中锰奥氏体基耐磨钢组织与性能研究

根据Ｍｓ点温度设计锰，碳成分，得到中锰奥氏体钢，通过水韧处理和回火，使工件达到度和韧性的最佳配合，并在随后的冲击磨损工作条件下，表面形成大量的形变α‘马氏体或ε马氏体，达到耐磨要求。根据试验结果，所研究的中锰钢有良好的效果，能满足使用要求。     

中锰奥氏体钢的铸造表面合金化

通过铸造表面合金化方法,使中锰奥氏体钢表面硬度提高.试验结果表明:经铸造表面合金化,钢的表面可形成厚度为7.2 mm,硬度为897HV的高铬铸铁复合层.复合层的组织中主要存在着共晶状碳化物、极细片状珠光体和铬的碳化物.     

医用钛合金表面纳米化组织与性能研究

针对近β型TLM钛合金试样表面进行了不同时间的高能喷丸处理,采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)以及显微硬度仪等对不同喷丸处理后的试样进行了组织观察和性能测试。研究发现,在喷丸的近表层发生了纳米化,形成了一定厚度的纳米晶层。喷丸处理时间越长,最表层的平均晶粒尺寸越小,晶粒尺寸沿着厚度方向有梯度变化,距喷丸表面越远,晶粒尺寸就会越大。同时纳米晶层的显微硬度相对于基体组织有大幅提高,显微硬度距表面距离越远,显微硬度越低,硬度的提升主要是由于表面晶粒细晶强化的作用所致。     

铝合金表面纳米化处理及显微结构特征

采用高能喷丸技术在1420铝合金上制备出纳米晶结构表层,利用X射线衍射仪、透射电子显微镜及高分辨电子显微镜研究由表层沿厚度方向的结构变化特征,并对硬度沿厚度方向的变化进行分析.结果表明:经过表面高能喷丸处理,样品表面形成了厚度约为20μm的纳米晶层,平均晶粒尺寸由约20 nm逐渐增加到约100nm;距表层约20～50 μm为亚微细晶层;表面纳米化的程度与塑性变形量有关;表面纳米化是通过位错滑移的塑性变形方式实现的;与样品的内部相比,表面硬度显著提高.     

中锰奥氏体基耐磨钢中马氏体的应用

合理设计了中锰奥氏体基耐磨钢的成分,并选择合适的水韧处理工艺来获得一种介稳的单相奥氏体,在此组织基础上进行不同的等温热重申２工艺岖得一定量的马氏体,以提高基体的初始硬度,又不恶化其冲击韧度。再通过与高锰钢（Ｍｎ１３）在同等工况条件下进行耐磨性模拟对比试验,来选择适合中锰钢中、低冲击磨料磨损条件下使用的热处理工艺和组织,同时对试样进行金相组织观察及力学性能测试。     

高能喷丸表面纳米化对工业纯钦组织性能的影响

用高能振动喷丸法对工业纯钛进行了表面纳米化的研究。用X—射线衍射、光镜和透射电镜对表层变形层金相组织、晶粒尺寸、显微硬度进行分析。结果表明，具有密排六方晶体结构的工业纯钛经高能喷丸处理后，在表面可以形成具有一定厚度的纳米晶粒组织；随着高能喷丸时间的增加，表面层的晶粒尺寸变小，而表面硬度提高。     

40 Cr 钢表面高能喷丸纳米化及其耐磨性能

为了研究40Cr钢表面纳米化对其耐磨性能的影响,对40Cr钢表面进行高能喷丸处理,获得纳米结构表层,分析了材料表面高能喷丸前后的微观组织变化,测定了纳米化材料表层的残余应力及显微硬度,研究了纳米化表层的磨损性能。结果表明:高能喷丸使40Cr钢表层发生了严重塑性变形,显微硬度较基体提高了68%,并使材料表面分布了较高幅值残余压应力,最大可达-736 MPa,残余压应力层深度达0.9 mm;高能喷丸表面纳米化能在一定程度上降低40Cr钢表面的摩擦系数,且大大减小其磨损失重,显著改善了40Cr钢的耐磨性能。     

