微钛处理钢中的夹杂物特征及其对奥氏体晶粒尺寸和相变组织的影响

利用扫描电镜和高温激光共聚焦显微镜研究了添加微量Ti对钢中氧化物夹杂、奥氏体晶粒尺寸及冷却组织转变的影响。试验结果表明,添加Ti后氧化物夹杂的种类、数量及尺寸均发生变化,夹杂物数目减少、尺寸减小,氧化物夹杂的主要合金元素由Mn-Al-Si转变为Ti-Mn-Al。添加少量Ti可明显抑制高温下的奥氏体晶粒长大,微钛处理钢的奥氏体粗化温度高于未经钛处理的钢。在奥氏体冷却转变过程中,未添加Ti的样品相变组织由多边形铁素体和上贝氏体组织,转变为添加Ti的样品相变组织则的晶界多边形铁素体和晶内针状铁素体。     

ER410NiMo熔敷金属相变的原位观察

随着金属材料的应用范围越来越广泛,对材料的研发理论与冶炼技术提出了更高的要求,而高温金相技术为此提供了新的研究角度。通过高温激光共聚焦显微镜观察ER410Ni Mo熔敷金属的相变过程,对马氏体不锈钢的相变过程有了更直观和深入的了解。根据原位观察结果得到了各阶段的相变起始与终止温度,对于马氏体不锈钢的熔化、结晶及固态相变过程的特点进行了细致的描述,表明CLSM在研究材料的凝固、固态相变、夹杂物欲动等方面具有无与伦比的优势与应用前景。     

原位观察Ti,B对大热输入焊缝金属组织相变的影响

采用高温激光共聚焦显微镜原位动态观察了Si-Mn系、Ti系、Ti-B系大热输入焊缝金属的相变过程，研究分析了Ti,B两种元素在焊缝金属相变过程中的影响规律。结果表明,Si-Mn系焊缝金属全部在高温阶段完成相变，形成了大量等轴铁素体的组织结构；在焊缝金属中添加Ti元素后，焊缝金属的相变温度区间有所降低，在奥氏体晶界处率先形成了GBF组织后，奥氏体晶内含Ti的夹杂物开始诱导AF组织的形核长大；当焊缝金属中进一步添加B元素后，B元素可有效抑制高温下GBF组织的相变，直接完成AF的组织相变。     

Nb和Mo对矿用磨球用钢微结构和相变的影响

对不同合金成分磨球用钢样品进行高温激光共聚焦显微镜(HT-CLSM)原位观察和JMatPro软件模拟计算,研究了Nb、Mo元素对其热处理过程中微结构和相变的影响。结果表明,试验钢中添加0.051%Nb元素的原奥氏体平均晶粒尺寸最小(38.8 μm),添加0.079%Mo元素的次之,无添加的最大,可达74.1 μm。添加Nb元素时,析出物类别主要为Nb(C, N)和MnS,析出物的数量最多,显著阻碍了高温奥氏体晶粒长大。添加Mo元素时,析出物类别主要为MnS和AlN,析出物数量次之,对奥氏体晶粒长大有一定的阻碍作用。Nb和Mo元素的添加均有利于扩大贝氏体转变区,增加贝氏体转变量,提高马氏体转变开始温度。     

低碳钢铁素体相变析出行为

利用高温淬火相变仪测定了EH40级船板钢晶内铁素体的相变温度区间,又利用高温共聚焦显微镜对晶内针状铁素体的相变析出行为进行了原位观察。结果表明:能得到针状铁素体的最佳降温速率为10℃/s,升温过程中奥氏体开始相变温度Ac_1=743℃,降温过程中奥氏体结束相变温度Ar_1=546℃;针状铁素体的生长过程伴随着加速和减速现象;观察到针状铁素体的3种形核方式,分别为夹杂物诱导形核、在奥氏体晶界上感生形核析出以及在晶界铁素体上感生形核析出。最后揭示了从铁素体析出生长到形成连锁组织的作用机理。     

GCr15轴承钢在盐酸溶液中的点蚀行为

通过腐蚀原位观察试验,采用金相显微镜、共聚焦显微镜、扫描电镜(SEM)等研究了GCr15轴承钢在盐酸溶液中的点蚀行为。结果表明:GCr15轴承钢的点蚀孔洞缺陷是由MnS夹杂物引起的,随着点蚀坑内钢的溶解,夹杂物脱落,蚀坑内的pH持续降低,导致点蚀继续向纵向发展;点蚀坑的数量和腐蚀横截面处MnS夹杂露头数量有关,露头数量越多,点蚀坑越密集。     

P91钢马氏体相变过程的直接观察

应用激光共聚焦显微镜+高温热台+录像装置等设备对P91钢的过冷奥氏体的马氏体相变的动态过程进行直接观察。结果表明,P91钢马氏体在晶界、晶内形核,也可激发形核长大;P91钢淬火得到板条状马氏体,其亚结构为高密度位错+孪晶,马氏体片表面光滑,无应变痕迹,说明马氏体相变不是切变过程。P91钢马氏体片生长速度较快,形成一片马氏体的时间小于4×10-2s,马氏体片平均生长线速度大于0.16 cm/s。     

