NbC0.64N0.36、NbC、NbN、AlN、TiC,相应析出温度为1457、1404、1354、1267、1226K;γ→α相变过程中,TiC发生相间析出,Nb主要以NbC形式析出,AlN析出量较少。     

Inconel718高温合金惯性摩擦焊接头第二相溶解机制的研究

运用透射电镜和场发射扫描电镜对Inconel718高温合金惯性摩擦焊接接头焊缝的第二相溶解行为进行了分析。TME观察结果表明 ,焊缝中的γ′和γ″相在焊接热循环的作用下全部溶解 ,δ相大部分溶解 ;SME观察表明 ,Inconel718高温合金惯性摩擦焊接接头的γ′,γ″相和δ相的溶解几乎呈陡降的趋势 ,焊缝宽度只有0.6～1mm之间。     

Incone1718高温合金惯性摩擦焊接头第二相溶解机制的 …

运用透射电和场发射扫描电镜地Ｉｎｃｏｎｅ１７１８高温合金惯性摩擦焊接接头焊缝的第二相溶解行为进行了分析。ＴＭＥ观察结果表明,焊缝中的γ和γ相在焊接热循环的作用下全部溶解,δ相大部分溶解;ＳＭＥ观察表明,Ｉｎｃｏｎｅ１７１８高温合钓饵生摩擦焊接接头的γ‘、γ相和δ相的溶解几乎呈陡降的趋势,焊缝镀只有０．６￣１ｍｍdisplay structure     

17-4PH不锈钢时效析出相的形成过程

对17-4PH(0Cr17Ni4Cu4Nb)马氏体不锈钢进行了3种不同条件下的时效处理。利用透射电子显微镜(TEM)技术详细分析了17-4PH不锈钢时效处理后析出相的形成过程。实验结果表明,时效条件为442℃,8h空冷时,在马氏体内部析出弥散的、尺寸小于10nm的ε-Cu、Nb6C(N)5和Nb2C(N)型亚稳相颗粒;时效条件为465℃,4h空冷时,析出尺寸为10～15nmε-Cu和稳定的NbC(N)相;时效条件为480℃,1h空冷时,析出尺寸为20～25mm的ε-Cu+NbC(N)相,且析出相NbC(N)与马氏体为共格析出,取向关系为NbC[001]//α-Fe[001]。     

X-60钢及其焊接粗晶区中的第二相粒子研究

利用TEM,对微合金化的X-60钢母材及模拟粗晶区中第二相粒子的形态、数量及物相进行了研究．结果表明,母材中第二相粒子的形状不规则,经热循环后变为方形,且粒子的数量显著减少、尺寸增大、粒子的成分亦发生显著变化．分析表明,t     

MC型碳化物自粉末镍基合金中析出的热力学驱动力

为了分析粉末镍基合金中MC型碳化物的析出行为,利用Miedema二元合金生成热模型,求出过剩Gibbs自由能和正规溶体中两组元的相互作用参数(I_AB),推导出M(Ni)-C溶体中析出MC型碳化物相变驱动力和形核驱动力的表达式,并进一步估算出粉末镍基合金在583 ℃析出MC型碳化物的相变驱动力和形核驱动力.结果表明,在583 ℃,粉末镍基合金中析出TiC、NbC和WC碳化物的相变驱动力分别为-9.77、-11.23和-13.48 J/mol,形核驱动力分别为-80.69、-59.95和-36.01 J/mol.与析出WC碳化物相比,粉末镍基合金中析出TiC和NbC碳化物时具有较大的形核驱动力,是使其在583 ℃优先析出TiC与NbC碳化物的主要原因.     

X60管线钢连铸过程碳、氮化物的析出热力学研究

连铸工艺中不同温度区间内析出的碳化物、氮化物对钢的高温力学性能有重要影响。基于规则溶液理论对X60管线钢在液相、凝固过程及奥氏体相3个阶段析出的微合金元素碳化物、氮化物进行热力学分析与计算,研究析出物的析出相阶段、析出温度及析出顺序,探讨固—液两相阶段由于溶质元素富集而导致析出物溶度积增大、增大析出可能性的因素。计算结果表明：TiN在高温固—液两相区中开始析出,析出温度为1 781 K,奥氏体相区第二相析出物为NbC,NbN,AlN,TiC。     

含铌钢中两个NbC粒子长大行为的相场仿真

为了研究含铌低碳钢中NbC粒子的析出长大行为,基于所建的相场模型及其应用程序,对两个粒子的析出长大过程进行了仿真,揭示了它们的形貌演变以及初始界面间距的相关影响.结果表明:随着模拟过程延长,两个粒子均经历了从独自长大方式向相互融合长大方式的转变,界面间距不断减小直至融合,相应的动力学机制在于Nb原子扩散和局域自由能密度变化所引起的结构序参量值变化;两个粒子界面耦合时间随着初始界面间距增大而延长、直至稳定,这对于分析含铌低碳钢中NbC粒子的存在状态有一定的实际意义.     

