高氮奥氏体不锈钢氮含量影响因素研究及预测

通过高频感应炉冶炼试验研究了冶炼工艺、合金元素对铸钢中氮含量的影响。结果表明,冶炼工艺和合金元素含量对铸钢中氮含量影响较大。氮化铬铁合金呈颗粒状且尺寸为2~4 mm时,氮气溢出量小;增加高温相变区冷却速率可减小氮气逸出,增加铸钢中氮含量;减少搅拌和熔炼时间可增加铸钢中氮含量。通过修正合金元素对铸钢中氮的相互作用系数,建立了常压熔炼Mn-Cr系高氮奥氏体不锈钢的氮含量预测模型(w_(Mn)=11.8%~20.7%,w_(Cr)=16.5%~27.5%,w_C≤0.330%;常压熔炼,熔炼温度为1 550~1 600℃),氮含量的预测结果与实测值吻合较好。     

GCr15轴承钢棒材连轧过程的有限元模拟

通过Gleeble-1500热模拟试验机对GCr15轴承钢(/%:0.99C,0.31Mn,0.24Si,0.010P,0.003S,1.44Cr,0.01V)热轧材进行800~1 150℃,变形速率0.1~3 s~(-1),变形量0.7的等温压缩变形试验。采用已建立的Hensel/Spittel变形抗力模型,运用LARSTRAN/SHAPE有限元模拟软件对200 mm×200 mm连铸方坯连轧Φ70 mm GCr15轴承钢棒材10道次热连轧过程进行三维热力耦合有限元模拟。通过分析各道次轧件温度场、应力应变场、宽展及轧制力参数的变化规律,预测了轧件在第5道次最有可能在角部出现裂纹,因此在轧制过程应减小第5道次变形量,防止产生裂纹;各道次出口处轧件横截面宽度、高度尺寸的模拟值与实测值的相对误差分别为0.40%~5.90%和0.28%~6.11%。     

杂质元素总量对无取向硅钢显微组织和电磁性能的影响

为了深入研究杂质元素对硅钢成品电磁性能的影响,结合工业化生产的0.25%Si无取向硅钢,探讨了C、S、O、N、Nb、V、Ti杂质元素总量分别为83×10-6和105×10-6时,硅钢成品的夹杂物、显微组织及电磁性能变化。结果表明,杂质元素总量会直接影响夹杂物的种类、形貌、数量和尺寸。随杂质元素总量的升高,在0~0.2μm尺寸范围内,单个的、椭球形的Mn S、CuxS夹杂物数量明显增多,两者分别为1 679×104个/mm3和2 661×104个/mm3。这种细小的夹杂物会不同程度的劣化SRA前后硅钢成品的磁感,然后是SRA前硅钢成品的铁损,对SRA后硅钢成品的铁损则影响不大。随着连退温度的升高,杂质元素总量对SRA前硅钢成品的铁损影响差异逐渐缩小为零。     

纳米锰方硼石粒径分布对铜基摩擦材料的影响

采用高能球磨法制备粒径小于200 nm的微细锰方硼石颗粒,将其作为摩擦填料添加到铜基摩擦材料中,利用放电等离子烧结(SPS)的方法制备出铜基摩擦材料。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及X射线衍射(XRD)研究纳米颗粒的形貌、显微结构与成分。在铜基摩擦材料中添加不同粒径的纳米锰方硼石,并通过摩擦磨损试验测试其磨损性能。结果表明:高能球磨法可以有效地细化锰方硼石;添加球磨处理的锰方硼石后所有样品的致密度均在97%以上,添加球磨50 min的纳米锰方硼石的样品致密度达到99%以上;稳定了摩擦因数(平均摩擦因数为0.187),磨损量为1.049×10-14 m3·J-1,抗压强度达到167 MPa;随着锰方硼石的细化,摩擦的样品磨损机理从剥层磨损与粘着磨损逐渐转向轻微的磨粒磨损。     