Q345B钢的凝固与相变行为

利用激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)模拟了钢凝固过程的热历程,对Q345B钢凝固过程中的奥氏体晶粒长大与相变行为进行了原位观察研究。结果表明:冷却速度和第二相析出是影响原始奥氏体长大的主要因素;冷却速度为2～4℃/s时,原始奥氏体晶粒尺寸随冷却速度变化而变化最为显著,冷却速度超过4℃/s时则影响明显减弱。     

激光相变硬化技术的研究现状及进展

主要介绍了激光相变硬化的特点及强化机理、激光表面相变硬化工艺。分析了钢铁材料激光相变硬化后的组织与性能,及近年来激光相变硬化技术在材料科学领域的研究状况。     

激光相变硬化技术的研究现状及进展

主要介绍了激光相变硬化的特点及强化机理、激光表面相变硬化工艺。分析了钢铁材料激光相变硬化后的组织与性能。及近年来激光相变硬化技术在材料科学领域的研究状况。     

利用共聚焦扫描激光显微镜观察一种常见高温合金的凝固过程

利用共聚焦扫描激光显微镜直接观察一种常见高温合金（IN718）的凝固过程。根据动态原位观察结果,凝固过程中的液相体积分数可以表示为时间或温度的函数,分析L→γ的凝固过程得到不同阶段的γ生长速率。利用Scheil方程对凝固过程中元素的偏析行为进行模拟,计算结果与原位观察结果相吻合。共聚焦扫描激光显微镜作为研究合金凝固行为的工具极具潜力。     

SiCp/A356复合材料高温干滑动摩擦磨损特性研究

借助UMT-2型摩擦磨损试验机详细研究了转速对 SiCp/A356复合材料干滑动摩擦磨损特性的影响,并用SEM、EDS和奥林巴斯激光共焦扫描显微镜观察并分析了其高温摩擦磨损行为。结果表明：铸态材料的磨损率增加幅度和摩擦系数曲线波动较大;T6态材料的磨损率增加幅度和摩擦系数曲线波动较小,表现出优异的摩擦性能。铸态材料的磨损机理主要由低转速时的氧化磨损和剥离磨损转变为高转速时的粘着磨损,而T6态材料主要由低转速时的氧化磨损转变为高转速时的剥离磨损和磨粒磨损。高转速区时,铸态材料的磨损断面中出现裂纹,而T6态材料只是存在简单的磨削痕迹和颗粒脱落现象,热处理后复合材料的高温耐磨性能明显提高。     

In situ observation of bainite to austenite transformation of microalloyed high strength steel during simulated welding cycle

A confocal scanning laser microscope, equipped with a high temperature stage, was used for in situ observation of the bainite to austenite transformation in a microalloyed high strength steel. Austenite grain growth was observed and measured directly from 1040°C to the peak temperature of 1340°C during the heating process, as well as the subsequent cooling down to 1040°C. The grain growth rate versus temperature was analysed. It was demonstrated that the austenite grains grew up simultaneously by means of grain boundary migration and ‘grain swallowing’ phenomena. The variation in grain growth rate was attributed to the presence of impeding precipitates, e.g. carbonitrides Nb,Ti(C,N). The work also showed that coarsening and/or dissolution of carbonitride precipitates, above a certain temperature, led to a fast grain growth. The in situ observation by confocal scanning laser microscope can provide valuable information on the austenite reformation and final microstructure of weldments.     

CuCr25阴极材料在不同环境气氛下的电弧烧蚀行为及机理

研究了9 kV电压下CuCr25阴极材料在氧气、氩气和二氧化碳气氛下的电弧烧蚀行为。燃弧时间和电弧能量按照氧气、氩气、二氧化碳的环境气氛变化顺序依次减小，而击穿强度的变化趋势则相反。利用扫描电子显微镜和三维激光共聚焦显微镜分析了在电弧的高温、高能量作用下CuCr25材料表面形成的熔池、凸起、孔洞、飞溅和裂纹等烧蚀形貌。结果表明：CuCr25材料在氧气中烧蚀得最严重，在二氧化碳中电弧烧蚀最轻微，这可能与电弧能量的差异有关。X射线光电子能谱分析结果显示，在氧气和二氧化碳中电弧烧蚀表面发生氧化反应，生成了CuO、CrO₃和Cr₂O₃，而在氩气环境中没有新的化合物形成。     

Grain size effect on structural, electrical and mechanical properties of NiTi thin films deposited by magnetron co-sputtering

