碳含量及铝+硼复合添加对低碳钢抗时效性能的影响

采用Thermo-Calc热力学软件计算不同碳含量与复合添加铝、硼后低碳钢的热力学平衡相图,研究了碳、铝、硼元素在试验钢中的固溶、析出行为以及试验钢的显微组织、力学性能和抗时效性能。结果表明:当碳质量分数由0.003%增至0.020%时,试验钢基体中固溶的自由碳原子含量增加;而当碳质量分数增至0.053%时,钢中渗碳体的析出量增加,固溶的自由碳原子减少;复合添加铝+硼后,钢中的氮原子以AlN与BN形式析出,固溶的自由氮原子减少;碳含量以及铝+硼的复合添加对试验钢室温拉伸性能影响较小;随着碳含量的增加,试验钢的晶粒尺寸减小,时效指数先增大后减小;当碳质量分数为0.020%时,试验钢抗时效性能最差,复合添加适量硼+铝有助于改善低碳钢抗时效性能。     

机械合金化-退火法制备两相区铝钌合金粉

采用机械合金化-退火法制备了钌质量分数为50%的纳米铝钌合金粉,研究了在机械合金化过程中合金粉的物相组成、平均晶粒尺寸和微观应变随球磨时间的变化规律,并分析了退火温度和退火时间对合金粉物相组成的影响.结果表明:随着球磨时间的延长,合金粉的平均晶粒尺寸不断减小,微观应变先增大后减小;球磨50 h后铝原子全部固溶于钌中,形成Ru(A1)固溶体;退火处理使Ru(A1)固溶体转变成铝钌金属间化合物,微观应变降低;550℃退火主要生成A12Ru和A15Ru2两种金属间化合物相,700℃退火主要生成A12Ru、A113Ru4和少量A15Ru2金属间化合物相;退火时间对合金粉的物相组成影响不大.     

加入Al-5Ti-B细化剂和Al-2Zr-Sc中间合金后铝锌镁合金的组织和拉伸性能

在单独或复合添加Al-2Zr-Sc中间合金和Al-5Ti-B细化剂的条件下对铝锌镁合金进行细化处理,研究了不同细化条件下铸态铝镁锌合金的显微组织和力学性能。结果表明:单独加入质量分数为0.4%的Al-2Zr-Sc中间合金或Al-5Ti-B细化剂都可以细化铝镁锌合金的晶粒,且加入Al-2Zr-Sc中间合金后有Al3(Sc,Zr)相析出,提高了合金的抗拉强度;复合添加质量分数均为0.2%的Al-2Zr-Sc中间合金和Al-5Ti-B细化剂后,晶粒的细化效果最优,相比于基体合金,平均晶粒尺寸减小了20μm,抗拉强度提高了32%,这主要是细晶强化和析出强化共同作用的结果;晶界处长杆状第二相的存在导致复合细化合金的伸长率比单独细化合金的低。     

铜含量对高铬铁素体钢组织和蠕变性能的影响

对含不同质量分数(0,0.6%,3%)铜的高铬铁素体钢在650℃和140MPa条件下蠕变前后的组织和蠕变性能进行了研究。结果表明:随着铜含量从0提高3%,钢的蠕变断裂时间从1172h提高到1 620h,蠕变速率从2.2×10-9s-1降低到1.2×10-9s-1;铜的添加有效抑制了对蠕变性能不利的高温δ铁素体相的形成;添加3%铜的试验钢基体内弥散析出了大量尺寸为50～100nm的富铜相,有效抑制了位错的运动,从而提高了该钢的蠕变抗力。     

微合金碳氮化物的结构与析出形态

研究了含钒、钛元素的Ｆｅ－Ｃ合金中碳氮化物的析出相形貌、结构和化学组成的关系,指出了方形和球形析出相结构为（ＴｉｘＶ１－ｘ）Ｃ（Ｎ）,等温温度较高时形成碳氮化钒中富集较多钛,而等温温度较低时形成碳氮化钒中含有极微量或不含钛,片状相结构为ＶＣ（Ｎ）。碳氮化物析出相有弥散析出、相间析出、纤维状析出及等温变温度较低时,碳氮化物在铁素体晶内沿位错处弥散析出等形态。本工作出现的纤维状析出可能是细小片状碳氮化     

