双层卷焊钢管的退火软化机理

采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜对双层卷焊钢管高温退火前后的显微组织、析出相和位错进行了研究,探讨了双层卷焊钢管的退火软化机理。结果表明,高温退火有效改善了双层卷焊钢管的塑性(A₅₀>40%),降低了其屈服强度(R_p0.2<150 MPa)。退火前后基体中的析出相类型主要为尺寸0.05~2 μm的TiN、Ti(CN)、TiS、Ti₄C₂S₂、Fe₃C,以晶内析出为主,分布稀疏。在退火过程中TiS向Ti₄C₂S₂的转变消耗了铁素体基体中的间隙原子,而使基体净化,基体中析出相促进回复与再结晶和显著降低基体中的位错密度是双层卷焊钢管退火软化的根本原因。     

FeTiP 相在高强 IF 钢热轧过程中析出行为的研究

利用电阻炉、Gleeble热模拟试验机和透射电镜,分析了高强 IF钢中 FeTiP 相在热轧过程的析出行为。结果表明,高强 IF 钢连铸坯中心位置存在少量的 FeTiP 相析出物,但经过加热和长时间保温,析出物可完全回溶;在热轧过程中,轧制温度范围内的应变诱导析出物主要为 TiS 相、Ti₄C₂S₂ 相和 TiC 相,难以捕捉到明显的 FeTiP 相存在;FeTiP 相的析出主要发生于带钢卷取过程,层冷冷速对 FeTiP 相和P元素在晶界析出有重要的影响,当层冷冷速为10 ℃/s 时,晶界处易发现棒状和蠕虫状的 FeTiP 相析出物,同时析出物中的P含量明显升高。因此,可以采取扩大带钢终轧和卷取的温差以及提高层冷冷速等方法来控制热轧带钢晶界处 FeTiP 相析出物,以利于改变高强 IF 钢的韧脆转变温度以及提高其深冲性能。     

TSCR工艺生产Ti-IF钢中第二相粒子析出行为的模拟研究

研究了模拟薄板坯连铸连轧工艺（Thin Slab Casting and Rolling）生产Ti-IF钢的析出行为.利用透射电镜分析了铸坯连续快速冷却及热连轧过程Ti-IF钢中第二相粒子的析出行为特征,将TiS,Ti4C2S2等析出粒子的尺寸、分布及数量分别与传统工艺的析出物进行了分析比较.结果表明,TSCR生产的Ti-IF钢析出物比传统工艺更为粗大,且发现有较粗大的TiC和Ti4C2S2的复合析出物.     

稀土Ce对非调质钢中硫化物特征及微观组织的影响

通过稀土Ce微合金化手段,采用SEM、EDS和ASPEX等手段对不同Ce含量的非调质钢中的夹杂物形貌、数量和尺寸以及实验用钢的显微组织进行了表征,结合Thermo-Calc热力学软件对含Ce硫化物夹杂的形成过程进行了分析,并通过三维原子探针（3DAP）对晶界和相界面处的元素分布进行表征。结果表明,Ce在1800℃与S结合形成Ce₃S₄夹杂,1480℃转变为Ce₂S₃夹杂,1480℃以下形成Ce₂S₃为内核,Ti₄C₂S₂和Mn S包覆生长的复合夹杂物;添加Ce元素的实验用钢中90%以上的夹杂物的长径比小于2.5;Ce含量为0.019%（质量分数）时,实验用钢的组织最细,平均晶粒尺寸为4.17μm。3DAP的结果证明了Ce在晶界和相界处存在明显偏聚,阻碍了C扩散,抑制晶粒长大,另外,高温区形成的细小弥散含Ce夹杂物提供了形核质点,2者共同作用细化了非调质钢的组织。     

有效Ti含量对退火态DC01EK带钢组织性能的影响

低碳钢中加入Ti元素对钢中N、S、C化合物的析出有影响,从而会对钢的性能产生极大的影响。针对当前市场对退火态DC01EK带钢屈服强度的较高要求,对一种Ti微合金化退火态DC01EK带钢在不同化学成分下的力学性能、显微组织和析出物进行了试验研究,结合屈服强度计算模型,分析了不同化学成分试验钢组织性能变化的原因。结果表明:细晶强化作用是导致成品带钢屈服强度差异的主要原因。在试验钢中Ti元素添加量相对较少,且当有效Ti含量在0.003 6%及以下时,成品带钢中主要析出粗大的TiN、Ti₄C₂S₂及少量细小的TiC,细晶强化的作用较小,对屈服强度增量的影响较小;而当有效Ti含量在0.007 14%及以上时,由于有更多富余的Ti与C结合,能够析出大量细小的TiC析出物,细晶强化作用显著,成品带钢屈服强度明显提高。因此在实际生产中,对DC01EK搪瓷钢进行化学成分设计时需要考虑Ti、N、S三者之间的配比,即需要考虑有效Ti含量对其性能的影响。     

