TWIP钢Fe-23Mn-2Al-0.2C的组织及拉伸变形机制

研究了TWIP钢Fe-23Mn-2Al-0.2C固溶处理后的组织演变和拉伸变形行为,并对其变形机制进行了探讨。结果表明:随固溶温度升高,实验钢的晶粒尺寸逐渐增大,屈服强度和抗拉强度均降低,伸长率增大,强塑积先增大后减小,在900℃时达到最高;实验钢的拉伸变形呈现连续屈服,同时随固溶温度升高,加工硬化速率(dσ/dε)与真应变(ε)的变化关系由2阶段变为3阶段。通过OM和TEM观察显示,随着晶粒尺寸的增加,变形过程中形变孪晶数量增多,孪晶诱导塑性(TWIP)效应增大。     

TWIP钢中晶粒尺寸对TWIP效应的影响

冷轧TWIP钢经1073,1173,1273和1373K固溶处理10min后,得到了晶粒尺寸分别为7,13,30和63μm的奥氏体组织.拉伸实验表明,随着晶粒尺寸的增加,加工硬化速率(dσ/dε)与真应变(ε)的变化关系由2阶段变为3阶段.当晶粒尺寸大于30μm时,加工硬化速率与真应变关系中的第2阶段对应的应变长度随着晶粒尺寸的增加而迅速增加.当真应变为0—0.2时,加工硬化指数随真应变的增加而迅速增加;在随后的变形中,与上述4个晶粒尺寸对应的试样的加工硬化指数分别稳定在0.47,0.53,0.56和0.68.OM和TEM观察显示,随晶粒尺寸的增大,变形过程中形变孪晶数量增多.对于较大晶粒尺寸的试样,形变孪晶在拉伸变形过程中形核的临界应力较低,随变形量增加,形变孪晶可持续形成,使其加工硬化能力增加,从而增大了TWIP效应;相反,晶粒尺寸减小使变形过程中的形变孪晶形核临界应力增大,抑制形变孪晶的产生,从而减小了TWIP效应.     

TWIP钢在不同应变量下的亚结构

采用静态拉伸、金相、TEM等方法,对两种不同锰含量Fe-Mn-Si-Al系TWIP钢进行表征,研究了成分、应变速率以及应变量对孪晶、位错、层错等亚结构的影响.结果表明:孪晶形成的临界应变量εc与层错能、原始晶粒尺寸以及应变速率有关;两种钢在以10-4s-1的应变速率加载时孪晶体积分数的增长曲线符合Boltzmann模型S曲线关系,孪晶增长速度先增大后减小,Fe25Mn3Si3Al钢在ε＝0.2时孪晶增长速率达到最大,Fe30Mn3Si3Al钢在ε＝0.27时孪晶增长速率最大.Fe25Mn3Si3Al钢以10-2s-1的应变速率加载时,孪晶体积分数呈线性上升;TEM观察发现孪晶总是在高密度位错与层错区产生,位错、层错的塞积,位错、层错以及孪晶间的交互作用共同引起材料强度的提高.     

TWIP钢在不同温度变形的加工硬化行为

通过温控拉伸试验、光学显微镜、X射线衍射技术和透射电镜分析了在298、373、473、573 K温度下变形时,20Mn24Cr5Al2Ni2TWIP钢的力学性能和显微组织变化规律。结果表明,TWIP钢的强度随变形温度的升高而降低,伸长率在373 K变形时比298 K变形显著下降;在373～573 K变形时伸长率有上升趋势;温度升高,组织中形变孪晶的数量减少,孪晶交叉现象减弱。研究TWIP钢的加工硬化行为表明,TWIP钢在拉伸过程中的加工硬化指数n值随真应变的增加而增加,在低应变区温度升高n值增加。在298～373 K变形时,形变孪晶占主导作用,在473～573 K变形时,形变孪晶和动态应变时效共同作用。     

汽车用轻质TWIP钢的组织演变

研究中碳-高Mn系TWIP钢在固溶处理后的组织和力学性能。用OM、XRD、TEM和EBSD分析形变前后的微观组织演变规律和高强塑性产生机制。结果表明,形变孪晶密度随着变形程度的增加而增大,形变孪晶的渐进产生、细化起到细晶强化和延缓断裂的作用,使TWIP钢具有优异的综合力学性能和成形性能。     