铌(Nb)对309S奥氏体不锈钢组织与性能的影响规律

利用Thermo-Calc软件计算Nb对309S(Fe-22Cr-14Ni-2Mn-0.5Si-0.3V-0.07C-0.07N)奥氏体不锈钢相组成的影响。高温下(1100℃左右)Nb与C形成NbC,随着Nb含量的增加,NbC的量增加,析出温度升高;当Nb含量达到0.28wt.%时,NbC相开始从液相中析出。研究了四种不同Nb含量的合金,经1100℃固溶处理后,显微组织观察表明,合金中NbC的析出量随Nb含量的增加而增加,实验结果与Thermo-Calc计算结果一致。高温拉伸试验结果表明:添加0.54Nb的合金比不添加Nb的合金在600℃、700℃、800℃的抗拉强度分别提高了30M Pa、32M Pa和22M Pa,屈服强度分别提高了27M Pa、39M Pa、16M Pa。     

电弧法制备的TiC催化生长碳纤维

利用电弧等离子体法制备了TiC纳米粒子,并以TiC纳米粒子为催化剂,乙炔为碳源,通过化学气相沉积(CVD)在管式炉中生长了纳米碳纤维。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)等手段对TiC纳米粒子及碳纤维进行了表征。结果表明:得到的TiC晶型为面心立方,粒径在10~40nm之间,颗粒形貌规整、粒径均匀;以此为催化剂得到的碳纤维,既有直线形又有螺旋形,纤维以催化剂为中心对称生长,其直径与催化剂粒径大致相等。     

原位自生TiC和（TiW）C增强Fe基复合材料的研究

利用块体原材料原位合成10vol%TiC-Fe和(TiW)C-Fe两种复合材料,采用扫描电镜分析了复合材料的微观结构,利用X射线分析了相组成。结果表明,在TiC-Fe复合材料中,TiC作为唯一的第二相呈现粒状和条状两种形态。分析认为,粒状相为亚共晶相,而条状第二相为共晶相。通过用W替代部分Ti,成功地制备了10vol%(TiW)C-Fe复合材料,其中,(TiW)C作为唯一的第二相比较均匀地分布在Fe基体中,其形态大部分呈粒状,条状相较少。在粒状(TiW)C相中,中心富Fe,而边缘W、Ti和C元素的分布是均匀的。与TiC相比,(TiW)C的密度与Fe更为接近,它更适合作为大型铸件的增强相。     

硅酸铝保温缓冷条件下70Mn钢焊接热循环及HAZ显微组织

本文采用镍铬-镍硅热电偶和函数记录仪测量了手工电弧焊(SMAW)和埋弧焊(SAW)焊后用硅酸铝保温缓冷条件下70Mn钢焊接热影响区(HAZ)不同部位的焊接热循环,分析了不同焊接热循环时的焊接HAZ显微组织。探讨了无预热硅酸铝保温焊接工艺能防止焊接冷裂缝产生的原因。     

机舱骨架结构焊接顺序优化数值分析

机舱骨架结构焊接变形问题突出，为获取最佳的焊接顺序，减小前舱骨架结构的焊接变形，对机舱骨架典型接头进行焊接试验，并建立局部接头的热弹塑性有限元模型，对温度场进行数值模拟，采用热循环曲线法对3种不同焊接顺序方案下的机舱骨架变形进行分析。结果表明：通过试验和模拟获得的典型接头熔池形貌及特征点热循环曲线变化趋势一致；根据不同焊接顺序下纵梁前段及挡板下横梁的焊接变形情况得到了较优的焊接顺序。     

非平衡磁控溅射TiCxN1-x薄膜微结构及性能分析

为了研究不同沉积条件下TiCxN1-x(0≤x≤1)薄膜的相结构、显微硬度及摩擦性能的影响因素,用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪分析薄膜的形貌和相结构,用HXD-1000数字式显微硬度计、MCMS-1摩擦磨损仪测试薄膜的硬度和摩擦系数.研究结果表明:TiN,TiC薄膜显示出〈111〉择优取向生长趋势,Ti(C,N)有较强的〈200〉取向,Ti(C,N)衍射峰涵盖了TiN峰和TiC峰,薄膜存在TiN和TiC两相共存.与TiN,TiC相比,Ti(C,N)薄膜具有更高硬度,当C原子含量x＝0.582时,Ti(C,N)薄膜硬度达到最大值为33.6 GPa,且表现出更低的摩擦系数和更好的耐磨性能.     

