低碳钢中第2相NbC_xN_(1-x)的x值

采用现有计算方法,对低碳钢中铌的碳氮化物NbCxN1-x中的x值进行了理论计算.计算结果表明,NbCxN1-x中的x值主要受成分和温度的影响,随钢中C含量增大、N含量减小而增大,随温度的升高而减小之.通过与相关实验结果比较发现:在一定的成分、温度范围内计算结果与之符合良好;对于超出该范围的Nb微合金化低碳钢,计算结果可作参考.给出了温度和范围成分分别为1050～1250℃和0.10%C-0.005%N-0.20%Nb～0.20%C-0.005%N-0.20%Nb.     

先进机械制造用结构钢的发展

先进机械制造用钢是先进制造业发展的基础,今后十年将是我国机械制造用钢产量及质量迅速发展乃至机械装备制造业迅速发展的重要时期。先进机械制造用结构钢应具有优良的力学性能、加工性能及服役性能。综合评述了渗碳钢、调质钢、非调质钢、超高强度钢、弹簧钢、轴承钢以及其力学性能、加工性能、服役性能方面的进展。     

Mo微合金化对82B高碳建筑用钢组织和力学性能的影响

采用金相显微镜、硬度计、万能拉伸试验机、扫描电镜等设备对含0.02%～0.11%Mo 82B钢（0.82%C,0.20%Cr）Φ12.5 mm轧材（终轧950℃,水冷至650℃,空冷）进行了显微组织和力学性能的测定,并利用JMATPRO技术对试验钢的CCT曲线模拟。结果表明:当Mo含量由0.02%提高至0.11%时,（1）82B试验钢脱碳层深度均在0.12 mm以下,HV硬度值由305小幅提高至317;（2）索氏体含量由94%降至89%,索氏体片层明显细化,屈服强度由655 MPa增至771 MPa,抗拉强度由1 054 MPa增至1 139 MPa,断面收缩率由38%增至52%,延伸率无明显变化,约为12%;（3）微量Mo的高温强化作用明显,在600℃时屈服强度由316 MPa增至369 MPa,抗拉强度由358 MPa增至399 MPa。     

铝合金环形零件形/性一体化制造技术

铝合金环形零件作为关键连接、传动、回转和支承部件在重型运载火箭贮箱、风电设备的轴承套圈及齿轮环、压力容器和核反应堆的加强圈等重大装备制造领域应用非常广泛.铝合金环形零件的生产是一个高能耗的热加工过程,现有生产工艺主要有两种:(1)厚板轧制-弯卷-对半焊接成形,环件焊接部位缝组织为弱性能区,无法满足在重载、冲击、高低温和强腐蚀等极端恶劣条件下长期稳定服役时的要求;(2)圆铸锭坯-多向锻造制坯-马架扩孔或环件辗扩,工艺流程冗长,辗扩前开坯、锻造和冲孔工序设备资金投入巨大,多次加热导致能源消耗和材料浪费严重,不利于环境友好型生产.深空探测领域铝合金环件存在几何尺度大、形状精度高、结构刚度低和服役环境苛刻等技术挑战,目前已实现Φ3 m～Φ10 m级大型铝合金环件辗扩生产.环件辗扩过程中的传热-变形-组织演变耦合行为使得环坯经历了多场、多因素作用下多道次、连续局部加载与卸载、不均匀变形和微观组织复杂演变历程.为了实现铝合金环件的辗扩成形,一是要使环件自身整体刚性和辗扩过程稳定,即"控稳";二是要使环件直径扩大与截面充填协同进行,同步获得径-轴向尺寸、截面轮廓及几何精度,即"控形";三是要使成形环件达到所要求的内部组织状态和各向性能,即"控性".铝合金环形零件用环坯的制备是铝合金环件辗扩成形及其形/性一体化调控的基础,采用多向锻造变形技术可以有效细化大规格圆铸锭的粗大组织、破碎网状共晶化合物,实现组织改性,为后续辗扩过程提供优质环坯.通过开发铝合金环件双向辗扩智能建模仿真方法和基于力控的铝合金环件双向辗扩工艺路径智能仿真优化方法,解决了矩形/异形截面环件径-轴向变形区不协调、环件刚度弱及辗扩过程失稳等问题,实现了各轧辊运动的协调匹配和基于目标驱动的自动调控.利用辗扩成形后的形变强化和热处理时效析出强化改性技术,可以进一步提高环件强度和消除残余应力,使环件径向、轴向和周向均具有优良的性能.针对现有技术的不足,本文提出了环形零件短流程铸辗复合成形技术,将砂型铸造或离心铸造获得的环形铸坯加热后直接进行辗扩,在热辗扩过程中同时实现环形铸坯几何尺寸精度要求和组织与性能改善,揭示了基于织构演变的铸坯环件在热辗扩成形中的微观组织和性能控制机制,可为铝合金环件及铝基双金属层状复合环件的短流程形/性一体化制造提供理论指导.本文基于铝合金环形零件形/性一体化制造技术的研究现状,从铝合金环形零件用环坯的制备技术、铝合金环件辗扩成形技术和铝合金环件辗扩过程中组织与性能协同调控技术研究等方面做简要评述,着重阐述铝合金矩形/异形截面环件形/性一体化控制的技术挑战,提出铝合金环件制造技术的发展趋势及研究重点,以期推动铝合金环件/铝基双金属层状复合环件短流程制造过程中形/性一体化调控理论与技术的发展.     