In the present study NiTi films have been deposited on Si (100) substrates by dc magnetron co-sputtering in the temperature range from room temperature to 923 K. The crystallization, surface morphology and structural features were studied using X-ray diffraction (XRD), atomic force microscope (AFM), field emission scanning electron microscope (FESEM) and high resolution transmission electron microscope (HRTEM). In situ hot stage atomic force microscope was used to investigate the micro-structural changes during phase transformation in these films. Substrate temperature was found to have a great impact on the structural features and phase transformation behavior of NiTi films. The grain size and the crystallization extent increase with the increase in substrate temperature. Nanoindentation tests of these films were conducted at room temperature. Low hardness and depth recovery ratio was observed in case of the film deposited at substrate temperature of 923 K that could be due to the dominance of martensite phase at room temperature which results in more plastic deformation. The electrical properties of the films were studied using four probe resistivity method. Electrical resistance versus temperature plots show that grain size of NiTi films plays an important role in their electrical properties. NiTi based shape memory alloys exhibit a very interesting martensite to austenite phase transformation as crystal structure changes from monoclinic to cubic upon heating close to room temperature. The characteristics of this transformation are of immense technological importance due to a variety of MEMS applications.     

含铜钢奥氏体连续冷却组织转变特性的原位观察

采用高温激光共聚焦显微镜(HT-CLSM)原位动态观察的方法,通过对动态视场下马氏体浮凸和贝氏体浮凸的鉴别,研究了含铜钢奥氏体连续冷却过程中的组织转变规律和相变点测定方法。结果表明,冷却速度由5 ℃/s升至20 ℃/s,试样的组织逐渐由贝氏体变为板条马氏体。HT-CLSM动态观察过程中,贝氏体形成速度慢,生长过程中伴有“互锁”现象,产生的浮凸较浅;随着冷速的升高,产生的马氏体浮凸有爆发性和阶段性趋势,多为成束状平行分布,且马氏体浮凸较深。当冷却速率为20 ℃/s时,动态观察下以成束马氏体形成为判据,测得Ms点为447.6 ℃,室温下组织为板条马氏体,显微硬度达到301 HV10,与其他方法测定结果相近。     

T6态SiCp/A356高温干滑动摩擦磨损特性研究

采用T6态的SiCp/A356复合材料,以Al2O3陶瓷球作为对磨材料,借助UMT-2摩擦磨损实验机详细研究了复合材料的高温摩擦磨损性能,并采用SEM、OLS4000等手段分析材料的高温摩擦磨损特性。结果表明:T6态的SiCp/A356复合材料的磨损率随着温度的增加而增加。当温度低于150℃时,磨损率随温度缓慢增加;继续升高温度,磨损率进入稳定阶段,稳定磨损率为3.18×10-5 mg·cm-1;当温度达到250℃时,磨损率呈线性上升。摩擦系数则随温度在0.40~0.45很小范围内波动,表现出优异的高温摩擦性能。同时,磨损机制由氧化磨损、磨粒磨损和疲劳磨损转变为严重的粘着磨损。     

热压法制备Ag-TiB_2触头材料的组织及性能研究

采用热压法制备了不同TiB_2粒度增强的Ag-4%TiB_2(质里分数)触头材料,研升了TiB_2粒度大小对Ag-4%TiB2触头材料组织及性能的影响。利用扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜对Ag-4%TiB_2触头材料的组织和电弧侵蚀后的形貌进行了表征,对致密度、硬度及导电率进行了测量。结果表明:热压法有助于提高Ag-4%TiB_2触头材料的致密度。随着TiB_2粒径的减小,硬度先增大后减小,导电率不断增大。细小弥散分布的TiB_2颗粒有助于改善耐电弧侵蚀性,侵蚀面积较大,蚀坑浅,燃弧时间短。     

重熔工艺对Al-Ti-C晶粒细化剂组织的影响

采用Lasertec1LMH21共焦扫描激光显微镜和光学显微镜,观察了Al-Ti-C晶粒细化剂在加热熔化过程中的组织变化与凝固后的组织。结果发现,在加热过程中,Al-Ti-C细化剂中Al基体首先熔化,随后片状Ti Al3和TiC相成为游离相,然后被熔断、破碎成细小的新质点,其破碎程度随着保温时间的延长与熔化温度的升高而加剧。重熔工艺可有效改善Ti Al3和TiC晶粒的形貌,低温对Ti Al3相的形貌影响较大,高温对TiC相的形貌影响较大。     

退火温度对MAO-TC4钛合金表面组织及腐蚀性能的影响

通过微弧氧化技术(Micro-arc oxidation, MAO)对TC4合金进行表面处理,随后采用X射线衍射仪、场发射扫描电镜、激光共聚焦显微镜、硬度测试以及电化学腐蚀等方法研究不同退火温度下MAO-TC4合金的表面氧化膜层形貌、厚度、硬度、相结构以及电化学腐蚀行为。结果表明:随着退火温度的升高,MAO-TC4合金表面氧化膜层的显微硬度亦随之增大,当退火温度为850 ℃时,其最高显微硬度为592 HV0.2。450~850 ℃退火温度范围内,随退火温度升高,MAO-TC4合金的膜层耐腐蚀性先增加后降低;当退火温度为650 ℃时,膜层的自腐蚀电流密度为0.125 μA/cm²,耐腐蚀性能最佳。