不同成分780MPa级双相钢的显微组织和力学性能

在相同工艺条件下生产了高碳(碳质量分数达到0.157％,高碳系)和低碳并添加铌、钼元素(Nb-Mo系)的2种成分780 MPa级双相钢,对比研究了2种钢的显微组织、拉伸性能、扩孔性能,以及软硬相的纳米压痕硬度.结果表明:2种钢的显微组织均为铁素体和马氏体;与高碳系试验钢相比,N b-Mo系试验钢的铁素体晶粒得到细化,屈服强度和屈强比提升,并具有更高的扩孔率;高碳系试验钢中的马氏体因碳含量较高而硬度较大,且硬度分布更发散,N b-Mo系试验钢中马氏体的硬度分布较集中;N b-Mo系试验钢中铁素体和马氏体两相的纳米压痕硬度差更小,因此扩孔性能更优.     

稀土铒对铝-铜-镁-银合金显微组织与力学性能的影响

采用力学性能测试、X射线衍射、显微组织观察等方法,研究了稀土元素铒对铝-铜-镁-银合金组织与力学性能的影响.结果表明:添加0.2%Er(质量分数)有助于降低铸态合金的晶粒尺寸,提高铸态合金的室温与高温力学性能;然而,铒降低了挤压态合金的时效硬化与185℃峰时效处理后的拉伸性能,这是由于铒与合金中的铝、铜形成了Al8Cu4Er稀土化合物相,减少了用于固溶时效的铜元素,最终使强化析出相--Ω相的体积分数减少.     

铌含量对HR3C钢在高温时效过程中显微组织演变的影响

在HR3C钢化学成分的基础上调整铌元素的质量分数分别为0.5%,0.8%和1.1%,熔炼得到3种成分钢锭,再进行热轧、1 200℃均匀化退火和固溶处理、750℃不同时间(0～2 000 h)时效处理,研究了铌含量对试验钢显微组织、晶粒尺寸和硬度的影响。结果表明：增加铌含量将提高固溶态试验钢中未溶MX相的含量,减小晶粒尺寸;在750℃时效过程中,增加铌含量会促进σ相在晶界和晶内的析出和粗化,提高硬度;在时效2 000 h时铌含量对晶界析出相的尺寸和分布影响不大,但对晶内析出相的尺寸和形态有所影响,铌质量分数1.1%试验钢中晶内析出相的数量相对较少且呈条状。     

铁-锰-铝-碳系低密度钢的热变形行为

利用Gleeble-3500型热模拟试验机,对铝质量分数分别为8%,10%,12%的三种铁-锰-铝-碳系低密度钢进行了不同变形温度(950~1 150℃)及应变速率(0.01~1.0s~(-1))下的压缩试验,研究了该低密度钢在高温下的塑性变形行为并观察了压缩变形前后的显微组织。结果表明:在950~1 150℃,应变速率0.01~1.0s~(-1)下变形时,三种试验钢的流变应力对温度和应变速率均较敏感,流变应力随着应变速率的增加及变形温度的降低而提高;变形后,铝质量分数为12%的试验钢组织中铁素体呈带状,不连续地分布于奥氏体基体中;在相同应变速率下,其奥氏体与铁素体晶粒随着变形温度的升高逐渐长大,相同温度较高应变速率下的奥氏体与铁素体晶粒较细小;铝质量分数为12%试验钢的动态再结晶热变形激活能为592.437kJ·mol~(-1),其Zener-Hollomon参数方程为Z=ε·exp(592.437/RT)。     

