马氏体-奥氏体复合钢复合层数对组织性能的影响

 开发更高性能的钢铁材料是促进“双碳”目标达成的有效途径之一。引入碳扩散是制备超高强度-高塑性复合钢的有效方法。在课题组前期研究基础上,利用真空热轧的方式制备不同层数的复合钢。通过增加层数,减小了复合钢内各层的厚度,复合钢在1 150 ℃热轧复合后继续保温过程,实现碳元素从高碳层向低碳层的扩散。利用扫描电子显微镜、FEI-透射电子显微镜及X射线衍射仪对组织及相组成进行了分析,利用电子探针显微分析仪测量了元素分配情况,并进行了硬度和拉伸性能测试。结果表明,随着层数的增加,复合钢内碳元素分布发生了明显的变化,马氏体层内部的碳含量逐渐升高,奥氏体层内部的碳含量逐渐降低,碳元素浓度差逐渐降低。同时,复合钢的屈服强度、抗拉强度和总伸长率呈现出先增加后降低的趋势。当复合钢内层数为9、11层时,其强度和塑性均超过单层马氏体钢;均匀伸长率随复合钢层数的增加而逐渐提高,15层复合钢取得了最大值(约10.1%)。9层复合钢获得了最佳的强度和塑性组合,与单层马氏体钢相比,抗拉强度(1 733 MPa)和伸长率(23.6%)分别提高了60 MPa和7.1%;同时其塑性也超过了单层奥氏体钢。此外,随着层数的增加,也导致奥氏体层比例逐渐提高,导致15层复合钢的强度低于单层马氏体钢的强度。     

GCr15SiAlMo贝氏体轴承钢球化退火工艺研究

通过对新型无碳化物贝氏体轴承钢-GCr15Si Al Mo的球化试验研究,优化出一种适于轴承钢的循环球化退火新工艺。利用扫描电镜对球化后的显微组织进行观察,用X射线衍射仪对碳化物类型进行分析。结果表明,GCr15Si Al Mo无碳化物贝氏体轴承钢具有优良的碳化物球化特性。试样通过四周期的循环球化退火(大约6 h)后,组织中的碳化物基本球化完全,但是在700℃等温10 h的普通球化退火处理试样中仍存在大量的片状碳化物,由此证明,循环球化退火工艺比普通球化退火工艺的球化速度更快,球化更完全。球化处理后钢中碳化物的平均直径均达到了0.55μm以下,直径在1μm以下的碳化物百分比在93%以上,甚至达到99%。同时研究表明,Al可有效提高轴承钢的A1点,抑制球化过程中网状渗碳体的生成,并且适量的Al还能够改善轴承钢的球化特性,抑制碳化物的长大。     

70Si3MnCrMo钢中贝氏体及其回火稳定性

对一种新型70Si3Mn Cr Mo钢进行了等温和连续冷却贝氏体相变热处理。利用拉伸和冲击试验研究试验钢的力学行为,利用XRD、SEM和TEM等方法对试验钢进行了相组成分析和微观组织形貌观察。研究结果表明,试验钢经等温贝氏体相变,其最佳综合力学性能出现在200℃回火,强塑积为26.4 GPa·%。经连续冷却贝氏体相变,其最佳综合力学性能出现在300℃回火,强塑积达到28.6 GPa·%。回火温度较低的情况下,热处理后的组织为由贝氏体铁素体和残余奥氏体组成的无碳化物贝氏体组织,这种无碳化物贝氏体由超细贝氏体铁素体板条而获得超高强度,由一定量的高碳残余奥氏体来保证较高的塑性和韧性。试验钢经连续冷却贝氏体相变,其贝氏体铁素体板条中出现了超细亚单元,并且残余奥氏体呈薄膜状和小块状两种形态分布于贝氏体铁素体板条之间,这两种形态残余奥氏体的稳定性不同。拉伸试样在变形过程中残余奥氏体持续发生TRIP效应,直至全部残余奥氏体都发生转变生成应变诱发马氏体,从而使钢得到更好的强、塑性配合,表现出十分优异的综合性能。     

高密度脉冲电流对服役后期高锰钢辙叉组织结构的影响

用高密度脉冲电流对服役后期的高锰钢辙叉进行表面处理,研究了对其组织结构的影响。结果表明,在较低的温度下（786 K）辙叉发生再结晶,再结晶晶粒尺寸约为29.3μm,远比处理前的晶粒尺寸小,处理后的显微硬度显著降低。在高密度脉冲电流作用下,位错运动能力、原子的扩散能力以及振动频率都提高了,从而使再结晶的形核速率显著提高,...     

混凝土面板堆石坝面板表层止水机械化施工技术

国内外面板堆石坝的面板接缝表层止水通常采取的措施为在预留的V形槽内嵌填柔性填料,并在填料外部设盖板对填料加以保护.若采用手工嵌填,质量不易控制.第二代柔性填料挤出机在一代的基础上进行了改进和完善,其挤出速度以可达到20～120m/h,挤出成形的填料外形美观、内部密实,且通过螺旋挤压加热后,既粘且软,可以很好地与混凝土面和盖板粘接,显著提高了施工质量和施工效率,降低了工人劳动强度.在温泉水电站混凝土面板堆石坝表层止水施工中全面使用,取得了良好效果,具有很好的推广前景.     

用纳米压痕法研究玻璃表面复合薄膜的力学性能

采用溶胶凝胶法在玻璃基体上制备了CeO2-TiO2单层膜、TiO2-SiO2单层膜和CeO2-TiO2/TiO2-SiO2双层膜,采用纳米压痕和划痕法对薄膜的机械性能(纳米硬度、弹性模量、临界载荷、摩擦系数)进行了分析.实验结果表明,双层膜与玻璃基体的附着力以及弹性模量、硬度等指标均大于单层膜,由TiO2-SiO2组成的内层,对强化附着力起到了关键作用.     

氧化铝/莫来石复合陶瓷断裂行为研究

用X射线衍射方法测定了氧化铝/莫来石复合陶瓷的残余应力,并通过计算加以验证。在莫来石含量比较小的情况下,氧化铝/莫来石复合陶瓷基体拉应力与莫来石体积含量成线性关系。通过模型分析了氧化铝基体和莫来石颗粒的应力状态及其对裂纹扩展的影响。由莫来石颗粒引入的基体拉应力使裂纹倾向于向晶内扩展。观察了氧化铝/莫来石复合陶瓷断裂方式的转变,计算了穿晶断裂比率与基体应力的关系,进而建立了莫来石含量、基体应力、穿晶断裂比率三者的对应关系。这为复合陶瓷材料的制备和性能分析提供了可靠基础。     

高锰钢辙叉材料研究进展

全面论述了高锰钢作为铁路辙叉材料120多年的研究发展历程,并主要讨论在实际铁路线路上应用的高锰钢材料。在此基础上,作出了适合于高速、重载和跨区间无缝铁路线路的高锰钢辙叉材料的研究展望。     

铝含量对钢渗碳动力学和贝氏体相变动力学的影响

采用井式渗碳炉和Gleeble3500型热模拟试验机测试了4种不同铝含量贝氏体钢的渗碳动力学和贝氏体相变动力学,研究了铝含量对其渗碳及贝氏体相变动力学的影响。结果表明:该钢的渗碳动力学方程为ξ=e(11.3-Q/RT)τ0.5,改变钢中铝含量对钢的渗碳动力学没有明显影响;随钢中铝含量增加,其贝氏体相变驱动力增大,使贝氏体转变加快,CCT曲线向左上方移动。