退火工艺参数及母材性能对取向硅钢超薄带磁性能的影响EI北大核心CSCD

采用EBSD技术对不同退火工艺处理后的冷轧取向硅钢超薄带样品进行研究,分析退火样品的显微组织、织构与磁性能的关系,讨论母材性能对超薄带性能的影响。结果表明:冷轧超薄带的退火组织均匀、Goss取向度高以及母材磁性能优良均可有效提升磁性能;退火升温速率主要影响晶粒尺寸、Goss取向度及磁性能;再结晶的平均晶粒尺寸改变,会影响最终超薄带的磁感应强度及铁损;在900℃退火5 min以上会明显发生再结晶,10~30 min内退火的超薄带磁性能变化较小,退火15 min获得最佳磁性能。此外,在1000℃及1100℃下退火的时间均不宜超过10 min,否则会恶化磁性能。     

常化退火处理对无取向硅钢组织和织构的影响

采用光学显微镜和X射线衍射仪研究了常化退火处理对无取向硅钢热轧板和成品退火板显微组织和织构的影响。结果表明:常化退火处理消除了热轧板中的变形组织,促使变形晶粒完成再结晶;常化退火处理使高斯织构和立方织构易通过再结晶在变形带内形核和长大,可显著降低成品退火板的{111}和{112}不利织构组分的占有率,提高{100}和{110}有利织构组分的占有率,从而有利于提高无取向硅钢成品板的磁性能。     

退火温度对Ti53.5Ni22.8Cu23.7合金快速凝固条带组织的影响

采用快速凝固法制备了Ti53.5Ni22.8Cu23.7合金薄带,对快速凝固合金条带在不同温度下退火热处理态的微观结构进行了X射线衍射和TEM分析.结果表明, 在450℃退火处理时,合金组织为B19、B2和条状析出物共存,条状析出物与基体呈共格关系,宽约为10～15nm;500℃退火以后形成纳米多晶B19和单晶B19的混合组织;Ti2(Ni Cu)析出物在高于550℃以上温度退火时形成,其晶粒尺寸随温度升高长大,板条宽由30～50nm变化到200～300nm;在650℃退火态下,Ti2(Ni Cu)晶粒进一步长大并影响马氏体的形貌,局部区域高密度晶界相互叠加形成莫尔条纹.     

Mn对高牌号无取向硅钢组织、织构及磁性能的影响

本文借助OM、EBSD和磁性能测量仪,研究了Mn对高牌号无取向硅钢组织、织构和磁性能的影响。结果表明,与0.2Mn相比,1.6Mn热轧板再结晶过程受到较大程度的抑制,这导致旋转立方织构强度明显增强。经920℃常化后,相较于热轧板,常化板组织明显改善,且基本保留了热轧板的织构组分,但添加1.6%Mn对常化板织构影响较小。930℃退火后,相较于0.2Mn, 1.6Mn成品板晶粒尺寸略大一些,同时不利的{111}织构含量几乎不变,有利的{100}织构含量降低,导致织构因子下降,因此磁感B_(5000)由1.683T降至1.644T。对于铁损,Mn含量增高导致铁损P_(1.5/50)由2.45 W/kg下降至2.35 W/kg,而高频铁损P_(1.0/400)则可能由于涡流损耗大幅降低,导致其从19.29 W/kg明显降至17.36 W/kg。     

球磨时间和退火温度对氧化物弥散强化合金粉末结构的影响

为了研究铁基氧化物弥散强化(ODS)合金粉末中氧化物的结构演变过程与规律，采用行星式球磨机制备了高Y₂O₃含量的粉末，并在400～1 200℃范围内退火1 h,利用XRD、SEM和TEM研究了球磨和退火后粉末的结构变化。结果表明，球磨前期粉末尺寸较大，内部缺陷较多，球磨至48 h时，粉末粒径主要分布在5μm以下，Fe晶粒细化至约20 nm, Y₂O₃与基体均匀分布，且在球磨过程中出现了少量的Y₂Ti₂O₇相。针对不同退火温度的研究结果显示，退火温度在600℃时开始析出YTiO₃相，在1 000℃时开始析出Y₂Ti₂O₇相，随着退火温度升高，氧化物逐渐扩散至粉末表层，退火温度超过1 000℃时粉末内部Y-Ti-O相比例减少较为明显。ODS粉末的微观结构分析及相关结论可为制备高性能核反应堆结构材料提供一定的借鉴与参考。     