(Ti,Fe)-Al-C体系钢铁基复合材料的热力学计算与分析

利用溶液热力学理论,研究了(Ti,Fe)AlC体系钢铁基复合材料可能的反应产物的吉布斯自由能变化。热力学实验模型是在FeC熔液中加入钛铁合金(Ti,Fe)和纯铝块,继续加热到1600℃,熔液经过充分混合、反应后随炉冷却到常温。计算结果表明,TiC先于Fe2Ti、Fe3C等相生成,但始终没有Al4C3和TiAl3相产生;体系中TiC的热力学稳定性最高;在凝固过程中,TiC相优先析出,随后可能有Fe2Ti、Fe3C等相析出;铝含量的增加能够促进TiC、Fe2Ti、Fe3C等相的生成。     

两相纳米陶瓷复合粉体悬浮液分散性的研究

制备高性能纳米复合陶瓷材料需要先制备分散均匀的纳米粉体.本文主要以无水乙醇为分散介质,以PEG为分散剂,采用空间位阻稳定机制,分别研究了纳米TiC0.7N0.3粉体的单相分散性和Al2O3/TiC0.7N0.3及ZrO2/TiC0.7N0.3的两相分散性,并着重分析了它们的分散机理.通过优化两相粉体的组分和PEG添加量获得了良好的两相分散效果;利用PEG的空间位阻稳定机制可获得分散性好、高稳定的ZrO2/TiC0.7No0.3的无水乙醇悬浮液.     

稀土对高Nb钢奥氏体晶粒长大行为影响

钢中奥氏体晶粒越细小,经过组织转变后组织的力学性能越好.利用Gleeble-1500D热模拟机模拟稀土高Nb钢热处理过程,并对试样进行TEM观察与分析,研究稀土对加热时不同保温时间奥氏体晶粒大小的影响.结果表明:稀土能有效抑制加热过程中奥氏体晶粒长大,具有调整晶粒稳定性的作用,并且稀土降低沉淀相溶解的温度,促进第二相粒子在奥氏体中的溶解.     

钒钛磁铁矿碳热合成铁基复合材料的热力学分析

运用HSC软件对钒钛磁铁矿粉和还原剂构成的多元、多相复杂反应体系进行碳热还原反应的热力学计算及平衡相分析。热力学计算结果表明,铁氧化物碳热还原高温下的最终稳定相为Fe,在温度大于1 600 K下钛氧化物碳热还原生成TiC的反应吉布斯自由能最低,而在600～1 600 K,V2O5的碳热还原过程中生成VO2的反应吉布斯自由能最低,在高于1 348 K的温度下体系中才能得到VC,提高温度会促进VC的生成。平衡相组分计算结果表明,真空度为2 Pa时Fe、TiC、VC分别在400～1 300℃、900～1 300℃和800～1 300℃可以稳定存在。     

几种氧化铝基陶瓷材料的摩擦特性及有限元分析

利用高速环-块摩擦磨损试验机,研究了Al2O3、Al2O3/Ti(C,N)、Al2O3/TiC/CaF2陶瓷材料在室温下与45#钢干摩擦时的摩擦特性,并利用ANSYS分析了摩擦过程中的应力分布。结果表明:纯Al2O3和Al2O3/Ti(C,N)随着转速和载荷(载荷为10 N除外)的增加摩擦系数呈下降趋势;Al2O3/TiC/CaF2的摩擦系数先随转速增大而略有上升,然后减小,随着载荷(载荷为10 N除外)的增加摩擦系数减小。与Al2O3相比,Al2O3/Ti-(C,N)陶瓷的最大主应力和最大剪应力接近,但力学性能优于Al2O3陶瓷,使磨粒的刻划作用减弱,摩擦磨损性能改善;Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷的主应力和剪应力明显降低,并且在摩擦过程中自润滑陶瓷能在摩擦表面形成一层自润滑膜,从而改善了摩擦磨损性能。