制样方法对钢铁材料纳米压痕测试的影响

为了研究制样方法对钢铁材料纳米压痕试验结果的影响,选取单相、多相、低碳、中碳和高碳等不同类型的钢种,分别进行了纳米压痕样品制备参数的探索。利用机械磨抛和电解抛光设备进行了样品表面抛光处理,比较了氧化物机械抛光及不同参数的电解抛光对样品表面状态的影响,通过真彩共聚焦扫描显微镜定量测定了样品表面粗糙度。随后,为检验样品制备的效果,利用纳米压痕仪分别测试了两种抛光方式得到的不同组织的纳米硬度和弹性模量。结果表明,氧化物机械抛光适合制备单相且试验压入深度超过500nm的样品;电解抛光能有效避免表面硬化层,在参数适当的条件下,既可以满足测试标准的要求,又可以进行多相区分,但是,电解参数不当时会导致组织假象,严重影响测试结果的准确性。同时,对制样效果的评价应考虑试验曲线的稳定性而不仅仅注重抛光样品的平均表面粗糙度。最后,给出了适用于低碳钢W1300、中碳钢SWRCH35K和高碳钢SWRH82B的电解抛光参数,可为类似钢铁材料纳米压痕测试样品的制备提供参考和借鉴。     

钛合金材料OIM试样的电解抛光及制备工艺

由于钛合金材料强度硬度较高，机械抛光通常不能去除试样表面的残余应变层，因而采用电解抛光是制备电子背散射衍射试样的理想方法。本研究通过正交试验进行优选，并对优选的电解抛光工艺参数进行调整，制定出了钛合金电子背散射衍射试样的快速制备工艺。     

TiAl合金的热暴露表面及其对室温拉伸性能的影响

对TiAl合金的标准拉伸试样分别进行700℃ 100 h和750℃ 100 h的热暴露处理,观察表明,机械抛光试样的表面具有规则的抛光痕迹,经700℃ 100 h热暴露后试样表面生成絮状氧化物,表面仍可见机械抛光痕迹,而经750℃ 100 h热暴露后,试样表面生成较厚的、均匀分布的氧化层,该氧化层的显微硬度显著高于基体的显微硬度。由于合金的层片组织存在取向性,因而在氧化层与基体之间存在富铝的过渡层,有利于阻止基体的进一步氧化。测试结果表明热暴露在一定程度上降低了原抛光试样表面的残余压应力水平。拉伸结果表明,热暴露后试样的室温拉伸塑性普遍明显下降。分析认为,热暴露后合金塑性的下降主要归因于试样表面残余压应力水平的降低而弱化了表面压应力对拉伸中表面裂纹萌生的抑制作用,750℃ 100 h热暴露试样承载能力的明显降低与拉伸中氧化层与基体的界面处出现的连续裂纹有关。     

石墨化碳素钢的冷压缩变形行为

利用Gleeble-3800热模拟试验机,在应变速率为1s~(-1)下,对以铁素体+石墨为组织特征的碳的质量分数为0.43%的石墨化碳素钢进行冷压缩变形试验。绘制了该钢的应力-应变曲线,并利用光学显微镜、场发射扫描电镜、显微硬度仪对不同压下量压缩试样中大变形区内石墨粒子的变形形态及其内部结构,以及铁素体的变形形态及其显微硬度进行了金相分析。研究结果显示,该钢在本试验条件下的应力-应变曲线中存在峰值应力,其峰值应力为645MPa,对应的即峰值应变为0.43;随着压下量的增加,压缩试样大变形区内石墨粒子、铁素体逐渐被压扁并呈纤维化,其中,变形石墨粒子的变形依靠石墨片层间的滑移变形、亚结构间的剪切变形以及压实石墨随铁素体基体流动的延伸变形来实现;铁素体的显微硬度随着压下量的增加而增大,呈逐渐硬化趋势,但峰值应力后的硬化程度减缓。结合铁素体的硬化程度以及变形石墨的内部结构,可以认为,峰值应力后,压缩试样大变形区的变形是以石墨变形为主,铁素体变形为辅(主要为协调石墨变形)的变形过程,这也是该钢应力-应变曲线中应力降低的原因之一。     

冷轧IF钢表面纳米化后的组织与性能

利用机械研磨处理（SMAT）在冷轧IF钢表面制备出具有纳米晶体结构特征的表面层．利用金相观察和透射电镜分析研究了表面纳米层的结构特征,测定了硬度沿厚度的变化,并分析了表面纳米化（SNC）对力学性能的影响．结果表明：（1）表面机械研磨处理后,冷轧（CR）IF钢表面形成了平均晶粒尺寸为7～9nm、晶粒取向呈随机分布的纳米晶组织;（2）表面层附近的硬度显著提高;（3）纳米表层的存在使得材料强化的同时成形极限也得到提高．     