不同结合剂原料放电等离子烧结制备TiC/Ti3SiC2复合结合剂金刚石复合材料

分别以Ti/Si/2TiC混合粉体和Ti₃SiC₂单相粉体作为结合剂原料，采用放电等离子体烧结技术合成了TiC/Ti₃SiC₂结合剂金刚石复合材料，探讨不同的结合剂原料和保温时间对TiC/Ti₃SiC₂结合剂金刚石复合材料的物相构成、微观形貌以及磨削性能的影响。结果表明:采用Ti/Si/2TiC为结合剂原料，保温1 min时，会形成较多量的Ti₃SiC₂，Ti₃SiC₂基体与金刚石结合良好，二者之间没有孔隙；当保温5 min时，Ti₃SiC₂发生分解，基体主相转变为TiC，同时有一定量的Si，金刚石表面被侵蚀，形成凹凸不平的表面。采用Ti₃SiC₂为结合剂原料时，Ti₃SiC₂基体发生严重的分解，生成TiC和Si；金刚石与基体间存在一个过渡层，厚度约15 μm。Ti/Si/2TiC为结合剂原料保温1 min时试样的磨耗比值最大，为1 128。单相Ti₃SiC₂为结合剂的2个试样的磨耗比值约为100左右。      

Ti3SiC2含量对Q235B钢表面激光熔覆Fe基耐磨涂层性能的影响

采用激光熔覆技术在Q235B钢表面制备了不同Ti₃SiC₂含量的Fe55/Ti₃SiC₂复合涂层,并利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、硬度仪、摩擦磨损机和电化学工作站等研究了涂层的显微组织、物相及综合性能。结果表明:由于Ti₃SiC₂的加入及其在高温下分解降低了熔池的换热特性等综合因素,导致Fe55/Ti₃SiC₂复合涂层的晶粒粗化;随着Ti₃SiC₂的添加,Fe55/Ti₃SiC₂复合涂层中形成了Cr₇C₃、SiC、CrC和TiSi等硬质相,组织变得粗大,并且α-Fe相的尺寸粗大及含量增加,而复合涂层中产生的硬质相不足以抵消晶粒粗化以及α-Fe硬度较小而发生软化所降低的硬度,综合导致了复合涂层的硬度下降。Fe55/Ti₃SiC₂复合涂层中形成的金属硅化物TiSi具有良好的抗氧化性能,减小了氧化磨损中因氧化膜脆性和疏松产生的加剧磨损,因此,足以抵消因硬度降低以及摩擦系数增大的影响,使得Ti₃SiC₂添加量为2%的涂层具有最高的耐磨性。     

630 ℃长期时效对FB2转子钢组织和力学性能的影响

通过冲击性能试验、硬度测试、扫描电镜和透射电镜观察等方法对630℃不同时效时间后的FB2转子钢样品进行组织观察和力学性能分析。结果表明,FB2转子钢在630℃时效过程中能够保持较好的高温稳定性; FB2转子钢的冲击断口表现为准解理脆性断裂;在时效前期,位错回复,冲击韧性提高;在时效中后期,由于析出相M₂₃C₆和Laves相在晶界位置聚集粗化,引起应力集中,冲击性能下降,时效5000 h后转子钢的冲击吸收能量为17 J;在长时时效过程中,FB2转子钢的强度下降趋势与析出相M₂₃C₆的尺寸变化趋势相一致,当析出相M₂₃C₆进入尺寸稳定期后FB2转子钢的硬度也基本稳定为253. 4 HBW（5/750）,析出相M₂₃C₆是维持FB2转子钢服役性能的重要影响因素。      

微波烧结制备MAX相–金刚石复合材料

采用三元层状导电可加工陶瓷M_n+1AX_n（简称MAX相）材料粉体和金刚石粉体为原料,通过微波烧结制备以MAX相为结合剂的金刚石复合材料,研究MAX相的种类与金刚石含量对该复合材料的物相组成与显微形貌的影响。通过高温微波烧结MAX相-金刚石复合材料,金刚石表面会形成不同的涂层组织。MAX相的种类与金刚石含量对复合材料中基体组成和金刚石的表面涂层状态有显著影响。实验结果表明:在Ti₂SnC-金刚石复合材料中,烧结后Ti₂SnC会发生严重的分解,分解生成Sn与TiC,在含量较低时,表面仍然光滑,金刚石表面黏附少量富锡圆形组织;当金刚石含量较高时,金刚石表面形成许多细小TiC颗粒。在Ti₃AlC₂-金刚石复合材料中,Ti₃AlC₂分解后生成Al与TiC,金刚石的表面受到明显的侵蚀,同时在表面形成Al₄C₃和Al₂O₃二元组织。对于Ti₃SiC₂-金刚石反应体系,基体主相均为Ti₃SiC₂。当金刚石质量分数为10%时,同时还含有少量Si、TiSi₂和SiC;当金刚石质量分数为20%时,基体中还含有少量TiC,金刚石表面形成了SiC和TiSi₂二元涂层组织。      

