陶瓷空心球/钛合金复合泡沫材料的制备与分析

分别使用氧化铝和氧化锆陶瓷空心球作为孔隙占位材料,采用传统的重力铸造技术成功制备了陶瓷空心球/钛合金复合泡沫材料薄板试样。借助扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)分析复合材料中微观结构、界面特征和元素分布,采用万能压力试验机进行吸能性能分析。结果表明:复合泡沫钛中陶瓷空心球形态完整,且在空心球与钛合金之间界面清晰,未发现明显的过渡层;对陶瓷空心球/钛合金复合泡沫材料进行压缩试验,变形阶段依次为弹性应变阶段、屈服平稳阶段和密实化阶段,具备良好的吸能特性。     

高速钢表面真空粉末烧结硬质合金层的组织及性能

研究了真空粉末烧结法在高速钢表面上复合硬质合金层的组织及性能，分析了硬质合全层组织和界面结构的特点、测试了表面硬质合金层和高速钢之间的结合强度、复合双金属材料常温及高温硬度、耐磨性能。结果表明，在1280℃烧结，获得3mm-5mm厚度的硬质合金层，和钢基底间结合强度达到450MPa，常温硬度为1200HV，700℃时硬度保持900HV，具有较高的热强性和良好的耐磨性能。     

船舶机械用10CrNi3MoV合金热成形过程中的力学性能分析

研究了热成形前后船舶机械用10Cr Ni3Mo V合金的显微组织和力学性能变化。结果表明,经热成形后的10Cr Ni3Mo V合金的微观组织从外到里呈渐次变化,导致其材料的强度和硬度沿厚度方向从外到里依次增加,伸长率依次降低,结构的峰值力降低,抗冲击性能有了很大提高。10Cr Ni3Mo V合金经热成形后非常适于在船舶机械上使用。     

多材料匹配激光拼焊方案高温拉伸特性分析

摘要： 近年来热成形钢在汽车行业广泛引入,成为汽车轻量化解决方案的一个重要组成部分,为满足碰撞法规安全与吸能要求,激光拼焊技术等改进的热成形技术已开始应用,采用HC340LA,HC340/590DP分别与22MnB5进行激光拼焊,通过高温拉伸试验确定各材料的高温拉伸特性,经拟合计算得到了用于仿真分析的本构方程。并通过分析高温拉伸断后伸长率与高温抗拉强度,简单快捷地对材料高温成形特性进行优劣评价,从而确定了多强度梯度激光拼焊热成形的工艺可行性,得到了450 MPa,600 MPa级与1 500 MPa级两种高低搭配热成形组合方案。 创新点： 通过分析高温拉伸断后伸长率与高温抗拉强度,简单快捷地对材料高温成形特性进行优劣评价,揭示了含有热成形钢的异种材料拼焊后高温成形特点。     

攀钢成功试制汽车用高端高强度钢板

<正>攀钢近日在西昌钢钒板材厂成功试制出1200MPa级热成形钢,为汽车用钢全品种和全规格批量稳定供货打下了坚实基础。热成形钢是汽车用高端高强度钢板。热成形前微观组织由铁素体和珠光体等组成,具有低强度、良好塑性和易成形等优点;热成形后微观组织主要由马氏体组成,     

NiAl合金变截面管件热态气压成形-反应制备复合工艺

NiAl金属间化合物具有较高的高温强度且密度低于传统镍基高温合金，针对NiAl合金变截面薄壁构件制造难题，开展了Ni/Al叠层材料变截面管件热态气压成形-NiAl合金反应制备的复合成形工艺研究。首先，通过Ni/Al界面调控，制备出层间结合紧密且塑性高的Ni/Al叠层圆筒坯；然后，在不同工艺参数下研究了Ni/Al叠层材料的热态气压成形规律及微观损伤控制方法，成形出贴模良好的变截面管件；最后，通过反应制备将Ni/Al叠层材料构件转变为NiAl合金构件。研究表明：温度和气压加载速率是Ni/Al叠层材料热态气压成形的关键参数，在合理的温度下，通过气压加载速率调控应变速率，可避免微观损伤、控制圆角精度；经反应制备获得的NiAl合金变截面薄壁构件，其900℃时的抗拉强度达到110 MPa。     