低温大载荷冲击下纯铜的微观组织演变

本文提出了一种低温大载荷冲击制备块体超细晶纯铜材料的新方法。通过金相、透射电镜和显微硬度测试,研究了粗晶纯铜低温大载荷冲击变形后的微观组织演变以及退火处理对其微观组织的影响。结果表明,粗晶纯铜经低温大载荷冲击后晶粒得到明显细化。应变量为2.21时,材料内部出现高密度位错,晶粒在横截面上为等轴状,尺寸150~450nm;纵截面上为板条状,宽度30~220nm。粗晶纯铜低温大载荷冲击晶粒细化机制主要包括位错胞演变、动态再结晶和机械孪晶细化。经190℃退火60min后,材料内部高密度位错消失,晶粒在横截面上仍为等轴状,尺寸200~450nm;纵截面上仍为板条状,宽度70~100nm。     

GCr15轴承钢热处理过程中碳化物的析出与演变行为

采用定量金相的方法研究GCr15轴承钢在球化退火、奥氏体化淬火、低温回火等不同热处理工序后其碳化物的演变行为,通过ThermoCalc软件进行数值模拟计算分析碳化物尺寸和成分对其在奥氏体化时固溶动力学的影响。结果表明:球化退火处理后形成的碳化物粒子尺寸呈多峰分布,奥氏体化和回火后的碳化物粒子尺寸分布为单峰分布,奥氏体化后碳化物中Cr含量略有增加;Cr含量高的碳化物粒子具有较大尺寸;球化退火形成的碳化物在奥氏体化时大量固溶形成了富碳奥氏体,淬火后转变为高碳马氏体并导致高硬度;奥氏体化时碳化物固溶发生Cr的配分导致碳化物中Cr含量增加;直径200nm的碳化物即使其Cr含量接近基体成分,也不能在奥氏体化热处理时完全固溶,未溶的碳化物颗粒将影响后续回火过程的碳化物析出。     

Fe含量对FeSiBPCu合金非晶晶化行为与磁性能的影响

用熔体快淬法制备不同Fe含量的Fe Si BPCu非晶合金并进行快速退火处理,对其晶化行为和磁性能进行了深入研究。结果表明:随着Fe含量的增加,Fe Si BPCu合金的表观晶化激活能逐渐降低;Fe Si BPCu合金的整个晶化过程析出相一致,与Fe含量无关;Fex(Si B)96-xP3Cu1(x=80,83 and 85)合金退火后得到均匀的纳米晶组织,晶粒尺寸小于20 nm,但是退火态Fe78Si6B12P3Cu1和Fe75Si8B13P3Cu1的晶粒大小很不均匀,晶粒尺寸范围为5-50 nm;退火态Fe85Si3B8P3Cu1合金表现出优异的软磁性能:矫顽力为12 A·m-1,饱和磁极化强度为1.87 T,在最大磁感应强度为1.7 T时铁损仍低于1.0,远优于广泛使用的退火态Fe78Si9B13和无取向硅钢。     

热处理工艺对Ti-230合金薄板组织和性能的影响

研究了不同退火温度和退火时间对Ti-230钛合金板材显微组织和力学性能的影响.测试了不同退火工艺条件下合金薄板的强度和塑性.用金相显微镜和透射电镜观察了微观组织和析出相粒子Ti2Cu的分布.实验结果表明,随着退火温度从650℃升至790℃(保温30 min),合金板材的抗拉强度从541 MPa升到580 MPa,延伸率从27.5%降到26%.在给定790℃,保温时间分别为5,15,30 min条件下退火,其强度和延伸率变化不是十分明显.从OM和TEM对组织的观察得出,随着退火温度的升高,晶粒度明显增大,晶粒等轴化程度增加,析出的Ti2Cu粒子随退火温度的升高和保温时间的延长明显减少.采用790℃,30min退火工艺,其晶粒尺寸,Ti2Cu粒子的分布及Cu在基体中的固溶度可以达到良好的匹配,使合金获得最佳的力学性能.     

添加Sc、Zr和退火对Al-Si合金铸态力学性能的影响

使用OM、TEM、SEM、显微硬度和室温拉伸等手段研究了Sc和Zr的复合添加对Al-5.5Si合金铸态的组织和性能的影响,以及在不同温度退火后其性能的变化规律。结果表明,Sc、Zr的添加使Al-5.5Si合金的硬度提高了33%、抗拉强度提高了38%、屈服强度提高了52%、延伸率基本上不变。在Al-5.5Si合金中复合添加Sc、Zr使α-Al的平均晶粒尺寸从203 μm减小到130 μm,在α-Al基体中析出大量的Al₃(Sc_1-xZr_x)纳米粒子(10~15 nm),并使共晶Si内的层错或微孪晶的密度显著提高。退火温度对铸态合金的性能有较大的影响：在较低温度(低于160℃)退火时合金的硬度呈上升趋势,而在较高温度(高于280℃)退火时合金的硬度呈显著下降趋势。这些结果与二次析出的纳米Si相密切相关。     

