一种海洋平台用钢的组织与力学性能

通过金相分析、淬透性曲线测定、拉伸试验以及不同温度下的冲击试验,对一种低碳低合金海洋平台用钢的显微组织及力学性能进行了研究。试验结果表明,试验用钢具有良好的淬透性,临界淬透直径为120 mm。微合金化元素的晶粒细化及析出强化使试验用钢具有良好的综合力学性能,调质处理后屈服强度达到900 MPa以上,伸长率达到20%,-40℃冲击功达到200 J,韧脆转变温度低于-60℃。可满足大型海洋平台对材料性能的要求。     

预形变对Fe—Mn—Si合金γ=ε相变的影响

预形变强烈诱发Fe-Mn-Si合金产生γ→ε马氏体相变,预形变量较小时,形变诱发产生的γ→ε马氏体具有择优取向,同一晶粒内的ε马氏体片大多数取向相同;随预形变量增大,ε马氏体大量增多,ε马氏体片之间呈现交叉;预变量越,大将 叉现象愈严重,形变诱发的ε马氏体片的相互交叉是产生加工硬化的重要,原因之一,预形变对Fe-Mn-Si合金γ=ε相变过程的相变温度影响显著,随着预形变量的增大,合金的相变点Ms有不同程度升高,且含Si量越多,升高幅度越大;As和Af都明显升高,其升高幅度更为显著。     

经济型铁素体不锈钢与耐候钢异种金属接头的耐蚀性能

采用ER-309焊丝焊接了T4003与Q450NQR1耐候钢、Nirosta4003与Q450NQR1耐候钢两种异质接头,用金相方法分析了母材和接头的显微组织,通过盐雾腐蚀试验及电化学极化曲线测量对异种金属焊接接头的耐蚀性能进行了评价。结果表明,对T4003和Nirosta4003铁素体不锈钢同种金属所形成的焊接接头而言,焊缝的耐蚀性能均优于对应的母材,但热影响区的耐蚀性能变差。对T4003和Nirosta4003铁素体不锈钢与Q450NQR1耐候钢焊接形成的异质接头而言,焊缝的耐蚀性能下降。在盐雾状态下,同种金属焊接所形成的焊缝与母材的耐盐雾腐蚀性能水平相当,耐蚀性能较好;T4003和Nirosta4003不锈钢与Q450NQR1耐候钢焊接而成的异质接头腐蚀较为明显,尤其是耐候钢一侧的腐蚀较为严重,出现了大量的腐蚀坑。在异种金属所形成的焊接接头中,不锈钢母材、热影响区、焊缝以及耐候钢母材由于腐蚀电位差的不同形成原电池,致使耐候钢母材的腐蚀加剧。     

E级钢调质处理后的组织与性能

通过优化E级钢的调质热处理工艺,找到该钢调质后低温冲击性能提高的内在原因。并用光学显微镜对钢的显微组织进行分析,用拉伸试验机对经不同热处理后E级钢试件的拉伸性能和-40 ℃冲击性能进行检测。结果表明,在910 ℃淬火回火后,得到均匀的索氏体组织,冲击性能最佳。通过对冲击断口的观察和钢中碳化物析出行为的研究,指出E级钢调质处理后的韧性与碳化物的形貌与分布有关,低于550 ℃回火时,钢中的碳化物主要在板条边界和晶界析出,低温冲击性能低;高于550 ℃回火时,碳化物主要在晶内析出,呈粗粒状,且铁素体呈等轴状,冲击性能较高。     

FRICTION WELDING OF Zr55Al10Ni5Cu30 BULK METALLIC GLASS

采用摩擦焊对Zr₅₅Al₁₀Ni₅Cu₃₀块体金属玻璃进行了焊接, 当焊机主轴转速为4.0×10³---5.0×10³ r/min, 摩擦压力为80---100 MPa, 摩擦时间为0.2---0.4 s, 顶锻压力和保压时间分别为200 MPa和2 s时, 能够成功实施Zr₅₅Al₁₀Ni₅Cu₃₀金属玻璃的焊接. 用SEM, XRD和TEM观察分析未检测到晶化相, 焊缝处金属仍保持非晶状态. 金属玻璃的塑性在玻璃转变点T_g附近随温度变化很大, 在T_g以上具有良好的塑性变形能力, 这是实施摩擦焊焊接的重要基础.     

列车车钩用ZG25MnCrNiMo钢的冲击性能研究

研究火车车钩用钢ZG25MnCrNiMo经过不同调质工艺处理后-40 ℃的冲击性能.分别用金相显微镜、扫描电镜和透射电子显微镜观察和分析钢的微观组织、低温冲击断口形貌和钢中碳化物的析出行为.结果表明,ZG25MnCrNiMo钢在910 ℃淬火、550 ℃回火2 h得到均匀回火索氏体组织,冲击功最大.冲击功随回火温度的升高而增大.低于550 ℃回火,钢中的碳化物主要在板条界面呈连续析出,-40 ℃冲击功低;550～650 ℃回火,铁素体呈等轴状且碳化物分布于晶内,表现出高的冲击性能.     

