AN INVESTIGATION OF THE INHOMOGENEITY OF MECHANICAL PROPERTIES OF A HOT ROLLED 10Ti STEEL ROLL

10Ti钢热轧板卷头尾部的屈服强度比中部高出约10kg/mm~2。从晶粒细化、固溶强化、亚晶块强化以及TiC的弥散强化等各方面讨论了钛钢同卷机性差异的原因。指出TiC的分布状态差异是主要因素。     

热处理对Ti微合金化马氏体钢强度的影响

对Ti微合金化马氏体钢经不同工艺热处理后的屈服强度进行了研究,并分析了其强化机制。研究表明,Ti微合金化使钢中形成细小的TiC析出相,可以提高马氏体钢的屈服强度。经过回火与再加热淬火工艺处理后,可形成1～10 nm的TiC析出相,使得马氏体钢晶粒细化到约8μm。理论计算与实验数据关于TiC提供的析出强化与细晶强化效果良好吻合,即通过Ti微合金化及回火再加热工艺,由TiC析出相提供的析出强化达到188 MPa,TiC钉扎晶界使得晶粒细化而产生的细晶强化效果为80 MPa。     

TiC弥散强化2Cr13钢的显微组织及耐磨性

运用原位合成工艺可以制备出含量为3%的微米级TiC颗粒弥散强化2Cr13不锈钢,TiC颗粒在强化钢中分布均匀,与基体结合良好。TiC颗粒的加入,使2Cr13不锈钢的室温强度提高10%左右,硬度小幅增加,但塑性有所降低。用环-块摩擦磨损试验机研究了油润滑下弥散强化钢的滑动摩擦磨损性能,发现TiC颗粒承受载荷,从而可有效地提高弥散强化钢的耐磨性。与未增强的2Cr13基体相比,弥散强化钢的摩擦系数平稳且较低,而耐磨性提高3倍以上。     

TiC颗粒弥散强化不同基体钢的磨损性能研究

运用原位合成工艺制备出TiC颗粒弥散强化不同基体的钢种,TiC颗粒在强化钢中分布均匀。结果表明:钢中合金元素越多,TiC与基体的结合强度越低,室温强度提高幅度越小。TiC颗粒能够提高低合金钢的磨损性能。但是,高合金钢中的TiC颗粒容易剥落成为磨粒从而恶化磨损性能。     

原位TiC颗粒增强Fe-36Ni因瓦合金的组织与性能

在经典Fe-36Ni因瓦合金熔池中添加微量Ti元素,原位生成TiC。与传统因瓦合金相比,所得因瓦合金屈服强度和抗拉强度分别提高约10%,同时塑性和膨胀性能良好。透射电镜观察到合金中分布有几十到几百纳米的细小颗粒,这些颗粒形状近似球形或椭球形,与周围基体结合良好,根据相机常数与晶面间距之间的关系,判定其为TiC。TiC的吉布斯标准生成自由能较Ni3Ti更低。TiC强化因瓦合金的主要方式为Orowan强化。     

纳米TiC颗粒增强铝基复合材料的力学行为模拟

为了研究纳米陶瓷颗粒对金属材料力学行为的影响,首先建立了TiC/Al复合材料的三维微观模型,采用有限元法与拉伸试验探究了复合材料受载时的应力应变分布规律与屈服强度,其中,有限元过程考虑了纳米TiC颗粒对铝合金基体的细晶强化,以及颗粒尺寸(500 nm和200 nm)、含量(1wt%、3wt%和5wt%)对复合材料的影响。结果表明:纳米TiC颗粒对复合材料的屈服强度起到了力学强化作用,小尺寸(200 nm)的TiC颗粒力学强化效果较大;复合材料的屈服强度随着纳米TiC含量的增高而提升,但较高含量的TiC会损害基体的塑性。由于把颗粒的细晶强化贡献纳入了计算模型,颗粒尺寸为500 nm、含量为1wt%与3wt%时TiC/Al复合材料屈服强度的预测值与试验值较为吻合。     