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。     

基于CNTs/PLA的多层宽频超材料吸波结构设计与优化

目的 解决传统超材料吸波结构密度大以及对入射角度敏感的问题。方法 采用机械搅拌法和熔融共混法制备碳纳米管/聚乳酸（CNTs/PLA）复合吸波材料，通过CST电磁仿真软件开展多层超材料吸波结构设计，利用熔融沉积3D打印制备了设计的超材料吸波结构。通过扫描电子显微镜、矢量网络分析仪对制备材料和设计结构的微观形貌和电磁特性进行表征分析。结果 在机械搅拌和熔融共混的共同作用下，碳纳米管在聚乳酸中分布均匀。碳纳米管含量为10%时，复合材料的综合性能达到最佳。当其厚度为1.7 mm时，有效带宽达到最大为3.9 GHz；当厚度为3.2 mm时，反射率达到最低值约为–53.1 dB。设计的多层超材料吸波结构均具有极佳的宽频吸波特性；当R=11 mm时，圆形多层超材料结构的吸波性能最佳，反射率最低值为–53.9 dB，有效带宽为33.1 GHz，而平均反射率为–17.1 dB。此外对于TE极化的电磁波入射角在0°～60°范围内，而对于TM极化电磁波在入射角0°～70°范围内，圆形多层超材料结构具有宽角域吸波性能。结论 将碳纳米管与聚乳酸复合，在此基础上开展多层超材料结构设计，通过微观复合材料和宏观结构设...     

22MnB5热冲压钢的研究进展

22MnB5热冲压钢具有良好的成形性能和较高的成形强度,在提高车身的碰撞安全性和减轻车重方面具有显著的效果,使其在白车身上的应用越来越广。本文介绍了22MnB5热冲压钢的发展现状,对22MnB5热冲压钢的材料特性、奥氏体化工艺及冲压成形性能的最新研究进展进行了概括,结合22MnB5热冲压钢的镀层技术介绍了其焊接、涂镀、耐蚀等性能的研究进展。探讨了22MnB5热冲压钢的优势及存在的问题,指出热冲压钢镀层技术是将来发展的重要方向。     

热冲压成形钢的强度与塑性及断裂应变

轻量化是支撑汽车电动化和智能化的重要赋能技术之一。抗拉强度为1500 MPa的热冲压成形用硼钢(22MnB5)是目前最经济有效的车身轻量化技术解决方案,而汽车工业对轻量化需求的日益提高正引领热冲压成形钢向着更高强度、更高塑性及更高断裂应变的方向发展。本文首先分析了车身轻量化对碰撞过程中构件变形抗力和断裂抗力的要求,解释了强度与塑性及断裂应变等材料的力学性能参量对碰撞变形抗力和断裂抗力的影响,然后介绍了作者及其他研究人员在研究开发更高强度、更高延伸率、更高断裂应变的新一代热冲压成形钢的最新进展:(1)提出了一种新的强韧化方法,在热冲压成形钢的马氏体基体组织内引入大量纳米级的VC析出物,从而在获得2000 MPa强度的同时保持了与常规1500 MPa热冲压钢22MnB5相当的延伸率和断裂应变。(2)在热冲压成形钢的微观组织中引入残余奥氏体,利用相变诱导塑性效应显著提升热冲压成形钢的延伸率;具体的工艺实施途径包括模具外淬火-配分工艺、淬火-闪配分工艺、淬火-回火配分工艺等。(3)介绍了热冲压成形钢的新一代Al-Si镀层技术以及Al-Si镀层板断裂应变改善方面的最新研究进展;通过降低Al-Si...     

回火温度对30Cr3Si2NiMoWNb钢组织性能的影响

采用扫描电镜、能谱分析和力学试验等研究了回火温度对30Cr3Si2NiMoWNb超高强度钢组织和性能的影响。结果表明,回火温度变化可实现对力学性能的大幅度调控。200~350 ℃回火,微观组织为回火马氏体与细小弥散的ε-碳化物,此阶段强韧性变化幅度较小,抗拉强度等级1700 MPa、屈服强度等级1300 MPa;350~500 ℃回火由于渗碳体的不均匀析出,强度和韧性同时下降,其中500 ℃左右回火脆性最为严重,冲击吸收能量下降至最低点;500~700 ℃回火生成较稳定的球状渗碳体,强度大幅下降,韧性大幅上升。回火温度对强韧性的影响机理为ε-碳化物、渗碳体等析出相演变过程的影响;一定含量的Si元素可以提高渗碳体形成温度和回火脆性温度。     

回火工艺对ZG30Mn铸钢组织与力学性能的影响

基于光学显微镜(OM)对不同回火工艺参数下的ZG30Mn铸钢显微组织进行观察分析,同时进行拉伸性能、布氏硬度与冲击性能等力学性能检测。结果表明,经不同回火温度与回火时间处理后,ZG30Mn铸钢显微组织均以不同形态的回火索氏体为主。在相同的保温时间(90 min)下,随着回火温度(580、600、620、640 ℃)的升高,ZG30Mn铸钢的强度与硬度均不断减小,断后伸长率和冲击吸收能量均呈不断增大的趋势。在相同的回火温度(620 ℃)下,随着回火时间(30、60、90、120 min)的增加,ZG30Mn铸钢的强度与硬度均不断减小,但断后伸长率和冲击吸收能量呈现先增后减的变化趋势。回火温度对马氏体向索氏体转变过程起关键作用,温度的升高将影响α-Fe相回复和再结晶的效率,弥散的细小渗碳体逐渐长大并球化,导致强度与硬度降低,断后伸长率和冲击吸收能量增加。而回火保温时间将决定渗碳体的长大程度,随回火时间的增加,渗碳体的聚集长大导致断后伸长率和冲击吸收能量降低。     

