表面脉冲电磁场处理下7A04铝合金凝固组织演变

采用一种新型熔体表面脉冲电磁技术对7A04超硬铝合金凝固组织进行细化处理。通过分析脉冲电磁场对组织形貌、晶体择优取向及凝固温度过程的影响,探讨脉冲电磁场下凝固组织演变机理。结果表明,随着脉冲电磁场强度增加,凝固组织发生球化细化→枝晶化再粗化的转变;在磁场强度为241mT时,晶粒尺寸可降低40%左右。由于晶体磁各向异性产生的磁能差导致凝固初期尺寸为225nm~100μm的晶粒发生转动,晶粒择优生长;此外,在脉冲电磁场孕育处理条件下,熔体凝固初期温度升高导致固相分数降低,有利于晶核运动,也可获得良好的组织细化效果。     

脉冲电磁场下铝合金半连续铸造技术研究进展

利用脉冲电磁场引起的力效应、热效应及磁势能可显著改善铝合金半连续铸造组织性能,同时,脉冲电磁铸造技术在绿色生产、智能控制等方面紧密契合“低碳冶金”的国家战略要求。综述了脉冲电磁场在铸造晶粒细化、微观结构演变及析出物细化3方面的研究成果,分析了脉冲电磁场特性与材料相变的耦合机制,提出了脉冲电磁场控制凝固、析出相变组织的初步构想,以满足高性能铝合金的质量要求。着重介绍了基于理论指导开发的熔体表面脉冲电磁场技术及其在7XXX(φ203)、6XXX(φ380)、Al-Si(φ120)等多规格半连续铸造的工业实践,脉冲电磁场有望在今后铸造、热处理等多个冶金环节发挥更大作用。     

可控电磁能(CEME)时效处理下Al-Zn-Mg-Cu合金的析出及强化机理研究

文中提出了可控电磁能(CEME)铝合金辅助时效处理技术,研究了脉冲电磁场产生的可控电磁能对Al-Zn-Mg-Cu合金析出相密度、尺寸分布及力学性能的影响并分析了组织强化机制.引入磁-热扩散模型和量子力学探讨外加脉冲磁能作用下Al-Zn-Mg-Cu合金的扩散析出机理.结果表明,施加脉冲电磁场有利于增加析出质点数量,而延长时效可促进析出相长大,经脉冲电磁场时效1 h后的析出相分布密度为1.124μm-2,约为传统时效12 h的3倍,其抗拉强度分别为506 MPa和542 MPa;随着析出相尺寸的增大,强化机理由共格应变场强化机制(OS)过渡至Orowan绕过强化模型(CS),理论临界析出颗粒尺寸为20 nm.动力学分析认为,外加磁能对扩散激活能的Gtot作用较小,提高原子振动频率v0是增加析出质点数量的主要原因.     

核用SA508-4N钢粗晶区再热裂纹敏感性评价

采用等温恒速拉伸方法评价了核用SA508-4N钢焊接粗晶区(CGHAZ)的再热裂纹敏感性。使用激光共聚焦、扫描电镜和透射电镜观测和分析粗晶区和断口处的组织、裂纹以及断口形貌,结果表明：SA508-4N钢的母材为回火马氏体,较高含量的碳和铬影响碳化物的大小和分布状态,粗晶区马氏体的形成不利于抑制再热裂纹的产生。碳化物的析出使晶内和晶界的强度不同,当晶内强度大于晶界强度时形成沿晶脆性断裂;当晶内和晶界强度的差距较小时断裂形式包括穿晶和沿晶断裂。SA508-4N钢粗晶区对再热裂纹不敏感,成分A粗晶区的抗再热裂纹能力比成分B的高。在实际生产中,优选的工艺参数为：成分A、焊接t_8/5为25 s、焊后热处理温度580℃。     

Q345D低碳钢近平衡凝固相的转变试验

为了研究近平衡凝固对液相线和包晶反应温度的影响,分别采用差热分析仪和自制的高温相转变凝固试验装置对Q345D低碳钢进行凝固相转变试验及高温凝固组织进行研究。试验表明,试样在近平衡冷却条件下20和30 ℃/min冷却时,与平衡凝固相转变相比初生铁素体析出温度分别降低了56和88 ℃,包晶反应转变温度分别降低了29和68 ℃。另外,在液相线以上发生近平衡凝固后得到的组织为液相直接形成奥氏体;在包晶转变温度发生近平衡凝固时,形成奥氏体晶粒形核较小,晶内组织为针状马氏体,晶界处有少量高温自由铁素体,包晶反应未发生;而在奥氏体转变区发生近平衡凝固时,奥氏体晶粒充分长大,即包晶反应转变完全发生,同时高温铁素体消失。     

铝合金表面脉冲电磁场对半连续铸造晶粒的细化

采用一种新型熔体表面脉冲电磁技术对7A04铝合金半连续铸造凝固组织细化处理,分析脉冲电磁场对凝固组织及性能的影响.引入势能的观点,探讨脉冲磁能作用下的晶体形核动力学及初生晶核运动形式.结果表明,经表面脉冲电磁场处理后,凝固组织由晶粒尺寸粗大的玫瑰结构转变为细小且圆整的球状结构,铸锭心部及边部晶粒尺寸分别下降22.7%和14.2%,强度、塑性均有提高.动力学分析认为,脉冲电磁能降低体系形核所需的临界吉布斯自由能是增加形核率的重要原因,同时可导致初生α-Al运动的势能增加,促使初生α-Al颗粒优先到达稳定位置.      

12NiCrMo压力容器钢的高温力学性能

为了得到压力容器钢12NiCrMo的高温力学性能数据,采用Gleeble1500D热模拟试验机在800~1250 ℃范围内进行高温拉伸试验,得到了其高温抗拉强度及热塑性曲线,同时应用扫描电镜(SEM)对试样断口进行形貌观察和X射线能谱测定,分析不同温度区间断裂机理及钢中合金成分对高温力学性能的影响。结果表明,12NiCrMo钢在800~1250 ℃范围内,抗拉强度随着温度的升高而降低,塑性较差区出现在1209~1230 ℃温度范围内,1220 ℃时由于氧化物沿晶界析出严重,试验后出现以沿晶断裂为主的脆性断口。