Nb-Ti微合金化X100管线钢中的纳米析出规律

通过微合金化与控轧控冷技术的有机结合,在Nb-Ti微合金化X100管线钢中形成了大量纳米尺寸的析出粒子,对其形貌进行了观测分析,对组织中的析出粒子尺寸分布及其析出强化作用进行了定量分析,通过动力学计算分析了Nb(C,N)在奥氏体中的析出规律。结果表明:高级别管线钢中的析出相主要有两种类型,Nb(C,N)析出(1~30 nm)和(Ti,Nb)(C,N)复合析出(50~300 nm),均为面心立方结构;X100管线钢析出强化贡献值约为70 MPa;对Nb-Ti微合金化管线钢中Nb(C,N)析出的动力学计算表明,在热连轧生产线生产高级别管线钢时,热轧过程中碳氮化物析出不到10%,90%均在随后的冷却过程中析出,在中厚板生产线生产级高级别管线钢时,热轧过程中碳氮化物析出近70%,其余30%主要在随后的冷却过程中析出。     

钛、硼微合金化38B3优特钢棒材的开发及试验研究

研究了l00 t DC电炉冶炼-100 t LF精炼-100 t VD精练-保护浇铸-控轧控冷工艺生产的微合金化38B3钢棒材的力学性能、组织和夹杂物。结果表明,微合金化钢的抗拉强度≥700 MPa、屈服强度≥425 MPa、硬度≥215 HB、伸长率≥21%、断面收缩率≥32%;该钢组织为珠光体+铁素体,晶粒度为7~8级;钢中主要夹杂物为Mn S和Ti4C2S2;钢的强度增加主要是Ti N细晶强化及相变强化共同作用引起的。本研究为轿车零部件用钛微合金化钢的进一步推广作了有益尝试。     

Nb/V/Ti微合金化对20MnSi钢组织和力学性能影响

采用扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)技术和室温拉伸测试等研究了Nb、V、Ti微合金化元素对20MnSi钢显微组织和力学性能的影响。结果表明：Nb、V、Ti微合金化及其所形成的第二相粒子可以阻碍试验钢的晶界迁移、细化晶粒尺寸，经热轧-空冷后晶粒明显细化，晶粒尺寸可达12级，综合力学性能明显优于20MnSi穿水钢筋，并达到新国标中400 MPa级钢筋所要求的性能指标。根据理论模型计算，晶界强化、固溶强化和位错强化增量分别约占屈服强度的54%、22%和17%,而由于微合金化元素含量较低且所形成的第二相粒子体积分数较低，析出强化增量在试验钢屈服强度中的占比仅约7%,表明Nb、V、Ti微合金化设计而导致的晶粒细化对试验钢力学性能提升所产生的贡献十分显著。     

马氏体钢中(Ti,Mo)C粒子的析出行为和强化效应（英文）

为了研究复合(Ti,Mo)C粒子的析出行为和强化效应选取了一种含钛的Cr-Mo钢作为研究对象力对此钢分别进行880和1350℃淬火并回火。化学萃取相分析结果表明,当淬火温度为880℃时,(Ti,Mo)C粒子的尺寸主要分布在18~36,36~60,60~96 nm,这些粒子是在热轧过程中析出的。当淬火温度为1350℃时,回火过程中新析出了1~5 nm的(Ti,Mo)C粒子,这些新析出的(Ti,Mo)C粒子产生了一个明显的二次硬化平台,析出强化量约为165 MPa。新析出的(Ti,Mo)C粒子中的Ti/Mo原子比随回火温度的升高而降低并稳定在1左右。     

Ti微合金化对耐火建筑钢组织和性能的影响

采用低Mo及Ti的复合微合金化,设计3种试验钢配以合理的控轧控冷工艺,成功开发出低成本460 MPa级耐火钢。力学性能测试及显微组织分析结果表明,控轧控冷后水冷,试验钢板获得耐火钢的理想组织:粒状贝氏体和M/A岛。随Ti含量的增加,3种试验钢的平均晶粒尺寸递减。3种试验钢的室温屈服强度都大于460 MPa,600 ℃保温3 h的高温屈服强度都大于307 MPa,具有良好的高温力学性能。在相变强化、析出强化、细晶强化及位错强化的共同作用下,不同Ti含量的试验钢获得了良好的高温力学性能。0.07%Ti含量试验钢的YS值(600 ℃屈服强度/室温屈服强度)为0.68,完全满足耐火钢的使用标准。     