纯钛的电解抛光方法

纯钛制金相样时,因为太软,易产生轻微的划痕,用一般的机械抛光方法效果不佳,而采用电解抛光方法效果良好。然而,电解抛光需要找到合适的电解液及工艺参数,特别是要找到一恒流区作为抛光工作区域,高于恒流区的上限,由于放出氧气形成气泡,打碎了抛光膜,会引起严重的点蚀,     

表面处理对钛镍合金丝材力学性能影响研究

对经过不同表面处理的钛镍合金丝材的力学性能进行了对比分析。研究表明：与酸洗及机械抛光相比，电解抛光可有效改善钛镍丝材的力学性能，而经电镀工艺处理后的试样则易发生氢脆现象，从而显著降低材料的力学性能指标。     

Ti-Mg复合脱氧对钢热影响区组织和冲击性能的影响

利用Gleeble-1500热模拟试验机进行焊接热模拟实验,研究16Mn钢经微Ti和Ti-Mg处理后焊接热影响区组织及冲击性能的变化,并利用扫描电镜和能谱分析法观察和分析实验钢的夹杂与冲击断口形貌.Ti和Ti-Mg复合处理试样的热影响区显微组织分别主要是晶界块状铁素体+晶界侧板条铁素体和晶内针状铁素体+晶界块状铁素体.经Ti处理后钢中夹杂物主要为5μm左右的TiO_x+MnS复合夹杂,经Ti-Mg复合脱氧后钢中夹杂物主要为2μm左右Ti-Mg-O+MnS组成的复合夹杂,且后者明显细化了钢中夹杂物尺寸.Ti-Mg复合脱氧试样中存在大量细小夹杂颗粒,一方面可钉扎裂纹,另一方面诱导形成了使大量针状铁素体,大焊接热输入条件下Ti-Mg复合脱氧试样热影响区冲击韧性明显强于单独Ti处理的试样.      

钛处理对EH36船板钢中夹杂物及组织特征影响

 为了研究结晶器喂钛线对EH36船板钢中夹杂物的影响,采用无水有机溶液电解分离提取钢中夹杂物,结合扫描电镜和能谱仪分析其三维形貌,尺寸和成分。试验结果表明,在结晶器喂钛线后,钢中硅铝酸钙夹杂物+外包裹MnS转变为硅铝酸钙钛+MnS夹杂物,三维表面从光滑转变为粗糙多孔的形貌。在焊接热模拟后的试样中,组织形貌从未加钛试样中的晶界铁素体和侧板条铁素体转变为钛处理试样中的针状铁素体,且夹杂物周围铁素体从块状转变为针状,韧性提高了70 J。通过热力学理论计算,分析船板钢中含钛氧化物夹杂物形成条件。计算结果表明,钛、铝与氧反应生成氧化物的过程存在竞争关系,当钢中钛质量分数为0.02%时,钢液中应严格控制铝质量分数不高于0.003 5%,才能保证钢液中大量生成含钛氧化物粒子。     

镜面抛光技术在奥氏体不锈钢产品中的应用

冷轧BA表面不锈钢在抛光装饰行业中作为镜面板加工基板得到广泛应用.着重介绍了抛光行业对镜面不锈钢表面的判定标准,并从抛光原理、设备、抛光溶液、工艺技术等方面介绍了电解抛光、化学抛光、机械抛光以及化学机械抛光等目前抛光行业最常见的四种镜面抛光技术;同时从设备要求、镜面板质量、加工效率、对环保影响等多方面对四种抛光技术的优劣进行了对比.收集了抛光镜面板过程中容易出现的缺陷,对其原因进行了分析,并提出了相应的解决方案.     

退火温度对440MPa级含铌型IF钢显微组织和力学性能的影响

以传统高强度IF钢为对比,用Gleeble-1500热模拟机研究了高C-高Nb 高强度IF钢再结晶行为,采用盐浴退火方法研究了退火温度对高C-高Nb高强度IF钢显微组织和力学性能的影响。实验结果表明,高C-高Nb 高强度IF钢再结晶完成温度比传统高强度IF钢约高20℃。再结晶完成后,高C-高Nb高强度IF钢铁素体晶粒长大倾向很小,晶粒尺寸比传统高强度IF钢明显细小。盐浴退火温度在870℃以上时,高C-高Nb高强度IF钢得到铁素体和贝氏体混合组织。为了保证高C-高Nb高强度IF钢得到较好的综合力学性能,退火温度控制在810℃-830℃为最佳。     

抛光时间和表面粗糙度对硬度测试数据的影响

本文讨论抛光时间和表面粗糙度对金属材料布氏硬度测试数据的影响。试验结果指出,随着样品抛光时间的延长,HB值波浪式地变化;随着表面粗糙度的降低,HB值逐渐变小。分析指出,前者与抛光过程中磨面金属的加工硬化和随后的消失、及其循环往复有关;后者则是由表面粗糙度降低后,磨面上加工硬化层的减薄引起的。上述变化规律还受金属材料原始硬度的明显影响。     