第二相对铸轧3003铝合金箔坯再结晶行为的影响

目的 铸轧法因工艺流程短、生产效率高而被广泛应用于3003铝合金箔板的生产。但铸轧法生产的坯料组织为Mn元素过饱和的固溶体,在后续再结晶退火时易析出细小弥散的第二相,这些第二相会抑制再结晶形核使得合金组织异常粗大,为解决这个问题,需探索最优的热处理工艺。方法 采用均匀化退火预处理工艺,在均匀化退火过程中使Mn元素脱溶并析出粗大的第二相,为后续再结晶退火提供形核质点。研究均匀化退火温度对该过程中析出第二相的尺寸和数密度的影响,并研究均匀化退火对再结晶析出行为、形变再结晶晶粒形貌和织构特征的影响。结果 经过450、500、550℃均匀化预处理的试样析出了大量粗大的第二相,从而诱发再结晶形核,促使合金组织细化;而原始铸轧样和400℃均匀化预处理的试样在再结晶退火时析出了大量细小的第二相,阻碍再结晶的发生,从而形成粗大的晶粒组织。由于均匀化处理过程中产生粗大粒子诱发形核（PSN）作用,使得500、550、600℃预处理冷轧板退火后具有较弱的再结晶织构。结论 在500、550、600℃进行预处理可析出粗大的第二相,促使合金组织细化。通过数学拟合的方法,获得粗大第二相（d>200 nm）数密...     

含Cu取向硅钢中第二相粒子析出演变行为研究

使用场发射扫描电子显微镜(SEM)观察CGO硅钢制备过程中第二相粒子的析出行为及分布状态,统计粒子的平均尺寸、面密度及Zener因子。结果表明:试样中主要存在两种析出物,一种是(Cu,Mn)S复合析出物,尺寸为1μm左右,称为A类析出物,另一种是Cu_2S析出物,尺寸为10~30nm,称为B类析出物,Cu_2S起主要抑制作用。第二相粒子在热轧阶段大量弥散析出,平均粒子尺寸最小,面密度最高,高温退火前的加工阶段,粒子的平均尺寸不断增加,面密度逐渐降低;高温退火过程中,随着析出物体积分数的降低,其抑制能力呈下降趋势,960℃时析出物发生明显的聚集现象,当Zener因子A低于临界值0.19nm~(-1)时,二次再结晶发生,残留的粒子不会产生有效的抑制作用。     

退火张力对无取向硅钢再结晶织构和磁性能的影响

采用取向分布函数(ODF)分析了无取向电工钢冷轧板施加不同张力时再结晶退火后组织织构的变化。结果表明,随着退火张力的增加,再结晶晶粒尺寸逐渐增大,当退火张力为4 MPa时,晶粒平均直径达最大值75μm,且尺寸均匀,Goss织构和立方织构组分也增强,其铁损P_(1.5/50)降低到4.34 W·kg~(-1),同时磁感B50升至1.684T;当张力增加到6 MPa时,晶粒直径减小至40μm,{110}〈001〉和{001}〈100〉织构组分减弱,γ线织构组分明显增强,磁性能恶化。     

退火张力对无取向硅钢再结晶织构和磁性能的影响

采用取向分布函数(ODF)分析了无取向电工钢冷轧板施加不同张力时再结晶退火后组织织构的变化.结果表明,随着退火张力的增加,再结晶晶粒尺寸逐渐增大,当退火张力为4 MPa时,晶粒平均直径达最大值75 μm,且尺寸均匀,Cross织构和立方织构组分也增强,其铁损P1.5/50降低到4.34 W· kg-1,同时磁感Bs.升至1.684 T;当张力增加到6 MPa时,晶粒直径减小至40 μm,{110}<001>和{001}<100>织构组分减弱,γ线织构组分明显增强,磁性能恶化.     