退火温度对TWIP钢组织性能和氢致脆性的影响

采用电化学结合低应变速率拉伸实验(SSRT)的方法和OM、SEM等手段研究了退火温度对Fe-18Mn-0.6C TWIP钢充氢条件下力学性能和变形行为的影响,并探讨了各类微观组织结构对氢致脆性的作用。结果表明,TWIP钢晶粒尺寸随退火温度的升高逐渐增大,700℃退火板晶界处容易观察到(Fe, Mn)3C渗碳体。900℃退火获得的中等尺寸均匀晶粒的TWIP钢具有最高的强塑积。在电化学充氢和SSRT同时进行下,TWIP钢的强度和塑性大幅下降,随退火温度的升高,强塑积损失率(R)呈增大趋势。高温退火得到的大尺寸晶粒在变形中更容易产生形变孪晶,孪晶/孪晶交叉位置和孪晶/晶界交叉位置是氢致裂纹的主要来源。尽管相对低温退火得到大尺寸晶粒和界面处层错能(SFE)变化使TWIP钢在变形中不容易产生形变孪晶,但其局部粗大的碳化物与形变孪晶间产生的应力集中处极易形成空位,演化成裂纹源,使相对低温退火的TWIP钢本身塑性不高。低于800℃退火对TWIP钢提高氢脆抵抗力没有明显作用。     

Mn含量对Fe-Mn-C孪生诱发塑性钢拉伸变形行为的影响

利用室温单向拉伸实验,结合OM、TEM、SEM-EBSD等观察手段,对比研究了2种Mn含量(13Mn和22Mn,质量分数,%) Fe-Mn-C系高锰奥氏体孪生诱发塑性(TWIP)钢的拉伸性能、孪生演化规律及应变硬化行为。结果表明,随Mn含量的增加,钢的屈服强度与抗拉强度降低而断裂延伸率增加。在低应变时,Mn含量的增加延缓了钢中形变孪晶的形成;但在高应变时,Mn含量的增加加快了孪晶的形成速率,进而使高锰钢中的孪晶体积分数反而比低锰钢中的高。同时,形变孪晶的厚度随Mn含量的增加而增加。最后,对2种Mn含量的Fe-Mn-C系TWIP钢的孪生及拉伸变形行为进行了讨论。     

应变和应变速率对Fe-24Mn-0.5C TWIP钢亚结构的影响

采用图象分析软件分析研究了Fe-24Mn-0.5C TWIP钢在拉伸过程中孪晶数量随真应变的变化规律。结果表明:试验钢在拉伸过程中随着真应变的增加,孪晶数量明显增加,到真应变为3.7×10-1时,几乎整个奥氏体晶粒内都充斥着形变孪晶。另外研究表明,孪晶产生的门槛应变值εc与应变速率.ε有关,应变速率越小,孪晶产生门槛值εc越小。     

固溶处理对TWIP钢组织和力学性能的影响

用拉伸试验、金相观察、SEM和EDS等方法研究固溶温度和时间对TWIP钢微观组织、拉伸性能及断口形貌的影响,并采用X射线衍射仪测定材料的物相组成。结果表明,固溶温度和时间对TWIP钢塑性的影响程度明显大于强度,伸长率最佳的固溶处理工艺为1000~1050℃固溶60 min。随固溶温度的升高和固溶时间的延长,奥氏体晶粒长大,退火孪晶数量和退火孪晶界面积增加。拉伸时发生典型的延性断裂,拉伸前的组织为伴有大量退火孪晶的奥氏体,在拉伸过程中退火孪晶转变成形变孪晶,使TWIP钢的塑性提高。     

Fe-22Mn TRIP/TWIP钢拉伸过程组织、性能及晶体学行为分析

对Fe-22Mn-3Si-2Al高锰TRIP/TWIP钢拉伸变形后的组织、性能特点进行研究,利用EBSD技术分析了形变过程中马氏体相变的晶体学特点.结果表明,Fe-22Mn钢形变前含有大量硬度高于奥氏体的热致ε-M;拉伸变形后,热致ε-M转变为α’-M,ε-M与α’-M相变有明显的先后顺序,即具有不同步性.Fe-22Mn钢拉伸时TRIP效应和TWIP效应共存,具有良好的塑性和强度结合,且ε-M没有引起低温脆性.热致ε-M为倾转的基面取向,形变时易发生基面滑移,并发生少量86°<1120>孪晶,在出现30°<0001>误标后与ε-M基体形成93°<7253>取向关系.形变后α’-M取向绕<110>转动,变得漫散,形成"彗星拖尾"现象.同时,形变过程中奥氏体的取向也发生转动,产生绕<110>轴的小角度取向差.此外,原始奥氏体中的大量退火孪晶界对马氏体相变有促进作用.     