添加钙和钛对Mg-12Al-2Sr-0.3Mn镁合金组织与性能的影响

研究了分别添加质量分数均为0.3%的钙、钛以及复合添加钙和钛对Mg-12Al-2Sr-0.3Mn镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:添加钛提高了该镁合金的塑性和强度,然而Mg17Al12相聚集析出形成粗大的第二相组织;添加钙后提高了该镁合金的塑性,但沿晶界大量析出了连续网状Mg17Al12相,导致其强度略有下降;复合添加钛和钙既增加了共晶相数量又细化了共晶相组织,使得该镁合金铸态组织更加细小均匀,从而显著提高了其强度和韧性。     

微量银对铝-铜-镁系合金组织和力学性能的影响

介绍了铝-铜-镁系合金不同相区的析出特征,总结了微量银对不同相区的铝-铜-镁系合金组织和性能的影响.在不同的铜镁质量比的铝-铜-镁系合金中添加微量的银可以影响其时效过程,改变铝-铜-镁系合金常规析出相的结构,形成具有热稳定性更好的新析出相,从而提高合金强度和工作温度.     

不同钒、氮含量对低碳贝氏体钢组织及析出行为的影响

借助场发射扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和能谱仪(EDS)等方法研究了4种不同钒、氮含量的低碳贝氏体钢在控轧控冷过程中的微观组织、力学性能及碳氮化钒的析出行为。结果表明,在450℃卷取,4种试验用钢的组织都为粒状贝氏体,钒含量由0.05%增加到0.15%,试验用钢的屈服强度提高了163 MPa,抗拉强度提高了85 MPa。随着钢中钒、氮含量的增加,贝氏体组织明显细化;同时,在贝氏体铁素体基体中细小析出相的体积分数显著增加,析出相的平均尺寸为4~6nm。尺寸10nm的析出颗粒呈细小碟片状,尺寸约为20nm的析出相一般呈长条状或者椭球状。经TEM分析,尺寸10nm的析出相为具有面心立方结构的V(C,N)或(V,Cr)(C,N)复合析出相。     

复合添加稀土钕和铒的AZ91D镁合金显微组织与拉伸性能

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和电子万能试验机等研究了复合添加稀土元素钕和铒的AZ91D镁合金显微组织和拉伸性能。结果表明:在AZ91D合金中复合添加稀土钕和铒,并经420℃×8h固溶处理和165℃×10h人工时效处理后,合金组织明显被细化,形成大量的颗粒状稀土化合物和沿晶界分布的析出相;当加入质量分数0.8%钕和0.4%铒时,合金晶粒尺寸最小,晶粒内弥散分布的析出相颗粒也最多,沿晶界处形成了连续网络状的析出相,此时合金的室温和高温抗拉强度都达到最高值,分别为238MPa和182MPa,比单独加入质量分数0.4%铒时分别提高了30%和21%。     

热处理对含微量镧AZ91镁合金组织和性能的影响

用XRD、SEM、EDS和显微硬度仪等研究了固溶、时效处理对真空精炼的含0.164 8%(质量分数)镧AZ91镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:加入微量镧后的AZ91镁合金在410℃×24h空冷固溶+170℃×30h空冷时效后,第二类β相大量析出,且呈不连续层片状沿晶界两侧分布;时效态含镧AZ91镁合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和显微硬度分别比铸态不含镧AZ91合金的提高了41.84%,65.08%,35.65%和47.62%;其原因是微量镧改变了热处理中铝原子的扩散状态,有效控制了第一、二类β-Mg17Al12相析出时的形态与分布。     

添加铁元素对Cu-10Al-4Ni粉末冶金合金组织和性能的影响

以铜粉、铝粉、镍粉和铜包铁粉为原料,采用粉末冶金工艺制备含不同质量分数(0,1.6%,3.2%,4.8%,6.4%)铁元素的Cu-10Al-4Ni合金,研究了铁含量对合金显微组织和性能的影响。结果表明：未添加铁元素的合金组织由κ_Ⅲ相、α相和Al₄Cu₉相组成;当添加质量分数1.6%的铁元素后,合金中的κ_Ⅲ相增多,Al₄Cu₉相减少;当铁元素质量分数达到3.2%时,Al₄Cu₉相进一步减少,合金中析出κ_Ⅰ相和κ_Ⅱ相;随着铁含量继续增加,Al₄Cu₉相消失,κ_Ⅰ相增多,而κ_Ⅲ相开始减少。随着铁含量的增加,合金的烧结密度减小,硬度先降低后增加再降低,当铁质量分数达到3.2%时硬度最大;合金的屈服强度随铁含量增加呈波动变化,当铁质量分数达到4.8%时屈服强度最大。     