Mo微合金化对82B钢高温力学性能及显微组织的影响

研究了添加Mo（质量分数）为0.02%、0.04%、0.07%、0.11%的82B钢对不同温度下高温拉伸后的组织和性能的影响及Mo对82B高碳钢的强韧化机理。结果表明：（1）200～300℃高温拉伸时,4组试验钢力学性能较好,300℃达到峰值,Mo为0.11%试验组最优,抗拉强度由1 139 MPa增至1 192 MPa,屈服强度为736 MPa,略有降低,伸长率与断面收缩率均有显著提高,分别为22%和72.9%。相较于Mo为0.02%试验钢,虽屈服强度下降约5%,但抗拉强度升高5%,伸长率、断面收缩率大幅增加,且塑性随Mo含量同步提高,随着温度继续升高,由于材料开始软化,各项力学性能均呈下降趋势。（2）Mo为0.02%和0.04%时,显微组织除渗碳体随拉伸温度的提高逐渐增多外,索氏体与珠光体未出现明显变化,与室温相同,当Mo增至0.07%和0.11%时,索氏体、珠光体团逐渐细化且分布均匀。同时,4组试验钢在300℃高温拉伸时出现蓝脆现象,通过断口观察发现,有Al、Si等元素的夹杂物存在,且失效方式为韧性断裂,断口主要可分为剪切唇区和纤维区,剪切唇区的面积随着温度的升高逐渐缩小。     

低碳钢奥氏体中Ti夹杂溶解度积的分析

对低碳钢(含无间隙原子-IF钢)奥氏体中Ti的各类夹杂物固溶度积进行了计算和定性比较。结果表明,在不考虑其它因素影响的情况下,在950～1 250℃,TiN具有最小的固溶度积,TiC具有最大的固溶度积,而TiS和Ti₄C₂S₂则处其间。表明低碳钢在高温时优先析出的应该是TiN,其次是TiS和Ti₄C₂S₂,而TiC析出则处在最后。     

0.02～0.05Ti微合金化钢中Ti(C,N)的Ostwald熟化规律

对(%)0.2C、0.004～0.008N、0.02～0.05Ti微合金化钢中Ti(C,N)在850～1400℃的Ostwald熟化规律进行了理论计算。结果表明,1000℃以下碳氮化钛的粗化速率系数m小于1 nm/s~(1/3),1400℃为4～5nm/s~(1/3)。钢中氮含量相同时,相同温度下碳氮化钛的粗化速率随钢中钛含量的增加而增大,因而降低钢中钛含量对碳氮化钛的熟化过程明显有利。而相同钛含量时,相同温度下碳氮化钛的粗化速率随钢中氮含量的增加而显著降低,这表明电炉钢中碳氮化钛颗粒比转炉钢更不容易发生粗化。     

水热环境下Al-9.2Zn-2.4Mg-1.5Cu铝合金挤压板的固溶时效行为

对挤压后的Al-9.2Zn-2.4Mg-1.5Cu合金进行固溶时效处理,其中时效处理在水热环境下完成。采用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度计和万能材料试验机等研究了各状态下合金的微观组织和力学性能。结果表明,Al-9.2Zn-2.4Mg-1.5Cu铝合金挤压板经固溶后合金未发生再结晶,晶粒仍呈纤维状,但晶内出现大量亚晶结构,且随着固溶温度的升高,亚晶结构数量也在增加。其次,由于合金Zn含量较高,均匀化后仍残留较多低熔点T相,挤压后低熔点T相沿挤压方向呈链状分布,固溶后部分低熔点T相回溶。当合金固溶温度为475℃时,水热环境下随着时效时间的增加,合金的抗拉强度先增加随后减小,水热时效时间10 h时达到峰值,其抗拉强度为733.53 MPa,屈服强度为694.83 MPa,伸长率为13.00%。     

搅拌摩擦修复6061-T4铝合金裂纹的 组织和性能

采用搅拌摩擦方法对预制裂纹的6061-T4铝合金板进行修复，研究了表面裂纹和贯穿裂纹2种类型试样修复区的微观金相组织和抗拉性能及硬度分布.结果表明: 2种预制裂纹试样在合适的焊接工艺参数下，经搅拌摩擦修复后裂纹都能愈合.修复区晶粒由于动态再结晶，晶粒细化形成细小的等轴晶粒，裂纹修复后的试样抗拉强度能达到母材强度的78 %，表面裂纹试样的伸长率达到16.1 %、贯穿裂纹试样伸长率达到14.2 %，为韧性断裂；裂纹修复区的显微硬度的分布曲线基本呈现“W”形.