热处理对45钢煤矿巷道支护锚杆组织与性能的影响

研究了变形量、淬火温度、回火温度和回火保温时间对45钢巷道支护锚杆常温力学性能和显微组织的影响,分析了不同工艺条件下的微观组织演变规律。结果表明,随着轧制变形量的增加,锚杆的抗拉强度和屈服强度不断提高,而断后伸长率不断降低;随着淬火温度和冷却水流量的升高,锚杆的抗拉强度、屈服强度逐渐升高,而断后伸长率逐渐降低;随着回火保温时间的延长和回火温度的升高,锚杆的抗拉强度和屈服强度逐渐降低,而断后伸长率逐渐增加。调质热处理后锚杆的组织为回火索氏体和铁素体,较为适宜的淬火温度为810~830℃,回火温度为510~540℃,回火保温时间为15~30 min。     

预拉伸对高纯Al-Cu-Mg合金型材组织和性能的影响

采用室温拉伸试验、剪切试验、晶间腐蚀及透射电子显微镜观察等方法,研究了高纯Al-Cu-Mg合金型材淬火后预拉伸对其组织和性能的影响。研究结果表明:预拉伸处理可以提高高纯Al-Cu-Mg合金型材的强度,随着预拉伸变形量的增加,其屈服强度明显提高,伸长率逐渐降低;剪切强度随预拉伸变形量的增加而逐渐增加;预拉伸变形量对该合金型材晶间腐蚀最大深度的影响不明显;合金中的弥散相绝大部分为含Mn的弥散相,也有少量含Cr的弥散相。     

冷轧变形量对Mg-9Li-1Zn合金组织和性能的影响

采用显微组织观察、室温拉伸、硬度测试研究了冷轧变形量对Mg-9Li-1Zn合金在不同加工状态下显微组织和力学性能的影响。结果表明:铸态Mg-9Li-1Zn合金组织为α-Mg和β-Li的两相混合组织。随着冷轧变形量的增加,合金中α-Mg相和β-Li相逐渐被拉长,两相取向性越来越明显。在变形量80%的合金中,α-Mg相和β-Li相的组织明显细化,呈细条状分布。随着冷轧变形量的增加,合金的抗拉强度、硬度逐渐升高,伸长率逐渐降低。变形量80%的合金抗拉强度达到197MPa,硬度达到74.3HV,但伸长率降到9.0%。合金冷轧后200℃×1 h退火处理,合金的塑性明显改善,80%变形量轧制合金退火后伸长率达到24.1%。     

冷却速率对ZL205A合金组织结构和性能的影响

采用金相显微镜、万能试验机研究ZL205A合金在不同厚度冷铁激冷条件下冷却速率对合金凝固组织以及T5热处理后合金抗拉强度和伸长率的影响。实验结果表明:随着冷却速率的提高,合金的晶粒尺寸逐渐减小,T5处理后的抗拉强度最高达到445 MPa,屈服强度最高达到395 MPa,但是伸长率随着冷却速率的增加呈现逐渐减小的趋势。     

Si和Mn含量对超高强度热成形钢组织和性能的影响

采用OM、SEM、EBSD和TEM等技术,研究了Si、Mn含量对超高强度热成形钢在相同的轧制和模拟热冲压成形工艺处理后的组织和性能的影响。结果表明,Si、Mn含量对热成形前轧制态钢的组织和性能有较大影响,在其它成分相同的情况下,随着Mn含量(质量分数)由0.57%增加到1.21%,实验用钢的屈服强度由552 MPa提高到751 MPa,抗拉强度由757 MPa提高到1124 MPa,组织由贝氏体+铁素体+珠光体转变为马氏体+贝氏体。随着Si含量由0.25%增加到0.38%,实验用钢的抗拉强度逐渐升高,屈服强度和伸长率呈波动趋势。在950℃保温5 min相同的工艺条件下模拟热冲压淬火实验后,4种钢的组织均为马氏体,但马氏体的精细结构各不相同,平均亚晶粒尺寸大小不一;含0.34%Si和1.21%Mn的钢B的综合力学性能最优,其屈服强度为1161 MPa,抗拉强度为1758 MPa,伸长率为6.5%,且热冲压成形后的组织为细小的板条马氏体,马氏体板条上有大量的位错,且只有少量的碳化物析出。基于本研究成分设计的超高强度热成形钢,其热冲压成形前的组织和性能与热成形后的力学性能无明显相关性,只是最终的马氏体精细结构略有差别,有利于工业化批量试制零件的性能稳定性控制。     