93t 321奥氏体不锈钢铸锭铸态组织研究

利用光学显微镜、扫描电子显微镜和EDS能谱分析了93t 321奥氏体不锈钢钢锭近冒口端的组织及析出相的成分,研究了均匀化处理参数对析出相的影响。结果表明:321奥氏体不锈钢大铸锭铸态组织的析出相主要为铁素体、Y相和共晶相;铸锭心部铁素体的含量为1.5%,但尺寸较大;铸锭心部和R/2处均存在一定量片状或胞状的Y相,最大可达78μm;铁素体随均匀化温度的升高及时间的增加会发生局部回熔,而且均匀化处理可消除共晶相,但Y相不会发生回熔。     

钒对合金化贝氏体球墨铸铁显微组织和性能的影响

在Mo-Ni-Cu-Cr系合金化贝氏体球墨铸铁中添加了质量分数为0.3%的钒,研究了钒的添加对该球墨铸铁显微组织和力学性能的影响;结合Thermal-Calc热力学软件计算了该含钒球墨铸铁的平衡相图,分析了钒的析出行为。结果表明:当添加0.3%钒后,该球墨铸铁组织中针状贝氏体变得细小,残余奥氏体和渗碳体含量增加,在贝氏体基体中弥散分布着纳米尺度的VC颗粒;添加0.3%钒球墨铸铁的硬度比不加钒的略有增大,冲击功和耐磨性提高了1倍,其主要强化机制为细晶强化和析出强化;含钒和不含钒球墨铸铁的磨损机制均为塑性变形疲劳和显微切削。     

锰、铌含量对热轧酸洗QStE500TM钢板组织和性能的影响

利用光学显微镜、拉伸试验机和透射电镜等研究了锰、铌元素含量调整前后热轧酸洗QStE500TM钢板的组织和性能,分析了不同强化机制及强化效果。结果表明:将锰、铌元素质量分数分别由1.6%,0.050%降至1.3%,0.035%后,试验钢板的显微组织均由铁素体构成,晶粒度均为13.5级,屈服强度由621 MPa降至574 MPa,抗拉强度由654 MPa降至611 MPa;当锰质量分数降低0.3%时,其固溶强化效果降低11.1 MPa,铌质量分数降低0.015%时,Nb-Ti-C第二相粒子的析出数量减少,析出强化效果降低35.9 MPa。     

控制冷却对含Nb钢组织性能的影响研究

为了进一步提高含Nb钢的强度,降低含Nb钢的开发成本,通过实验室热轧试验研究超快冷、超快冷+层流冷却和层流冷却3种冷却模式对含Nb钢的组织演变和力学性能影响。结果表明,与层流冷却相比,试验钢采用超快冷后组织中出现针状铁素体和贝氏体,晶粒尺寸细化,位错显著增加,析出物粒子更为细小,试验钢力学性能显著提高。超快冷的主要强化机制为相变强化、细晶强化、位错强化和析出强化。超快冷+层流冷却模式下,随着终冷温度的降低,软相组织减少、硬相组织增多,试验钢的强度升高。随着出超快冷温度的降低,多边形铁素体体积分数逐渐减少且晶粒更为细小,针状铁素体体积分数增多,试验钢强度得到提高,断后伸长率略有降低。以上结果为超快冷工艺条件下开发低成本含Nb钢奠定了理论基础。     

不锈钢退火酸洗线引带断裂原因分析及防控措施

针对不锈钢退火酸洗线发生引带断裂事故,对断裂试样进行宏观检测、化学成分检测、金相分析和扫描电镜分析,发现J4侧因奥氏体晶界析出的铁素体相和出现沿晶裂纹是断带的根本原因,并提出了相应的防控措施。