退火温度对GH3600合金箔材组织与性能的影响

目的 探究退火温度对GH3600镍基高温合金箔材微观组织及力学性能的影响。为制备综合性能良好的GH3600箔材提供参考。方法 将厚度为2 mm的铸态板材反复轧制退火得到组织均匀的0.3 mm厚度带材,再利用四辊冷轧机将带材轧制成厚度为0.1 mm和0.05 mm的箔材,然后将2种厚度箔材在950、1 000、1 050 ℃下保温1 h后空冷。通过金相观察、电子探针、EBSD检测及XRD分析来研究箔材的微观组织演变。通过拉伸实验检测箔材的室温拉伸性能。结果 随着变形程度的增大,轧制态箔材晶粒沿轧制方向被拉长得更加明显。在相同热处理参数下,0.05 mm退火态箔材晶粒尺寸更小。退火后,箔材晶粒发生了回复再结晶并析出了细小的碳化物。随着退火温度的升高,晶内碳化物逐渐减少,孪晶界比例增大,再结晶程度及晶粒尺寸增大。0.05 mm箔材在1 050 ℃退火时,其晶粒迅速粗化,在厚度方向上出现单层晶,导致箔材的抗拉强度及延伸率出现异常降低的现象,即“越小越弱”的尺寸效应。结论 适宜的热处理工艺有助于改善箔材的微观组织,进而提高其力学性能。0.05 mm箔材在950 ℃下退火1 h时,其延伸率为19.1%,屈服强度以及抗拉强度分别达到293 MPa和560 MPa,综合力学性能良好。     

超微晶NiTiNb合金微观结构与演变

采用快淬法将NiTiNb记忆合金制备成超微晶薄带,晶粒尺寸为400nm～1.5μm,研究了晶粒的微观结构特征及演变过程.结果显示,NiTiNb薄带的微观组织由NiTi和少量的氧化物或碳化物颗粒组成,组织中无富Nb相.富Nb相在高温退火时析出,退火前后的薄带均不发生马氏体转变.     

预处理工艺对双辊铸轧3003铝合金再结晶行为的影响

对双辊铸轧3003铝合金板材进行了3种预处理退火,研究不同预处理工艺下的冷轧板材在380～500℃退火时晶粒组织和再结晶织构的变化规律。结果表明:最优化预处理工艺为610℃/12h+460℃/12h,高温阶段第二相尺寸发生粗化,低温阶段基体中Mn的过饱和固溶度显著降低,两者均有利于提高后续退火时的再结晶形核率。500℃退火时,在粗大第二相的附近产生了粒子诱发形核机制,降低了再结晶织构强度;并且退火时几乎不存在析出,析出相对再结晶形核的抑制作用甚微,从而得到了晶粒细小、织构弱的再结晶组织。     

退火制度对钎焊用热轧复合铝板组织与性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、拉伸试验机、硬度计等研究了4343/3003/4343铝合金轧制复合板在100~500℃退火15min~10h后的微观组织和力学性能。结果表明:芯层合金300℃退火1h后开始再结晶,370℃以上退火1h后已完全再结晶且伴随有弥散相析出,弥散相析出后通过钉扎晶界阻碍再结晶晶粒长大;1h退火时,随退火温度升高,芯层合金晶粒先增大后减小,复合板的拉伸强度与硬度先降低后升高;370℃退火时,随退火时间延长,芯层合金再结晶程度增加,晶粒缓慢长大,复合板的拉伸强度与硬度下降;复合板最佳退火工艺为370℃/1h。     

弥散相对3003铝合金再结晶晶粒尺寸的影响

针对3003铝合金冷轧板再结晶退火时出现的晶粒粗大问题,通过光学显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等方法,研究均匀化退火和中间退火过程中形成的弥散相的种类、尺寸和分布情况对3003铝合金再结晶晶粒尺寸的影响机理。结果表明:3003铝合金铸轧板的再结晶开始温度约为540℃;均匀化退火过程中形成的预析出的粗大弥散相对再结晶有促进作用,而细小弥散相对再结晶有抑制作用;中间退火过程中析出的弥散相对再结晶的抑制作用微弱;500℃中间退火200s后,板材基体内没有弥散相析出,此时再结晶优于弥散相析出率先发生;500℃中间退火2h后,板材基体内会析出大量细小的AlMnSi相;3003铝合金的最佳均匀化退火温度区间为560~580℃。     

金属型铸造Fe_3Al金属间化合物的组织和力学性能

研究了中频感应炉熔炼、金属型冷却制备的Fe3Al铸态及热处理后的组织、力学性能和冲击断裂行为。结果表明:合金的铸态组织为等轴晶,平均晶粒尺寸约为100μm左右;合金经1000℃,15h均匀化退火+炉冷+600℃,1h中温回火+油淬热处理后,晶界得到了细化,晶内和晶界上析出了弥散分布的第二相,合金晶粒尺寸有所长大;XRD及EPMA点扫描分析综合得出弥散相的主要成分为Fe2AlCr,基体主要相组成为Fe2AlCr、Fe3Al、FeAl,晶界处主要相组成为Fe2AlCr和FeCr;热处理后合金的σb提高了46MPa,HRC由铸态时的22.5提高到了26.8,但合金的冲击韧性有所下降;铸态时合金的断裂方式主要以沿晶断裂为主,热处理后合金断口呈沿晶+穿晶的混合型断裂特征。