表面纳米化对AZ91D镁合金渗铝行为的影响

镁合金表面渗铝是提高耐蚀性的一种有效方法。本研究将表面纳米化作为渗铝的预处理过程。采用高能喷丸对AZ91D镁合金进行表面纳米化处理,然后进行真空铝扩散得到渗铝层。用透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)观察了渗铝层的形貌。结果表明,在对AZ91D镁合金表面高能喷丸后获得了100 nm的晶粒尺寸。在高能喷丸之后,渗铝层的深度比未高能喷丸的渗铝层厚。在440℃下扩散12 h后,渗铝层的深度增加到70μm。采用电化学方法对AZ91D镁合金的耐腐蚀性能进行了表征。结果表明,渗铝层明显降低了AZ91D镁合金的腐蚀速率。因此,高能喷丸强化有利于镁合金表面渗铝,提高镁合金的耐蚀性。     

钛合金表面高能喷丸纳米化后的组织与性能

通过光镜、扫描电镜、硬度仪和透射电镜对TC4钛合金表面高能喷丸纳米化后的金相组织、晶粒尺寸、显微硬度进行测试分析。结果表明，处理后材料表面平均晶粒尺寸达到了纳米量级；在横截面上沿深度方向的晶粒细化程度逐渐减小；随距被处理表面距离增加，硬度增加程度越来越小；随处理时间延长。表面硬度有增加的趋势。并对其纳米化机理进行了讨论。     

7A52铝合金焊接接头表面纳米化前后的性能分析

通过X射线、扫描电镜、显微硬度仪和摩擦磨损试验机等对7A52铝合金焊接接头高能喷丸处理前后的表面微观组织、晶粒尺寸、变形层厚度、显微硬度和耐磨性进行了测试分析.结果表明,经过20 min高能喷丸处理以后,母材、焊缝以及热影响区的表面平均晶粒尺寸分别为28.2,24.7和34.4 nm;表面变形层厚度约为36.5 μm材...     

喷丸处理诱导高锰钢表层纳米化

采用表面喷丸处理的方法在高锰钢上制备出纳米结构表面，利用X射线衍射仪（XRD）、透射电镜（TEM）及高分辨透射电镜（HRTEM）研究由表面沿厚度方向的结构变化特征，并对显微硬度沿厚度方向的变化进行分析。结果表明：经过表面喷丸处理，样品表面形成了厚约300μm的纳米晶层，平均晶粒尺寸由11nm逐渐增加到100nm；高密度的位错反应和重组以及多重孪晶在奥氏体高锰钢表面纳米化过程中起重要作用：与样品的基体相比，表层的显微硬度显著提高。     

喷丸处理诱导高锰钢表层纳米化

采用表面喷丸处理的方法在高锰钢上制备出纳米结构表面,利用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)及高分辨透射电镜(HRTEM)研究由表面沿厚度方向的结构变化特征,并对显微硬度沿厚度方向的变化进行分析。结果表明:经过表面喷丸处理,样品表面形成了厚约30μm的纳米晶层,平均晶粒尺寸由11nm逐渐增加到100nm;高密度的位错反应和重组以及多重孪晶在奥氏体高锰钢表面纳米化过程中起重要作用;与样品的基体相比,表层的显微硬度显著提高。     

表面纳米化对SS400钢应力腐蚀性能的影响

采用高能喷丸技术对SS400钢表面进行纳米化处理,利用透射电子显微镜分析了表面纳米晶层的结构特征,同时对高能喷丸表面纳米化处理后残余应力沿厚度方向的变化进行了分析.结果表明:经过超声冲击处理后,试样表层的晶粒可细化至纳米尺度,且在表面形成厚度约为600 μm的压应力层,压应力沿试样深度方向逐渐减小直至过渡到拉应力.在98±3℃温度下,Ca(NO3)2 57%+NH4NO3 3%溶液中进行的慢应变速率拉伸试验,结果表明,高能喷丸表面纳米化可以提高SS400钢的抗应力腐蚀开裂(SCC)性能.     