控轧控冷工艺对中钛微合金钢组织和性能的影响

以实验室设计的0.8%Mn-0.041%Ti中钛微合金钢为研究对象,开展不同控轧控冷工艺参数下热模拟试验研究,分析了加热温度、精轧变形量、冷却速度和终轧温度等对Ti微合金化试验钢组织和性能的影响。提出了一套合适的工艺方案:精轧总变形量应大于60%,终轧温度控制在(850±10)℃,冷却速度控制在10~20℃/s,卷取温度控制在(600±10)℃时,试验钢能够获得优良的组织与性能。并通过试验验证了终轧温度对试验钢微观组织和力学性能的影响。结果表明,当终轧温度为850℃时,该试验钢的屈服强度为491 MPa,抗拉强度为625 MPa,断后伸长率为33.6%,平均晶粒尺寸为10.34μm,组织比较均匀。试验钢在满足力学性能条件下能最大限度地降低成本,对改进现场控轧控冷工艺具有重要的意义。     

回火时间对高Ti微合金化淬火马氏体钢组织及力学性能的影响

利用TEM,XRD和Vickers硬度计等研究了回火时间对高Ti微合金化马氏体钢组织及力学性能的影响,阐明了高Ti微合金化马氏体钢在回火过程中析出强化和组织软化之间的交互作用规律.结果表明,高Ti钢在600℃不同时间回火,硬度表现出不同的趋势.10~300 s回火,硬度不断升高,是由于Ti C的析出强化作用远大于基体回复而导致的软化作用;300 s~10 h回火,硬度保持长时间的平台,是由于细小Ti C粒子的不断析出,且5 nm以下的粒子所占比例提高,不断增加的细小Ti C粒子所产生的强化抵消了由于基体组织软化导致的硬度下降;10~20 h回火,硬度快速降低,且降低速率高于不含Ti钢,Ti C粒子的平均尺寸由10 h的2.76 nm粗化到20 h的3.15 nm.计算表明,Ti C粒子的粗化引起硬度降低11.94 HV,基体软化引起硬度降低24.56 HV,表明基体软化是硬度降低的主要因素,而Ti C粒子的粗化加速了高Ti钢硬度的降低,是导致硬度降低的又一重要因素.     

650MPa级V-N微合金化汽车大梁钢强化机制研究

采用OM,SEM和TEM对V微合金化钢与V-N微合金化钢的组织与析出相进行了分析,研究了强化机制.结果表明,V微合金化钢与V-N微合金化钢的显微组织主要为铁素体与少量珠光体的混合组织.随着卷取温度的升高,V-N微合金化钢的强度呈现出先增加后下降的规律,600℃时获得了最优的力学性能,其屈服强度与抗拉强度分别达到了605与687 MPa,延伸率为24.5%.与V微合金化钢相比,V-N微合金化钢的铁素体晶粒更细小,平均晶粒尺寸达到4.5 mm,析出相更细小弥散,尺寸在3~50 nm之间,平均尺寸达到8.0 nm,以及更高的位错密度.晶粒细化、析出强化与位错强化是V-N微合金化钢具有高屈服强度的主要原因,其中细晶强化是最主要的强化机制,占总屈服强度的43.05%,析出强化与位错强化对屈服强度的贡献高达34.44%.     

1000 MPa级热轧双相钢的微观组织及强化机制

研究了分段冷却工艺(超快冷+空冷+层流冷却)条件下一种钒微合金化双相钢的微观组织及强化机制。结果表明：试验钢的显微组织由(80.5%～83.7%)超细晶多边形铁素体和(16.3%～19.5%)块状马氏体组成,且80%以上的铁素体晶粒尺寸在1.0～2.5 μm之间,粒子直径为4～9 nm的V(C, N)弥散的分布于铁素体基体中并与高密度位错交互作用而钉扎位错。在细晶强化、析出强化、位错强化及第二相马氏体强化的综合作用下,试验钢的抗拉强度达到1000 MPa以上,且具有优异的综合性能：Rm≥1000 MPa,RP0.2≥530 MPa,δ≥23.5%,RP0.2/Rm≤0.54,n≥0.23。     