Si-Al固溶对Ti3AlC2陶瓷300℃干摩擦行为的影响

利用元素粉体热压烧结工艺制备了具有不同Si固溶含量的系列Ti₃Al_1-xSi_xC₂(x=0.2、0.4、0.6)陶瓷材料，采用X射线衍射技术及Rietveld结构精修对所得产物的结构及相组成进行了分析，利用共聚焦显微镜、扫描电子显微镜研究了产物的表面形貌和晶粒结构，使用球-盘型摩擦实验机评估了材料的干摩擦行为。结果表明，Si的引入极大细化了Ti₃Al_1-xSi_xC₂陶瓷的晶粒，并降低其相纯度。随着Si加入量的增加，大量Ti₅Si₃和Ti C杂相出现，Ti₃Al_1-xSi_xC₂陶瓷的硬度逐步提升。而当Si加入量为0.4时，所得Ti₃Al_0.6Si_0.4C₂陶瓷表现出了最低的摩擦系数(COF)，为0....     

固溶处理对53Cr21Mn9Ni4N耐热钢组织及碳化物的影响

利用FactSage软件中的FSstel数据库对53Cr21Mn9Ni4N耐热钢的相图进行计算,分析了氮元素对凝固及冷却过程中相变及析出相的影响,得到了53Cr21Mn9Ni4N耐热钢平衡凝固及冷却相变路径图,并用OM、SEM、XRD、EDS等对53Cr21Mn9Ni4N耐热钢在1200 ℃固溶3、10、20、40和60 min后的显微组织及碳化物演变规律进行了研究。结果表明,53Cr21Mn9Ni4N耐热钢由1600 ℃平衡冷却至300 ℃的过程中完整的平衡相变路径为:液相+气体→液相→液相+δ铁素体→液相+δ铁素体+奥氏体→液相+奥氏体→奥氏体→奥氏体+M₂₃C₆→奥氏体+M₂(C,N)+M₂₃C₆→奥氏体+M₂(C,N)+M₂₃C₆+α铁素体→奥氏体+M₂(C,N)+M₂₃C₆+α铁素体+σ相。M₂₃C₆的析出温度随着氮含量的增加而降低,M₂(C,N)的析出物温度随着氮含量的增加而升高,M₂₃C₆会因M₂(C,N)的析出受到抑制。53Cr21Mn9Ni4N耐热钢的铸态组织非常不均匀,奥氏体呈树枝晶状生长,枝晶间析出大量层片状碳化物。随着固溶时间的增加,分布在枝晶间的层片状碳化物逐渐变成块状及短棒状,碳化物的数量逐渐减少,粗壮的树枝晶也逐渐变得细小。53Cr21Mn9Ni4N耐热钢在1200 ℃固溶后的组织及碳化物均得到明显改善。     

激光熔覆Fe/NiCr-Cr3C2复合涂层的组织和磨损性能

利用激光熔覆技术在GCr15 钢表面制备Fe/NiCr-Cr₃C₂复合涂层,研究不同NiCr-Cr₃C₂含量对铁基涂层微观组织和磨损性能的影响。结果表明:随NiCr-Cr₃C₂含量的增多,复合涂层显微组织逐渐细化,在铁基合金里掺入NiCr-Cr₃C₂金属陶瓷粉末导致复合涂层里残留奥氏体含量增多,α-Fe相含量减少,截面硬度显著降低。当加入10%NiCr-Cr₃C₂时,复合涂层中出现较多的Cr₃C₂和Cr₂₃C₆硬质相,同时磨痕表面生成了具有减摩作用的氧化产物,从而降低了磨耗和摩擦阻力,使涂层表现出最佳的耐磨性能。     

Effects of TiC addition on formation of Ti3SiC2 by self-propagating high-temperature synthesis

