铁素体晶界结构对管线钢HIC敏感性的影响

摘要：铁素体作为酸性环境用管线钢的主要组织类型之一,探究其晶界结构与管线钢氢致开裂（HIC）敏感性之间关系,可为进一步优化管线钢的抗HIC性能提供指导。对热轧态管线钢进行不同工艺热处理,采用扫描电子显微镜（SEM）、电子背散射衍射（EBSD）、透射电子显微镜（TEM）观察了试样的晶界、位错结构及氢鼓泡、氢致裂纹形貌,用电化学充氢及动态充氢方法对试样的HIC敏感性及氢致塑性损失进行了测试,用电化学氢渗透及氢微印实验对试样的氢捕获效率及氢原子分布进行了观察与分析,探索了铁素体晶界结构与HIC敏感性之间内在关联。其结果表明：当材料中以小角度晶界占主导或大小角度晶界比例约为1∶1时,对氢原子的捕获效率较高,HIC敏感性也相对较大;大小角度晶界均能捕获氢原子,但与氢的作用机制不同,大角度晶界主要促进氢致裂纹萌生,而小角度晶界主要促进氢致裂纹扩展。     

铝含量对IF钢热镀铝锌层组织和性能的影响

向热浸镀锌液中分别添加(质量分数)0.2%、1.0%、5.0%的Al,借助体视显微镜和SEM观察了IF钢表面镀层的微观结构,采用万能试验机进行三点弯曲试验,研究了不同Al含量对热浸镀镀层组织和性能的影响规律。结果表明,热镀铝锌镀层表面平整,存在网状沟槽,沟槽处为α(Al)+η(Zn)和Fe-Al-Zn金属间化合物。随着Al含量的增加,镀层表面龟甲块逐渐细小,镀层厚度逐渐增加。由于硬度高、脆性大,弯曲时裂纹从金属间化合物处发源,且随Al含量增多裂纹逐渐增多并平行排列。     

回火温度对DP600钢氢扩散及氢脆敏感性的影响

利用慢应变速率拉伸和双电解池氢渗透试验,结合SEM、TEM、EBSD表征手段研究了不同回火温度下DP600钢中显微组织变化对其氢扩散及氢脆敏感性的影响。结果表明,DP600钢的氢脆敏感性和有效氢扩散系数均随回火温度的升高呈下降趋势,这主要与钢中位错、小角度晶界等可逆氢陷阱浓度降低以及碳化物/基体界面、大角度晶界等不可逆氢陷阱浓度增加有关。其中弥散分布的碳化物使碳化物/基体界面捕获的氢原子分布均匀,导致试验钢的氢脆敏感指数由44.6%(270 ℃)下降至1.8%(350 ℃)。综合考虑回火温度对试验钢强度和氢脆敏感性的影响,DP600钢的最佳回火温度为330 ℃。     

热处理工艺对离心铸造高铬铸铁轧辊组织及硬度的影响

采用了光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、洛氏硬度计等仪器,研究了离心铸造高铬铸铁轧辊铸态及淬火与回火后的显微组织结构、碳化物和硬度等。结果表明:高铬铸铁轧铸态组织主要是由奥氏体+少量马氏体+(Cr,Fe)₇C₃碳化物组成,碳化物呈粗大板条状或块状,不同温度热处理后,得到回火马氏体+(Cr,Fe)₇C₃+Cr₇C₃碳化物的组织,组织中粗大板条状碳化物消失,得到细小块状或椭圆状碳化物。该高铬铸铁轧辊铸态硬度为56.0HRC左右,在950℃淬火及400℃回火处理后硬度增加到了约65.5HRC。     

铬、锰及退火温度对无取向硅钢组织性能影响

 为探究铬、锰元素及退火温度对高强无取向硅钢性能的影响规律,借助OM、SEM、EBSD与万能拉伸试验机等分析不同制造工艺下3组不同含量铬、锰元素的无取向硅钢热轧、常化及退火处理后组织与性能。结果表明,试验钢热轧后组织不均匀,心部为沿轧向分布纤维状组织,边部为少量再结晶晶粒,常化处理能显著改善热轧板组织均匀性,消除热轧板中心部位的纤维状组织。经冷轧及退火后得到多边形铁素体晶粒,其中960 ℃退火,晶粒尺寸偏大,有利织构{100}组分体积分数减少,不利织构{111}组分体积分数增加,成分为0.2Mn-1Cr的1号试验钢960 ℃退火后铁损最大,磁感强度偏小;成分为0.5Mn-1Cr的2号试验钢930 ℃退火后,磁性能与强度等综合性能最佳,工频铁损P1.5/50为2.41 W/kg,高频铁损P1.0/400为17.36 W/kg,磁感应强度B5 000为1.638 T,抗拉强度为685 MPa。     

Al-5Mg-3Zn-1Cu铝卡钳壳体的倾转铸造模拟与试制

针对Al-5Mg-3Zn-1Cu铝卡钳壳体的倾转铸造工艺，利用ProCAST软件对铸件充型和凝固过程进行模拟，分析缺陷形成原因。对卡钳壳体结构进行优化，扩大铝液流动和补缩通道，并进行数值模拟和试制验证。结果表明，优化后的铸件实现了顺序凝固，避免形成孤立液相区并消除了缩孔缺陷。采用倾转铸造工艺试制的Al-5Mg-3Zn-1Cu铝卡钳壳体铸件表面光洁，内部组织致密均匀，且无缩孔、缩松缺陷。