890MPa级纳米碳化物强化铁素体高强钢的研制

通过Ti-V-Nb-Mo复合微合金化设计、控轧控冷(TMCP)及合理选择卷取温度,开发出抗拉强度为890 MPa级铁素体高强钢。结果表明,经两阶段控轧后冷却到600℃进行模拟卷取,钢板的屈服强度达到877 MPa,抗拉强度达到950 MPa,伸长率为20.0%,显微组织为均匀细小的多边形铁素体+少量晶界渗碳体。强化机理分析表明,析出强化和细晶强化是铁素体高强钢的主要强化方式,其中析出强化增量高达380 MPa。     

高性能全激冷铸铁凸轮轴的生产和应用

采用树脂砂壳型铸造和四川钒钛生铁生产了一种全激冷Cr-Ni-Cu系铸铁凸轮轴,其显微组织由初生奥氏体枝晶和D型石墨 奥氏体共晶体组成,奥氏体随后转变成珠光体;珠光体含量大于95%,渗碳体含量为3%～6%;凸轮激冷层为莱氏体,硬度为50～58HRC,激冷层深度为5～10mm。金相分析发现,钛促进了D型石墨的形成,使凸轮轴非激冷部位的强度达到246～260MPa,硬度为226～260HB;目前,这种凸轮轴已经得到广泛应用。     

纤维及颗粒增强Al/Ti叠层复合材料制备方法和性能研究

Al/Ti叠层复合材料具有低密度、高比强度、高比刚度和高抗冲击性的优异性能,是一种理想的轻质高强材料,但是金属间化合物Al3Ti的脆性限制了其实际应用。通过复合纤维、陶瓷颗粒可以降低Al3Ti的脆性,提高Al/Ti叠层复合材料的强度和韧性,使其在航空航天、武器装甲等领域具有广阔的应用前景。本文简述了部分典型纤维、陶瓷颗粒增强Al/Ti叠层复合材料的制备方法,比较了不同材料和制备方法的优缺点。提出了碳化硼(B4C)增强Al/Ti叠层复合材料的可行方法,并采用真空热压法制备了0.2 mm厚的B4C薄片强化的Al/Ti叠层复合材料,该方法通过B4C薄片直接承载吸能和形成硬度梯度诱导裂纹偏转的方式强化基体,使其冲击韧性达到89 J/cm2,抗弯强度可达756 MPa,相较基体分别提高51%和38%。     

Nb微合金化对高碳钢线材组织和性能的影响

研究了Nb微合金化对高碳钢线材组织和性能的影响。结果表明：高碳钢中添加Nb后优化了材料的组织结构,一个奥氏体晶粒内部被分成若干个不同取向的索氏体团,索氏体团得到细化,索氏体团大小平均在10 μm左右,组织均匀性提高;片层间距减小,从150 nm减少到120 nm。同时,Nb的加入使得高碳钢线材的强度和塑性均得到提高,强度提高25 MPa,面缩率提高4%,断丝率明显降低,满足了用户的使用要求。     

旋转摩擦挤压合金化法制备Al3Ti金属间化合物

采用自制旋转摩擦挤压合金化设备以纯铝板和纯Ti粉为原材料制备了Al-Ti金属间化合物.利用扫描电子显微镜、能谱仪、透射电子显微镜以及X射线衍射仪对合金化产物的微观组织结构及相组成进行了分析,并对其显微硬度进行了测量.结果表明:原材料Al、Ti在摩擦棒的剪切与强烈挤压力的共同作用下,能够在固态下发生合金化反应,生成Al3...     

Microstructure and mechanical properties of AZ81 magnesium alloy with Y and Nd elements

The effects of rare earth（RE） elements Y and Nd （w（Y）/w（Nd）=3：2） with total content of 1%-4% on microstructures and elevated temperature mechanical properties of AZ81 magnesium alloy were investigated. The results show that, proper content of rare earth elements makes the microstructures of AZ81 magnesium alloy refine obviously and the quantity offl-MglTAll2 phases reduce, and Al2Y and Al2Nd form. After solid solution treatment, with increasing content of rare earth elements, the tensile strength and elongation of the alloys （at room temperature, 150 ℃ and 250 ℃） increase first, then decrease. When the content of rare earth elements is up to 2%, the values of tensile strength at room temperature and 150 ℃ are up to their maxima simultaneously, 282 MPa and 212 MPa, respectively. Meanwhile, the values of elongation at room temperature and at elevated temperature are also up to their maxima, 13% and 15%, respectively.     