同轴送粉金属激光3D打印熔池流动、成分分布以及组织生长数值模拟的研究进展

在“中国制造2025”、美国《国家先进制造战略计划》、欧洲航天局《惊奇计划》、日本《增材制造科研计划》、新加坡《工业增材制造项目》以及欧盟《3D打印标准化路线图》等全球新型制造技术迅猛发展的机遇下,金属激光3D打印融合了计算机辅助设计、材料加工与成形技术,以数字化模型文件为基础,通过软件与数控系统将特制材料逐层堆积固化,制造出实体产品,该技术日益成为国内外专家学者的研究热点。它与传统的对原材料进行切削、组装的加工模式不同,是通过材料累加的原理,从无到有地制造产品的新型技术工艺。也正是由于增材制造的这种技术特点,使得它受到全球的广泛关注,将可能会给传统的制造业带来一系列深刻的变革。其中同轴送粉式金属激光3D打印技术因具有成形尺寸大、可利用材料范围广、成形件的材料性能优异等特点,在航空航天、交通、医疗与能源等领域有着广阔的应用前景,成为金属增材制造主流的工艺技术。 3D打印熔池中存在着传热、对流、传质、气-液界面冶金反应以及固-液界面扩散等复杂的动态物理冶金过程。熔池的流体力学行为直接影响材料组织的均匀性以及致密性,因此,如何通过流体力学方法对熔池的流体动态过程进行模拟,建立熔池温度和流场的三维非稳态模型,并定量分析浮力、表面张力、粉末冲击力以及综合作用对3D打印过程温度场、速度场和熔池形态的影响是需要解决的关键问题。 数值仿真模拟是研究同轴送粉式金属激光3D打印熔池动力学过程的重要手段之一。目前,在关于同轴送粉式金属激光3D打印数值模拟和激光焊的数值模拟研究中,已包含较为全面的多尺度数值模型,例如光-粉耦合作用数值模型、熔池气-液界面和固-液混合区界面追踪模型、熔池瞬时变化的热场和流场分析模型、熔池中合金元素的分布过程介观模型以及基于相场法的熔池形貌和显微组织凝固元胞自动机模型等。 本文主要阐述国内外研究学者对同轴送粉式金属激光3D打印仿真模拟的研究进展,主要集中在3D打印过程中熔池瞬时变化的热场和流场分析、合金元素的分布过程以及熔池形貌和显微组织凝固等方面。由于数值模拟方法具有一定的通用性,为了更全面地介绍与同轴送粉式金属激光3D打印技术相关的数值模拟方法,本文也涉及了少量送粉式激光熔覆以及激光电弧填粉焊接等过程的数值模拟工作。     

多晶Fe—28Mn—4Si合金组织和形状记忆效应

以光学显微镜和透射电镜观察了Ｆｅ－２８Ｍｎ－４Ｓｉ合金的组织结构，并以弯曲法测定合金的形状记忆效应（ＳＭＥ）的大小，分析了多晶Ｆｅ－２８Ｍｎ－４Ｓｉ合金的组织结构及其与ＳＭＥ的关系，合金在室温下存在大量的层错和ε马氏体，ε马氏体这间及其与层错间呈现严重的交叉，以弯曲法测定了合金在Ｍｓ点以下和以上的ＳＭＥ，Ｍｓ以上无预存ε马氏体状态时所测得的ＳＭＥ远大于Ｍｓ以下有预存ε马氏体状态的ＳＭＥ，表明预存ε     

Zr55Al10Ni5Cu30块体金属玻璃的摩擦焊焊接

采用摩擦焊对Zr55Al10Ni5Cu30块体金属玻璃进行了焊接,当焊机主轴转速为4.0×103-5.0×103 r/min,摩擦压力为80-100 MPa,摩擦时间为0.2-0.4 s,顶锻压力和保压时间分别为200 MPa和2 s时,能够成功实施Zr55Al10Ni5Cu30金属玻璃的焊接.用SEM,XRD和TEM观察分析未检测到晶化相,焊缝处金属仍保持非晶状态.金属玻璃的塑性在玻璃转变点Tg附近随温度变化很大,在Tg以上具有良好的塑性变形能力,这是实施摩擦焊焊接的重要基础.     

预形变对Fe-Mn-Si合金γε相变的影响

预形变强烈诱发Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ合金产生γ→ε马氏体相变.预形变量较小时,形变诱发产生的γ→ε马氏体具有择优取向,同一晶粒内的ε马氏体片大多数取向相同;随预形变量增大,ε马氏体大量增多,ε马氏体片之间呈现交叉;预形变量越大,交叉现象愈严重,形变诱发的ε马氏体片的相互交叉是产生加工硬化的重要原因之一．预形变对Ｆｅ－ Ｍｎ－Ｓｉ合金εγ相变过程的相变温度影响显著,随着预形变量的增大,合金的相交点Ｍｓ有不同程度升高,且含Ｓｉ量越多,升高幅度越大;Ａｓ和Ａｆ都明显升高,其升高幅度更为显著．