热处理工艺对铁基软磁复合材料电磁性能的影响

以磷酸为磷化剂对雾化铁粉进行磷化处理,然后在800 MPa压力下压制成环形生坯,分别在H2、N2和空气气氛下进行热处理,制成软磁复合材料磁芯,研究热处理气氛、热处理温度与时间对磁芯电磁性能的影响。结果表明:铁粉经磷化处理后,表面包覆完整均匀的磷酸盐绝缘层;与H2和N2气氛相比,磁芯压坯在空气气氛下热处理后拥有更高的磁导率和较小的磁损耗;空气气氛下500℃处理30 min是较优的热处理工艺,磁芯最大磁导率达到350,在频率为1 k Hz和饱和磁感1T条件下的磁损耗仅为145 W/kg,进一步延长热处理时间或提高热处理温度,磁导率增加不明显,但电阻率显著降低,导致磁损耗显著增加,软磁性能恶化。     

交流电对X80钢在酸性土壤环境中腐蚀行为的影响

通过电化学测试、浸泡实验和表面分析技术研究了交流电流密度(0～1000A/m2)对X80钢在鹰潭酸性土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响.结果表明:随交流电流密度的增加,X80钢的腐蚀速率逐渐增加.当交流电流密度小于100A/m-2时,其腐蚀速率缓慢增大,X80钢腐蚀电位随交流电流密度增加而快速负移;当交流电流密度大于100A/m2时,其腐蚀速率快速增加,其腐蚀电位接近.随交流电流密度的增大,X80钢的腐蚀形态由均匀腐蚀演变为点蚀,阴极极化曲线上的电流波动愈明显,阳极电流密度增大.交流电作用下X80钢生成的腐蚀产物疏松,裂纹多,对基体的保护性很差.     

纳米金属腐蚀

纳米尺度金属的小尺寸效应、超高比表面积以及表面大量缺陷、悬空化学键等活性反应位,使其具有完全不同于传统块体金属的优异化学反应活性。然而,高反应活性在使得纳米金属在获得特殊性质和功能的同时,其抗氧化、腐蚀等稳定性问题也成为限制其实际应用的主要因素。金属纳米材料在实际应用中绝大部分是在溶液环境下,或处于有液体接触的复杂多相体系中,腐蚀问题不可避免。纳米金属材料在溶液中的腐蚀失效问题是该类材料实现真正大规模实际应用必须要面对和解决的关键问题。但由于其具有低维度和小尺寸等特点,纳米金属的腐蚀研究存在极大的困难,无论是研究实验方法还是理论体系都与传统宏观金属腐蚀体系具有很大的不同。本文系统总结了近年来关于纳米贵金属(Pt、Ag)、纳米过渡金属(Cu、Ni、Fe)、活性纳米金属(Al、Mg)以及纳米半导体金属(Ge)等典型低维纳米金属材料的环境稳定性及腐蚀行为研究进展,并对未来在纳米尺度金属腐蚀研究的理论和实验创新方面进行了分析和展望     

冷轧及退火工艺对钛-铝复合板界面结合性能的影响

采用冷轧复合工艺制备了TA1纯钛/4047铝合金复合板。采用拉伸试验测定了Ti/Al冷轧剪切强度以及力学性能,并研究了不同退火温度对界面金属间化合物生长规律的影响。利用扫描电镜测定了界面金属间化合物的厚度。研究结果表明:Ti/Al冷轧临界压下率为40%,压下率大于46.8%时,界面剪切强度要大于55 MPa。在较低的温度退火时,界面形成Ti Al和Ti Al_2,随着温度的升高,这两种金属化合物逐渐消失,形成了Ti Al_3。     

焊接电流对异种钢焊接接头组织和力学性能的影响

分别采用3种不同的焊接电流焊接隔板静叶和隔板体(含铬量均为11%,但不同材质)的异种钢。测试焊接接头的拉伸、冲击和弯曲性能。结果表明,3种焊接工艺下的组织均为回火马氏体,焊接电流为270 A时的板条马氏体组织更粗大;EDS分析表明焊缝和热影响区的析出相主要为M_(23)C_6相。当焊接电流为240 A时,接头具有较优异的综合力学性能。     

高应变速率对690合金热变形及可挤性的影响

利用Gleelbe热模拟实验以及有限元分析了高应变速率对690合金热变形行为以及挤压可行性的影响,并根据实验和有限元结果进行挤压。结果表明：690合金的流变应力对应变速率均较敏感;大于10 s_-1 的高应变速率下,变形温升显著上升;再结晶晶粒尺寸在低应变速率下,随应变速率的升高而降低,高应变速率则随应变速率的增加而增大;挤压时,最大挤压力随着应变速率的上升先降低再升高;根据实验以及有限元计算结果,成功挤出了合格的690管材。