Formation of Ti₃SiC₂ was conducted by self-propagating high-temperature synthesis (SHS) from both the elemental powder compacts of Ti:Si:C = 3:1:2 and the TiC-containing samples compressed from powder mixtures of Ti/Si/C/TiC with TiC content ranging from 4.3 to 33.3 mol%. The effect of TiC addition was studied on combustion characteristics and the degree of phase conversion. For the elemental powder compacts, with the progress of combustion wave the sample experiences substantial deformation, including axial elongation and radial contraction. The extent of sample deformation and flame-front propagation velocity were considerably reduced for the samples with TiC addition, because the dilution effect of TiC lowered the reaction temperature. Two reaction mechanisms were adopted to explain the formation of Ti₃SiC₂, one involving the reaction of a Ti–Si liquid phase with solid reactants for the elemental powder compact and the other dominated by the interaction of solid-phase species for the TiC-containing sample. For all products synthesized in this study, the XRD analysis identifies formation of Ti₃SiC₂ along with a major impurity TiC and a small amount of Ti₅Si₃. The resulting Ti₃SiC₂ is typically elongated grains. Based upon the XRD profile, the Ti₃SiC₂ content at a level of 71.5 vol.% was obtained in the product from the elemental powder compact. With the addition of TiC, an improvement in the yield of Ti₃SiC₂ was observed and an optimal conversion reaching 85 vol.% was achieved by the sample with 20 mol% of TiC. However, further increase of the TiC amount led to a decrease in the Ti₃SiC₂ content, because of the low reaction temperature around 1150 °C.     

Y12Cr18Ni9Cu易切削钢的平衡凝固相变与MnS析出行为

采用Thermo-Calc热力学软件对Y12Cr18Ni9Cu易切削钢在500～1800℃的析出相进行了热力学计算并得到了平衡凝固相变路径图。结果表明,Y12Cr18Ni9Cu易切削钢的平衡相主要有MnS、液相、δ-铁素体、奥氏体、M₂₃C₆、M₂(C,N)、σ相。平衡凝固和冷却相变路径：液相→液相+MnS→液相+δ-铁素体+MnS→液相+δ-铁素体+MnS+奥氏体→δ-铁素体+MnS+奥氏体→MnS+奥氏体→MnS+M₂₃C₆+奥氏体→MnS+M₂₃C₆+奥氏体+M₂(C, N)→MnS+M₂₃C₆+σ相+奥氏体+M₂(C, N)。随着S含量增加,MnS的析出量逐渐增加,析出温度也逐渐升高,Mn含量变化对MnS相的析出量几乎没有影响,但Mn含量增加会使MnS析出温度升高。Y12Cr18Ni9Cu易切削钢中的硫化物呈球形、椭球形、纺锤形或短棒状并以...     

无磁钻铤用Cr-Mn-Ni-N系高氮钢平衡凝固相变与析出行为

借助Thermo-Calc软件对无磁钻铤用Fe-(15~25)Cr-(15~25)Mn-(0~5)Ni-(0~1)Mo-(0~1)N-(0~0.8)C多元系高氮钢在凝固和冷却过程中的相变及析出行为进行研究。使用Thermo-Calc软件中的TCFE9数据库对该钢相图的垂直截面图进行计算,分析了Cr、Mn、Ni、Mo、N及C元素对无磁钻铤用高氮钢凝固及冷却过程中相变的影响,并得到了平衡凝固相变路径图。结果表明,增加Cr、Mn含量可显著提高合金中氮的溶解度,Mo元素可以微弱提高氮的溶解度,Ni、C元素显著降低氮的溶解度。Ni、C和N含量提高可扩大单相奥氏体相区,具有稳定奥氏体的作用,Cr、Mo与Mn元素缩小单相奥氏体相区,具有稳定铁素体的作用。N元素可以促进M₂(C,N)相析出,使M₂₃C₆相析出受到抑制。Cr、Mn元素可以促进Sigma相析出,C、N元素抑制Sigma相析出。M₂₃C₆相的析出主要受C含量的影响,随着C含量的升高,M₂₃C₆相的析出温度显著升高。     

立方氮化硼用量及粒度对其同钛铝碳结合剂的反应程度的影响

为研究CBN用量对Ti₃AlC₂结合剂CBN复合材料的影响,使用不同质量配比的Ti3AlC2粉体和CBN粉体通过放电等离子体烧结的方式制备试样,并对比其物相组成和显微形貌。结果表明:当CBN质量分数为10%时,试样的主相为Ti₃AlC₂、CBN和TiC;当CBN质量分数为20%~40%时,生成了TiC、TiN、AlN、TiB₂等物相。另一方面,当CBN质量分数为10%和20%时,CBN表面会形成厚约10 μm的过渡层;当CBN质量分数为30%和40%时,CBN与基体间没有过渡层。若选用粒度尺寸为10 μm的CBN（质量分数为10%）进行烧结,则复合材料中出现许多气孔,基体主相为TiC等轴晶粒且在CBN表面形成厚度1~2 μm的过渡层。CBN质量分数越大或粒度尺寸越小,其同Ti₃AlC₂的反应越充分、过渡层越薄。