热轧S31603/Q370q不锈钢复合板界面特征分析北大核心CSCD

利用热模拟试验研究了热变形参数对热轧S31603/Q370q不锈钢复合板结合界面的显微组织、成分分布、显微硬度、厚比分配的影响。结果表明,S31603/Q370q复合板由不锈钢侧至碳钢侧的组织变化依次为不锈钢基体中的奥氏体组织、渗碳层、富集了大量C、Cr的过渡层、脱碳层和碳钢基体中的铁素体+珠光体组织;过渡层有碳化物形成,其硬度最高,脱碳层为铁素体组织,其硬度最低;随着热变形温度的升高,碳钢的厚比分配增加,不锈钢的厚比分配减小,过渡层硬度峰值降低,脱碳层宽度增加;随着总变形量的增加,碳钢、不锈钢的厚比分配成正比关系增加,过渡层硬度峰值升高,脱碳层宽度变窄。     

中间坯快冷技术对Q345A厚板表层组织和性能的影响

采用热模拟技术、力学性能测试技术和金相分析技术研究了中间坯快冷技术对Q345A厚板表层组织和性能的影响。结果表明:经过中间坯冷却+回温轧制后,在距钢板表层2mm内获得细化的铁素体组织,晶粒平均直径在1μm左右,弥散分布着少量珠光体。基体组织和常规TMCP轧制态相似,是块状铁素体与珠光体整合组织。中间坯快冷技术不会降低钢板基体的力学性能和低温韧性,钢板表层的硬度略高于心部。与常规的TMCP工艺相比,钢板具有良好的止裂能力。     

Effect of Roughness and Surface Hardening on the Mechanical Properties of Three-Layered Brass/IF Steel/Brass Composite

In this research, three-layered brass/IF steel/brass composite produced by cold roll bonding (CRB) process was investigated. The effect of roughness and surface hardening of each layer on the mechanical properties of three-layered composite were separately examined. For this purpose, five rotatory wire brush models were used in order to prepare the surfaces for CRB process. The peeling and shear punch tests were also used to evaluate the mechanical properties of samples. Finally, optical and scanning electron microscopes were used to evaluate the fracture surfaces. The chemical compositions were analyzed at the joint interface by an energy dispersive X-ray analysis. It was observed that, decreasing the diameter of the brush enhanced the roughness and surface hardening. However, the increase in roughness and surface hardening of brass were less than that of IF steel due to different wear mechanisms. The results showed that, at the same reduction, the bond and shear strengths of composite were enhanced by increasing the surface roughness of each layer. Also, increasing the brass surface roughness had more effect on the bond strength of the strips due to its vital role in bonding formation in CRB processing. Moreover, rising the surface roughness of IF steel in comparison to brass had more influence on the shear strength of the composite.     

逆相变退火中锰钢的组织性能与成形极限

摘要：分别通过SEM、XRD、单轴拉伸试验和FLD等方法对比研究了中锰钢（MMnS780钢）与DP780钢的微观组织、力学性能及成形极限。结果表明，DP780钢获得铁素体和马氏体双相组织，具有连续屈服及较大的加工硬化能力，而MMnS780钢由细小的铁素体和奥氏体构成，具有明显屈服、相对较小的加工硬化能力和较大的均匀伸长率；不同应变状态下MMnS780钢较DP780钢具有更高的极限应变。退火组织以及细小的晶粒尺寸使MMnS780钢产生明显的屈服现象，细小组织以及亚稳奥氏体的TRIP效应使其具有较高的塑性和成形性能。     

Ti2AlNb合金金相试样的制备方法

介绍了Ti2AlNb合金金相试样的制备方法,并描述了试样制备过程中研磨、抛光、浸蚀的技巧和辅材的选择方法。实验结果表明：在抛光过程中采用短绒毛的平绒织物和超细纤维眼镜布,并配合使用合适粒度的加有洗洁精的Cr2O3,抛光液进行粗抛和精抛,可快速制备高质量的金相试样;采用合适浓度的化学腐蚀液氢氟酸＋硝酸或氢氟酸＋过氧化氢溶液进行浸蚀后,可获得晶界轮廓清晰的加工态组织（口单相组织）或清晰的热处理组织（晶内的网篮组织和魏氏组织）。     

316L/X65双金属复合管焊接接头组织与性能

 采用钨极氩弧焊和手工电弧焊焊接316L/X65双金属复合管。利用光学显微镜、能谱仪、扫描电镜、力学性能测试及电化学测试等分析手段研究了复合管焊接接头的微观结构、化学成分、力学性能及电化学腐蚀性能。结果表明,过渡层焊缝的化学成分受到稀释较小,过渡层熔合线附近出现了元素迁移,不锈钢层焊缝与母材的化学成分基本一致;扩散层为类马氏体＋残留奥氏体,过渡层和不锈钢层焊缝均为奥氏体＋少量铁素体;在试验参数下,焊接接头各项力学性能优良、无缺陷;覆层焊缝与母材的电化学腐蚀性能相差极小。