热冲压保温温度对22MnB5钢Al-Si镀层微观组织的影响

Al-Si镀层热冲压用钢越来越多的被应用于汽车行业,为探究冲压前的再加热工艺对Al-Si镀层微观组织的影响,对22MnB5冷轧基板进行了热浸镀实验,利用扫描电镜、激光共聚焦显微镜、辉光光谱仪、电子探针、X-射线衍射仪研究了在不同保温温度下Al-Si镀层微观组织的演变规律。结果表明：随保温温度的升高,镀层Fe含量逐渐升高,其质量分数最高可达到50%以上,在900℃以上时Al、Fe的质量分数比基本固定;Al元素向Fe基体渗透的深度可达30μm;镀层中的物相包括Al-Fe二元合金相、Al-Fe-Si三元合金相。     

淬火-配分热处理对隧道钢拱架组织与力学性能的影响

利用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪和力学试验机等,研究了淬火-配分热处理对隧道钢拱架显微组织和力学性能的影响。结果表明,不同淬火温度和配分时间下试验钢的组织都为板条马氏体+残余奥氏体,且随着淬火温度的升高,板条马氏体含量变少、板条更加粗大,而残余奥氏体含量增加;配分时间为20~600 s试验钢中没有明显碳化物出现,随着配分时间的延长(20~3600 s),残余奥氏体含量呈现先增加而后降低的趋势;随着淬火温度升高,试验钢屈服强度和抗拉强度逐渐降低,而最大力下总伸长率和断后伸长率逐渐升高;在配分时间为20~120 s,试验钢的屈服强度和抗拉强度都会随配分时间的增加有所降低,而最大力下总伸长率和断后伸长率有所升高;继续延长配分时间至600 s及以上,试验钢的抗拉强度有所上升,而塑性略有降低。     

铜锰合金热处理组织性能研究

对热轧开坯后的铜锰合金板材在不同温度进行退火,分别采用淬火和炉冷方式进行冷却,研究退火温度和冷却方式对该合金组织和性能的影响。结果表明:合金热轧组织为回复状态,存在大量絮状组织。随着淬火温度的增加,合金的再结晶率逐渐增加,絮状组织逐渐减少。不同温度炉冷后,该合金组织中存在大量沿轧制方向分布的絮状组织,随温度升高,絮状组织逐渐粗化。合金热轧、850℃退火后为γ单相组织;650℃退火后,组织中出现α-Mn相。铜锰合金随淬火温度升高,强度逐渐降低,伸长率显著升高;炉冷处理后,合金强度高,伸长率较低。采用700~850℃淬火处理时,锰铜合金具有优异的塑形成型性能。     

淬火温度对C-Mn-Si-Al高强钢组织与力学性能的影响

对C-Mn-Si-Al高强钢进行了不同温度淬火+回火试验,采用SEM、XRD、拉伸试验等研究了不同温度淬火对C-Mn-Si-Al钢组织及力学性能的影响。结果表明:660～780℃不同温度淬火+回火的C-Mn-Si-Al组织主要为马氏体+铁素体+残余奥氏体。随着淬火温度的升高,C-Mn-Si-Al试验钢中奥氏体含量先增加后减少,740℃淬火+回火的C-Mn-Si-Al试验钢中奥氏体含量达到最大值,为33.5%。随着淬火温度的升高,C-Mn-Si-Al钢的强度逐渐升高,伸长率和强塑积先升高后降低,740℃淬火+回火的C-Mn-Si-Al试验钢的强塑积达到最大值15089.2 MPa·%。     

980 MPa级热浸镀钢的新型淬火配分工艺及组织性能

针对980 MPa级热浸镀钢,在C-Mn-Si-Al系成分设计基础上,开发了一种以高淬火温度(Ms点以上)为特征的新型淬火配分工艺(High-quenching-temperature quenching and partitioning,HQ&P),并与传统的一步过时效工艺(Quenching and austempering,QAT)相比较,分析不同热处理工艺下的组织结构与力学性能变化规律。试验结果表明,试验钢组织为临界区铁素体、贝氏体和马奥岛复相结构。一步过时效工艺下,随退火温度的增加,铁素体含量逐渐减少,贝氏体含量逐渐增加;高温淬火后配分处理的两步工艺下,试验钢发生了两次贝氏体转变,最终贝氏体含量更高,组织更加均匀且含有少量的残留奥氏体。在HQ&P工艺下,试验钢获得最佳的力学性能,即抗拉强度1005 MPa,伸长率26.1%。     