TiC对W-7Cu复合材料组织与性能的影响

以超细/纳米W-7Cu粉末、TiC粉末为原料,采用机械球磨法制备不同含量TiC(0.3%、0.5%、0.7%、1.0%(质量分数))的W-7Cu复合粉体,经压制、预烧、烧结,获得了W-7Cu-nTiC复合材料。研究了TiC添加量对W-7Cu复合材料的显微组织和力学性能的影响。结果表明:在1300℃烧结后,添加不同含量的TiC,使得W-7Cu材料的晶粒大小从5～10μm细化到2～5μm;相对密度和抗拉强度也得到提高;在TiC添加量为0.3%时,相对密度从98.22%提高到98.63%,抗拉强度从781MPa提高到843MPa;材料的断裂方式从沿晶断裂变为沿晶断裂和穿晶断裂混合的断裂方式。说明TiC的添加,起到良好的细晶强化和弥散强化的作用。     

高强钢酸洗机组卸卷松卷的改进

针对热轧酸洗高强钢酸洗机组出口卸卷过程中频繁发生松卷的问题，逐一从生产流程的剪切、甩尾、钢卷小车接卷、送卷等工序分析松卷原因，并通过机械设备调整、电气控制功能优化等手段进行改进，经过近一年的生产应用，厚规格、高强钢松卷发生率由原来的90%降至目前的10%左右。     

BT20钛合金电火花沉积TiC涂层的微观组织研究

以石墨为电极，采用电火花沉积的方法在BT20钛合金表面制备TiC强化涂层。通过XRD、SEM、EDS和EPMA等检测手段对涂层的微观组织进行研究。结果表明：TiC强化层是反应涂层，强化相TiC由电极元素C和基体元素Ti反应生成。涂层的厚度不均匀，但涂层与基体实现了冶金结合。     

激光熔覆TiC颗粒增强Fe基梯度涂层的耐磨性能

采用激光熔覆的方法将TiC颗粒增强铁基粉末熔覆在40Cr钢基体上制备高硬度耐磨梯度陶瓷涂层。利用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）、显微硬度计、摩擦磨损试验机对熔覆层的微观组织、物相、硬度及耐磨性进行研究。结果表明：熔覆层物相主要为奥氏体相、TiC强化相,并有少量铁素体相,激光熔覆TiC颗粒增强粉末制备的金属陶瓷涂层组织致密、物相与粉末组成基本一致;TiC 强化相在熔池底部到顶部呈梯度分布,熔池中TiC强化相部分溶解、尺寸减小,部分受激光热作用长大呈四方形、雪花状、鱼骨状,TiC相在熔池底部呈现3种生长方式,且TiC增强相分布较少,熔池中部TiC增强相逐渐增多,熔池上部TiC增强相出现富集并桥接生长;熔覆层维氏硬度HV高达19 602.94 MPa,同等条件下,涂层的摩擦磨损深度为基体的1/5,显著提高了基体的耐磨性。     

低成本S500MC热轧板卷的研制

由于钛铁价格低廉,铌铁价格昂贵,在S500MC热轧板卷生产中增加Ti含量,减少Nb含量,突出Ti强化实现低成本研制S500MC热轧板卷。Ti含量≥0.04%时,强度对工艺变化较为敏感,钢卷存在强度波动较大的问题,通过不断优化,本钢生产的S500MC热轧板卷强度逐步趋于稳定。     

钛基复合材料激光熔覆层显微组织及其强化机制

利用激光熔覆技术在Ti-6A1-4V合金表面制备了TiC增强钛基复合材料涂层，复合材料的硬度明显高于基体，平均硬度可达940HV0.2。对复合材料的显微组织分析表明：TiC增强钛基复合材料的强化机制以细晶强化和弥散强化为主。     

以蔗糖为前驱体火焰喷涂原位TiC增强Ni基复合涂层的制备

以蔗糖为碳源,采用前驱体热分解技术制备Ni-Ti-C系反应热喷涂混合粉末,通过氧乙炔火焰喷涂技术合成并同时沉积原位TiC颗粒增强的Ni基合金复合涂层.利用XRD和SEM研究混合粉末和涂层的相成分和组织结构,分析TiC/Ni复合涂层的硬度和耐磨性.结果表明:反应火焰喷涂TiC/Ni复合涂层主要由TiC和Ni基体组成,并含少量的Ni3Ti和Ti3O5;涂层由复合强化片层相瓦叠加而成,复合强化片层中TiC颗粒均匀分布于Ni基体中,TiC颗粒呈球形,粒度达到亚微米级:涂层具有较高的硬度和耐磨性,复合强化片层显微硬度为FIV0.21433,涂层的耐磨性能远优于基板材料45号钢和对比涂层Ni60的耐磨性.     