用EPR法评价奥氏体不锈钢的敏化程度——材质因素及敏化条件的影响

用电化学方法(EPR 法)研究了不同材料和各种敏化条件对奥氏体不锈钢敏化程度的影响,并采用摸拟贫铬区的 Fe-11%Ni-Cr(6～18%)钢,研究了 EPR 法的特性.发现对不含 Mo 的钢而言,贫铬区的铬含量在16%以下时,就发生再活化溶解,因此,EPR 法比 Strauss 法更灵敏。试验后试样表面的金相观察发现:在晶界或夹杂物周围,首先发生方向性侵蚀点,然后,连结成腐蚀沟.     

化学镀Ni-Cu-P合金工艺研究

通过实验数据及图表论述了化学镀 Ni- Cu- P的工艺条件 ,探讨了镀液的主要组成成分、镀液的 p H值、施镀时间对镀层中 Ni、Cu、P质量百分含量、镀层的沉积速度的影响 ,总结随工艺参数变化镀层成分变化的趋势及规律     

裂解炉对流段炉管爆裂分析

针对辽阳石化分公司烯烃厂F108裂解炉对流段炉管爆裂破坏进行了分析.结果表明，爆裂原因是由于炉管在高温下长期运行，管壁氧化腐蚀减薄并影响传热，同时管壁金相组织发生变化，使得炉管强度降低所致.     

钛合金应力腐蚀开裂机理的研究

用微电极法和 pH 试纸法直接测定了 Ti-5 Al-2.5Sn 和 Ti-5 Al-4V 在近中性3.5%wt.NaCl 水溶液中应力腐蚀裂纹顶端溶液的 pH 值,结果在1.7到2.0范围内。模拟实验的结果与上述结果一致。金相跟踪观察证明上述钛合金应力腐蚀裂纹的扩展过程是首先在裂纹前端的塑性区中形成若干小裂纹,然后主裂纹与小裂纹相对扩展并最后连通。用扫描电镜检查了应力腐蚀开裂(SCC)断口形貌。基于这些结果,作者提出并讨论了钛合金 SCC 的模型。     

灰色系统在缓蚀剂效果评价中的应用

结合灰色系统的建模方法来评价缓蚀剂效果，用灰色 预测GM(1，1)模型可以预测出缓蚀剂缓蚀效果的变化.该方法与线性回归法相比精确度高、使用方便，对缓蚀剂的评价与分析具有很强的实用价值.      

钢铁渗铝及渗铝钢的性能

铝原子向钢中的渗透,完全遵守Ｆｉｃｋ扩散定律;同时探讨了渗铝层耐氧化、耐腐蚀、耐磨损的机理。     

烟气湿法脱硫系统中热管的耐腐蚀实验研究

通过实验比较碳钢、不锈钢和搪瓷涂层在不同浓度的硫酸中的耐腐蚀性能，得出搪瓷涂层具有非常优秀的耐酸性，说明利用搪瓷的表面技术制作热管在改进空气预热器方面有良好的应用前景.     

周期式轧管机压下螺丝的可靠性设计

成都无缝钢管厂周期式轧管机是五十年代由国外引进的,投产二十多年来,随着轧管机产量、钢种、规格的不断扩大,轧管机压下螺丝及其传动装置已成为薄弱环节。本文应用概率统计理论对压下螺丝的强度及稳定性进行可靠性计算,为使用和改造提供一种计算依据,同时也可作为同类设备设计参考。     

铝合金激光焊接研究现状

概述了铝合金激光焊接的难点,分析了铝合金激光焊接的质量问题。针对质量问题提出了解决措施,并论述了铝合金激光焊接在国内外的应用。     

复合材料参数识别问题的计算方法

提出了一个复合材料性能参数识别问题的计算方法。该方法是通过运用有限元反分析理论和系统辨识技术建立起来的，当给出复合材料结构或者试件的位移测量值后，用所提出的迭代计算方法，可以计算出相关的性能参数。给出了加权最小二乘法的迭代计算公式和误差估计公式。详细讨论了迭代计算中的收敛性问题，并针对二种类型的复合材料板的性能参数进行了模拟计算，计算结果表明，所提出的方法对解决复合材料以及结构的性能参数识别问题是行之有效的