热处理对高强建筑钢组织和性能的影响

对试验钢进行了不同的两相区直接淬火+回火处理。对试样显微组织进行了观察,并对力学性能进行了检测,研究了淬火温度和回火温度对试验钢组织和性能的影响。结果表明,钢板回火显微组织以多边形铁素体+岛状回火马氏体为主。随着直接淬火温度的升高,回火马氏体含量增加,铁素体含量减少,组织中少量珠光体逐渐转变为贝氏体;屈服强度和抗拉强度均升高,屈强比先保持恒定后有所升高,伸长率逐渐下降,冲击功则是先大幅降低后几乎不变。当回火温度低于400℃时,马氏体形态没有明显改变;当回火温度超过500℃时,马氏体岛开始分解,碳化物析出量增加。随着回火温度升高,抗拉强度几乎呈线性降低,屈服强度则先升高后降低,屈强比升高,伸长率和冲击功先下降后提高。     

热浸时间对纯锌和含锌RE合金镀层力学性能的影响

研究了热浸时间对Zn-11%Al-3%Mg-0.2%Si-0.02%RE合金镀层中元素分布、厚度的影响,及对IF钢抗弯曲强度和镀层硬度的影响。结果表明:镀层的厚度随热浸镀时间的增加而增大,同时镀层中间过渡层的厚度随时间增加而增大;随着热浸镀时间的延长,纯锌镀层和合金镀层试样的抗弯曲能力都呈下降趋势,且合金镀层试样下降的更为明显;随着热浸时间的延长,纯锌镀层的硬度减小,而合金镀层的硬度增加。Zn-11%Al-3%Mg-0.2%Si-0.02%RE合金镀层的综合力学性能优于纯锌镀层的。     

引线键合中材料参数对硅基板应力状态的影响

利用＂热—力—超声＂增量耦合有限元模型,对采用不同引线（金,铜）以及采用铜引线在不同银镀层厚度（48,1,6μm）条件下的键合过程进行了模拟.结果表明,在其它条件不变的情况下,金引线键合过程对硅基板内应力状态的影响远小于铜引线,且应力集中的位置更接近键合中心;随着镀层厚度的增加,基板所受到的压应力逐渐减小,但基板所受到的最大压应力在硅的抗压力范围之内;同时基板所受到的剪应力也逐渐减小,由于剪应力是硅基板损坏的决定性因素,因此采用厚度为16μm的镀层对减小基板损坏更有利.     

机械齿轮钢渗碳热处理变形行为研究

以20Cr2Ni4A和钒微合金化的齿轮钢为对象,研究了其在不同淬火方式下的变形行为,并分析了渗碳热处理过程中渗碳深度与组织演变规律。结果表明,随着淬火方式从空冷到水冷再到油冷,齿轮用钢的平均变形率逐渐上升。油淬热处理后齿轮钢的有效硬化层深度大于空淬热处理。经过油淬处理后,齿轮钢组织中含有细小的马氏体组织,使得其显微硬度高于具有贝氏体+马氏体组织的空淬处理齿轮钢。     

钛合金体育器械的超塑性变形行为研究

对钛合金体育器械进行了超塑性变形行为研究,分析了不同变形温度和应变速率下合金的断后伸长率、显微组织的变化规律,并分析了超塑性变形机理。结果表明,变形温度的升高或应变速率的降低可使得试验合金的断后伸长率增加,不同温度和应变速率下合金的断后伸长率都超过了100%;随着变形温度的升高,合金中α相的数量逐渐减少,形态也逐渐从沿变形应力方向拉长的长条状向短棒状或者等轴状转变;随着应变速率的降低,合金中α相的尺寸逐渐增大,且β晶粒逐渐从沿应力方向拉长状转变为等轴状,β相小角度晶界数量也呈现逐渐减少的趋势;试验合金超塑性变形的主要机制为位错运动,而少量再结晶晶粒的产生并不是超塑性的主要机制。     