钛合金表面高能喷丸纳米化后的组织与性能

通过光镜、扫描电镜、硬度仪和透射电镜对TC4钛合金表面高能喷丸纳米化后的金相组织、晶粒尺寸、显微硬度进行测试分析。结果表明,处理后材料表面平均晶粒尺寸达到了纳米量级;在横截面上沿深度方向的晶粒细化程度逐渐减小;随距被处理表面距离增加,硬度增加程度越来越小;随处理时间延长,表面硬度有增加的趋势。并对其纳米化机理进行了讨论。     

表面纳米化预处理对低碳钢气体渗氮行为的影响

研究了表面喷丸纳米化预处理对气体渗氮行为的影响。利用低碳钢试样单面表面超声喷丸纳米化处理 ,另一面保持原始晶粒 ,在 46 0℃、5 0 0℃、5 6 0℃、6 40℃四种温度不同时间气体渗氮 ,通过金相观察和X射线衍射法测定渗氮层的厚度和种类。对比发现在 5 6 0℃以下渗氮时 ,经过表面喷丸纳米化预处理 :可以提高扩散系数D和气 -固传递系数 β,降低氮势门槛值 ;使常规渗氮温度降低 5 0℃左右或者渗氮时间缩短 5 0 % ;使渗氮层厚度随渗氮时间增长在初期就符合抛物线规律x =At0 5。 6 40℃短时间渗氮时 ,表面纳米化预处理仍然可以起到一定的加速作用 ,但是随着渗氮时间的延长 ,表面纳米化预处理优势消失 ,甚至会阻碍渗层厚度的增长     

高碳奥氏体耐热钢晶间腐蚀行为与纳米化快速脱敏的研究进展

在传统304不锈钢基础上开发的高碳奥氏体耐热钢Super304H具有优异的高温性能,被大量应用于制造超超临界火电机组的过热器管和再热器管,然而其高碳含量带来的高晶间腐蚀敏感性问题已成为影响Super304H钢安全运行的关键因素。为此,研究人员从Super304H奥氏体耐热钢管材的成分优化、热处理工艺改进,特别是脱敏自愈合工艺调控与机理等几个方面进行了研究,寻求降低该材料晶间腐蚀敏感性的方法。在简介奥氏体耐热钢晶间腐蚀机理的基础上,重点综述了近年来Super304H钢晶间腐蚀防护各类对策的研究进展。目前传统的选取C含量下限、添加Nb稳定化元素和双固溶处理等常规手段,都无法有效遏制Super304H钢在高温服役过程中因M₂₃C₆的快速形成而引发的高晶间腐蚀敏感性,只能另辟蹊径。通过采用表面喷丸纳米化工艺,不仅加快富铬碳化物M₂₃C₆的形成,而且也促进了贫铬区的自愈合,实现了快速脱敏的目标。然而,严重的塑性变形组织在高温时效早期便出现富铬sigma相快速析出的异常现象,导致Super304H钢的腐蚀性能劣...     

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  研究了合金元素W(0.5％～1.5％)对中锰钢常规力学性能和耐磨性的影响。试验结果表明,W改变了C在中锰奥氏体钢中的分布状态,从而使中锰钢的抗拉强度、冲击韧性和耐磨性均得到了有效提高。当W含量为15％时,水韧处理中锰钢的冲击韧性提高40％,抗拉强度提高10％,耐磨性提高40%,铸态中锰钢的耐磨性提高50％。     

高氮奥氏体不锈钢0Cr21Mn17Mo2NbN0.83表面机械纳米化及其热稳定性研究

对高氮奥氏体不锈钢0Cr21Mn17Mo2Nb N0.83进行表面机械压磨处理,重点研究经360 min表面机械压磨后,高氮奥氏体不锈钢表面纳米层的组织结构和在不同加热温度、保温时间条件下,该纳米表面层的热稳定性。结果表明:高氮奥氏体不锈钢0Cr21Mn17Mo2Nb N0.83经360 min表面机械压磨处理后,表面晶粒尺寸达到纳米级别,表面层的硬度较芯部基体增加一倍以上,且由芯部基体到表面的晶粒逐渐细化;机械压磨以及随后的热处理均未造成高氮奥氏体不锈钢表面层单一奥氏体结构的改变,表明该种材料具有良好的结构稳定性;加热温度对高氮奥氏体不锈钢0Cr21Mn17Mo2NbN0.83表面纳米层及过渡层的组织稳定性起决定作用,而保温时间对其影响不大。     

复合变质中锰钢韧性提高研究

通过Nb N RE Si-Ca复合变质处理，获得高韧性中锰奥氏体钢，研究结果表明；复合变质剂使钢的氧化物总量从原来的0．035％降到0．007％，硫化物总量从原来的0．029％降到0．01％，夹杂物圆整度从1．43变为1．04NbN和Nb2C可在液态金属中形成。复合变质中锰奥氏体钢的冲击韧度，裂纹形成功和裂纹扩展功分别比原来提高了263％、288％和232％。