回火形变对亚温淬火中碳低合金钢组织和性能的影响

中碳低合金钢在低温下的冲击韧性差,使其应用受到一定的限制。为增强中碳低合金的韧性,通过回火形变工艺构筑超细纤维的仿生组织,实现材料的强韧化。结果表明:经过回火形变后的42CrMo钢组织中包含细长纤维晶粒、<101>//RD的强织构及纳米碳化物,这种“类竹子”的仿生组织可显著提高材料的屈服强度和抗拉强度,抗拉强度达1.4 GPa以上;由于仿生纤维组织裂纹分层与分叉的增韧作用,这种新型材料具有更低的韧脆转变温度,在-80℃条件下的冲击韧性高达107 J,综合力学性能显著高于调质处理的42CrMo钢。该研究对高性能金属材料的设计和制造,具有一定的指导意义。     

TiC增强高锰钢基复合材料的组织与磨损性能

高锰钢是传统的耐磨材料。为进一步提升高锰钢的耐磨性能,使其能满足复杂工况的使用要求,本文采用凝固析出方法制备了不同体积分数TiC增强的高锰钢基复合材料,系统研究了复合材料的显微组织和磨料磨损性能。热处理后,复合材料由奥氏体和TiC两相组成,TiC颗粒均匀分布在高锰钢基体中,颗粒与基体界面清洁。磨料磨损实验表明,TiC颗粒的引入提高了复合材料耐磨性能。然而,复合材料的磨损性能随着TiC体积分数的增加而降低。研究表明这是因为随着TiC体积分数的提高,陶瓷粒径尺寸增大且部分形成团簇,陶瓷颗粒在磨损过程中发生破碎从而提高磨损率。     

原位生成铁基复合材料中TiB2的三维形貌重构

采用腐蚀法和计算机辅助设计(Creo Parametric)技术重构了原位生成Fe-TiB_2复合材料中增强相TiB_2在铁素体基体中的三维形貌,利用OM和SEM对增强相TiB_2的二维形貌和三维形貌进行比对分析,并结合压缩实验重新诠释了该材料的断裂机理。结果表明:单晶TiB_2初生相为六边形端面的八面体棱柱结构,多由2个或多个尺寸不一的单晶棱柱交错贯穿组成,其空间位置杂乱无章;共晶相TiB_2由瓣状/细柱状相和枝晶状相组成。Fe-TiB_2复合材料在承受载荷时,瓣状/细柱状和枝晶状共晶相相较于初生相TiB_2更容易发生脆断,成为材料断裂失效的主要诱因。二维微观组织观察到的小颗粒TiB_2相在实际空间中并不存在,通过控制凝固过程获得真正三维空间上的小颗粒TiB_2相对该复合材料的性能至关重要。     

热作模具用H13和Dievar钢的热疲劳性能

对比研究了回火温度对热作模具用H13和Dievar钢热疲劳性能的影响。H13和Dievar钢经过520、580和640 ℃回火处理后,采用自主搭建的Uddeholm自约束疲劳试验装置分别对试样进行1000次热疲劳试验,并用热疲劳损伤因子对热疲劳损伤过程进行定量描述。结果表明,在相同回火温度下,Dievar钢具有较低的硬度和较高的冲击性能,抗疲劳性能优于H13钢。H13和Dievar钢在580 ℃ 回火处理后,碳化物尺寸分别约为10.1 μm和6.3 μm,H13钢碳化物含量高且尺寸大,导致韧性和抗热疲劳性能降低。