原位TiC弥散强化420不锈钢的显微组织与耐磨性研究

采用原位铸造法和电渣重熔工艺制备了TiC颗粒弥散强化420不锈钢材料,并用环-块摩擦磨损试验机研究了油润滑下弥散强化钢的滑动摩擦磨损性能.结果表明:原位TiC颗粒均匀弥散分布在基体中,颗粒尺寸为1～5 μm,呈四边形或多边形,与基体结合良好且无团聚现象.在420不锈钢中原位合成TiC颗粒后室温强度明显提高,但420不锈钢的塑性和冲击韧性下降;与420基体磨损试验对比可见,TiC弥散强化420不锈钢具有良好的耐磨性.     

TiC强化中锰钢的组织与性能研究

中锰钢是一种新发展的耐磨钢,而TiC的加入可以显著提高钢的耐磨性能.通过原位合成的方法,在中锰钢中引入TiC颗粒,探索了进一步提高该钢种耐磨性能的途径.研究表明,通过原位合成方法引入TiC颗粒后,中锰钢基体组织未发生明显变化,水韧处理后中锰钢呈奥氏体组织;TiC的引入提高了中锰钢的硬度和强度,表明其具有一定的强化效果;对TiC强化中锰钢磨损试验研究表明,不论是在油润滑,还是水润滑条件下,引入一定量TiC都会使基体耐磨性大幅提高,所能承受的极限载荷也有很大提高.     

TiC弥散强化17-4PH钢的显微组织和性能

采用熔铸过程中的原位反应合成工艺方法,制备了TiC弥散强化17-4PH。实验结果表明,弥散强化钢中的TiC呈球状形貌,且分布均匀,没有出现团聚现象;颗粒尺寸为3-5μm。在17-4PH不锈钢基中引入TiC颗粒后,看不到明显的马氏体,而且在奥氏体晶界上发现有δ铁素体条存在。在油润滑条件下,弥散强化钢的耐磨损性能比基体合金高3倍。     

700 MPa级高强集装箱用钢的研制

介绍了屈服强度700 MPa级集装箱用高强钢的成分设计思路和主要的轧制工艺参数,并分析了产品的性能、组织和析出相。试制结果表明:通卷钢板的力学性能均匀,组织由位错密度很高的块状铁素体和少量贝氏体组成,析出相主要为不同形态的铌、钛的碳氮化物,在铁素体中析出的细小的TiC第二相粒子沉淀强化作用更大。     

TiC对激光熔覆H13-TiC复合涂层组织和性能的影响

为提高热作模具钢的表面性能,在H13钢表面激光熔覆制备了H13-TiC复合涂层,研究了添加不同含量的TiC对H13-TiC复合涂层显微组织的影响,并模拟H13工况,测试了复合涂层的热稳定性、摩擦磨损性能等.结果表明,TiC含量较低时呈现近圆形、菱形等不规则形状;随着TiC含量的提高,呈现棒状、枝晶状等形态;TiC强化相的添加有效提高了材料的热稳定性、耐磨性能,熔覆层的耐磨性比H13基体提高3.5倍.这是TiC陶瓷颗粒在熔覆层中弥散和细晶强化共同作用的结果.     

等离子束表面冶金原位颗粒增强TiC复合超厚涂层研究

采用等离子束表面冶金技术,在低碳钢基体上制备出原位析出的TiC颗粒增强铁基复合超厚涂层。利用扫描电镜、X射线衍射仪、金相显微镜、显微硬度计及磨损试验分析测试了涂层的相、组织、成分及性能。结果表明:表面冶金涂层厚度可达3.0mm,无裂纹、气孔等缺陷。组织为γ-(Fe,Ni)枝晶、M23C6、CrB及原位合成的TiC陶瓷颗粒,TiC大部分呈球状,尺寸为1～2μm,与基体呈良好的冶金结合。由于颗粒强化、细晶强化和弥散强化等多种强化作用,显著提高了Q235钢的显微硬度及耐磨性能。     

薄板冲压卷料化

冲压用材料包括有板料和卷料。其中卷料不仅能适应冲压生产的高效及自动化,而且还便于运输、保管。据统计,卷料比同等规格的板料便宜10～20％,材料利用率比板料高2～5％。上海跃进电机厂在200吨双点自动压力机上采用多工位级进模,用硅钢卷料实现了JO_3-3-9、JO_2-1-4电动机定转子冲片的自动化冲制。