Ceramic bonding and joint＇s strengthening through forming intermetallic compounds in situ

The transient liquid phase diffusion bonding of Si3N4 ceramics with Ti/Ni/Ti and Al/Ti/AI multiple interlayers was performed. The formation of intermetallic compounds in situ and their effects on the joints‘ strengths were investigated. The Ti/Ni/Ti interlayers produce NiTi and Ni3Ti layers with considerable room temperature ductility and high elevated temperature strength to strengthen the bonding zone metals and the joints. The joints with 142 MPa shear strength at room temperature and 88 MPa shear strength at 800℃ are achieved under appropriate parameters, respectively. Al/Ti/Al interlayers transform into a special bonding zone metal with a large amount of Al3 Ti particles and a small amount of Al-based solid solution, and in this case, the joints are strengthened significantly. Their strengths at room temperature and 600℃ reach 90 MPa and 30 MPa, respectively.     

回火温度对Ti-V-Mo微合金化马氏体钢析出相和力学性能的影响

利用微观分析和物理化学相分析法,对不同回火温度(550,600,650 ℃)保温1 h后的Ti-V-Mo微合金化马氏体钢的组织和析出相表征,并进行了强化分量的计算。结果表明,在600 ℃回火时具有最佳的综合力学性能:抗拉强度为1298 MPa,屈服强度为1286 MPa,伸长率为14%。强化分量计算结果表明:析出强化和细晶强化是主要的强化方式,约占总强度的40%和30%,其中析出强化分量σ_p为517 MPa,由5 nm以下的(Ti,V,Mo)C粒子(质量分数22%)提供。回火温度由550 ℃升高到600 ℃,抗拉强度和屈服强度均有增加,同时伸长率变化不大,其主要原因是σ_p对屈服强度的贡献量提高,在提高强度的同时改善了塑性。     

Strengthening Mechanism and Microstructure of Deformable Ti Particles Reinforced AZ91 Composite

In this study, the deformable titanium (Ti) particles reinforced AZ91 composite was successfully prepared by powder metallurgy and subsequent extrusion. The mechanical properties and microstructural evolution of pure AZ91 and 5Ti/AZ91 composite were studied. The yield strength, ultimate tensile strength, and elongation of 5Ti/AZ91 composite are measured to be 212 MPa, 323 MPa, and 10.1%, respectively. Microstructure analysis revealed that Ti particles are elongated along the extrusion direction, forming a discontinuous strip Ti particles, fine precipitated Mg₁₇Al₁₂ phase inhibits dynamic recrystallization (DRX) behavior through Zener pinning effect and hinders the growth of matrix grains, resulting in refiner grains of 5Ti/AZ91 composite. Heterogeneous deformed Ti particles and magnesium (Mg) matrix to generate additional heterogeneous deformation-induced (HDI) strengthening. Heterogeneous deformation-induced strengthening mainly contributed to the increment of yield strength for 5Ti/AZ91 composite.     

Nanostructured bulk glassy Cu_(60)Zr_(30)Ti_(10) alloy with high strength and good ductility in cast state

1　INTRODUCTIONSinceaseriesofmetallicbulkglassyalloyswithexpectedmechanicalpropertiesandhighglassformingabilityhavebeenfound[13] ,particularattemptshavebeendonetoimprovethemechanicalpropertiesoftheglassyalloystomeetengineeringapplications .Bycrystallizingthemetallicglasses ,nanostructuredal loyscontainingnanocrystallinephasesandglassyma trixwereobtainedandthemechanicalpropertiesofthealloyswereenhancedbyhomogeneousdispersionofnanoscalemetallic particlesintheAl [4 ,5] ,Fe Ni [6 ] andMg [7]…     

Hydroxyapatite coatings prepared by a high power laminar plasma jet

For two hydroxyapatite (HA) powders, containing particles differing in mass by a factor of 20, a set of optimum deposition parameters was defined, leading to the coatings with high crystallinity (80-90%), high adhesion strength (60 and 40 MPa for the coating thicknesses of 120 μm and 350 μm, respectively) and excellent microstructure (coatings were without micro- or macro-cracks, without delaminating on substrate-coating surface contact, and possess low porosity, 1-2%). It was shown that higher plasma power (52 kW) did not necessarily lead to a higher HA decomposition.