RE对热浸镀铝镀层组织及耐腐蚀性能的影响

研究了混合稀土(RE)对45钢热浸镀铝镀层微观组织和耐蚀性能的影响。结果表明,45钢热浸镀铝镀层由外层的Al层和内层的过渡层组成,过渡层与基体呈锯齿状冶金结合。当RE加入量不超过0.5%时,随RE加入量增加Al层厚度逐渐减小,当RE加入量超过0.5%后Al层厚度又增加。过渡层厚度则先增加(0.0%～0.1%RE)后逐渐降低。RE能细化热浸镀铝层中FeAl3相。动电位极化曲线测试及耐蚀性试验表明,RE加入量0.5%的热浸镀试样耐蚀性效果最好,耐盐水腐蚀失重试验中其耐蚀性约为45钢基底的4倍,热浸镀纯铝的2倍。     

Ni和Ti协同作用对Q235钢热镀锌层组织性能的影响研究

研究了锌池中微量合金元素Ni和Ti协同作用对Q235钢热浸镀锌层组织性能的影响。将Q235钢分别在Zn-0.03%Ni-0.02%Ti、Zn-0.06%Ni-0.02%Ti、Zn-0.06%Ni-0.03%Ti、Zn-0.06%Ni-0.04%Ti以及Zn-0.05%Ni-0.03%Ti锌池中热浸镀0.5~5 min,然后用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析仪分析了镀层组织结构及厚度的变化。实验结果表明,锌池中添加0.03%Ni-0.02%Ti基本能抑制Q235钢合金层的Fe-Zn反应,且随Ni或Ti含量的增加,抑制效果更加明显。但是当Ti含量大于0.03%时,镀层中会形成溶解有少量Ni的Zn-Fe-Ti三元化合物,且随Ti含量的增加,三元化合物的量也逐渐增加。     

Al-Si镀层热冲压钢的研究现状

热冲压成形解决了钢材强度与成形性之间的矛盾,目前抗拉强度超过1 500 MPa的汽车零件只能通过热冲压工艺生产。为避免钢板在热冲压加热过程中的氧化与脱碳,通常在钢板表面涂镀一层Al-Si合金。结合Al-Si镀层热冲压钢的研究现状,综述了热冲压过程中Al-Si镀层微观组织演变及其对热冲压钢弯曲韧性的影响机理。奥氏体化加热过程中,Al-Si镀层与钢基体发生Fe、Al、Si元素相互扩散,镀层组织转变为由Fe-Al或Fe-Al-Si金属间化合物组成的多层结构,部分基体组织转变为富Al的α-Fe相互扩散层。Al-Si镀层通常会降低热冲压钢的弯曲韧性,目前学术界对Al-Si镀层降低热冲压钢弯曲韧性的原因尚未形成统一的认识,主要解释有：(1)镀层中裂纹尖端产生的应力集中促进了裂纹在基体的扩展;(2)奥氏体化过程中镀层与基体界面迁移导致的界面C富集使界面处容易产生裂纹。Al-Si镀层对热冲压钢弯曲韧性的影响机理以及提高Al-Si镀层热冲压钢弯曲韧性的方法尚需进一步研究。     

形变热处理对2024铝合金组织及性能的影响

以2024铝合金为对象,研究了形变热处理工艺对合金显微组织、抗拉强度和伸长率的影响。结果表明:在相同时效处理条件下,随着铝合金变形增加,合金晶界处第二相粒子数目逐渐增加;在相同的变形下,较长时效时间处理的2024铝合金具有较高的抗拉强度和较大的伸长率;在相同时效下,随着变形的增大,铝合金的抗拉强度先增大后减小,当变形为40%时铝合金的抗拉强度达到最大,而伸长率随着变形的增大逐渐降低。     

脉冲电流淬火对生态建筑用钢组织与性能的影响

研究了脉冲电流作用时间、脉冲电流和脉冲次数对生态建筑用钢组织与性能的影响,分析了脉冲电流淬火的作用机制。结果表明,热轧态建筑用钢的铁素体和珠光体组织,在电脉冲处理后转变为马氏体,且随着脉冲次数的增加,马氏体组织不断粗化;随着脉冲时间和脉冲电流的增加,硬度和强度呈现先增加而后降低的趋势,而断后伸长率逐渐降低;脉冲次数的增加会降低试样的硬度、强度和断后伸长率;试验钢的适宜的脉冲电流淬火参数为:脉冲时间120 ms、脉冲电流50 k A、脉冲次数1次;最优脉冲电流淬火工艺下建筑用钢的综合力学性能优于传统淬火态试样,主要作用机制为相变强化和细晶强化。