淬火温度对渗碳齿轮钢C64显微组织及力学性能的影响

通过硬度、拉伸、冲击测试,以及光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)等分析手段研究了C64钢在不同温度淬火过程中的显微组织和力学性能的变化。结果表明:当淬火温度低于950 ℃时,C64试验钢的显微组织中板条马氏体较为细小;当温度高于950 ℃时,板条马氏体急剧长大。随着淬火温度的升高,碳化物开始逐渐溶解,950 ℃时几乎全部溶解。钢的强度、硬度随着淬火温度的升高呈现下降的趋势;钢的伸长率、断面收缩率、冲击吸收能量随着淬火温度的升高表现出先升高后下降的趋势,并在950 ℃时达到最大值。试验钢最佳淬火温度为950 ℃,能够获得组织均匀、细小的板条状马氏体组织。此时,试验钢的抗拉强度为1122 MPa,屈服强度为1106 MPa,伸长率为11.40%,断面收缩率为25.20%,冲击吸收能量为191.0 J,能达到强韧化的最佳匹配。     

960 MPa级高强钢相变规律及热处理工艺探讨

借助DIL805A/D淬火变形膨胀仪,通过金相、透射电镜、室温拉伸、-40 ℃冲击测试等分析手段,研究了热处理工艺对960 MPa级高强钢组织与性能的影响。结果表明：在790～880 ℃温度范围内,试验钢随着淬火加热温度的提高,马氏体量逐渐增加,铁素体量逐渐减少,在850 ℃淬火,铁素体含量基本为零,组织最为均匀细小。随着回火温度从180 ℃提高到450 ℃,马氏体的板条逐渐分解,板条状的渗碳体开始聚集和球化。淬火加热温度高于850 ℃时,材料的屈服强度大于960 MPa;在450 ℃回火,材料具有更佳的冲击韧性。对本试验钢而言,采用850 ℃淬火+450 ℃回火,具有最佳的强韧性匹配。     

高强汽车钢温冲压成形工艺探讨

热冲压成形汽车零部件的室温组织为全马氏体组织,虽然强度高,但延展性差。为此,提出了一种采用热轧后直接淬火获得马氏体组织,随后在冲压工序进行回火以提高冲压件延展性的温冲压成形工艺。采用热轧实验机和MMS-200热力模拟实验机模拟温冲压成形过程,并对实验钢力学性能和组织结构进行了分析。结果表明：随温冲压成形温度的升高及保温时间的延长,实验钢成形后抗拉强度和维氏硬度值不断下降,伸长率呈先上升后下降再上升的趋势。随成形温度的增加,实验钢组织由马氏体不断转变为回火马氏体、回火屈氏体和回火索氏体。在350℃保温120～180 s,实验钢成形后力学性能最佳,抗拉强度超过1 500 MPa,伸长率大于8%,硬度值在425HV～440HV之间。冲压成形温度越高,对冲压设备所需求的力能参数越低。     

在线淬火型微合金高强钢的回火组织与性能

对在线淬火型微合金高强结构钢在400~600 ℃范围内进行回火40 min处理,以研究不同回火温度对试验钢显微组织和力学性能的影响。通过光学显微镜、扫描电镜等进行组织观察分析,同时测量试验钢回火后的强度、硬度及-40 ℃冲击吸收能量等进行力学性能分析。试验结果表明:随着回火温度的升高,试验钢强度及硬度整体呈下降趋势,冲击性能整体上升,并在450~500 ℃出现回火脆性区。同时随着回火温度升高,试验钢组织中马氏体逐渐宽化减少,铁素体含量增多。450 ℃回火时,试验钢的组织为回火托氏体,此时其屈服强度和硬度分别为840 MPa和304 HV3,断后伸长率为14.4%,-40 ℃冲击吸收能量为129 J,达到良好综合力学性能。     

时效时间对SLM 18Ni300马氏体时效钢组织性能的影响

对激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)成形马氏体时效钢进行固溶及500 ℃时效不同时间的热处理,分析时效时间对其组织性能的影响。结果表明:SLM 18Ni300钢经固溶+时效处理后,其组织为马氏体、逆转变奥氏体和Ni₃(Mo, Ti)析出相,随时效时间增加,析出相数量逐渐增加并聚集长大,同时逆转变奥氏体含量增大。随时效时间的增加,其硬度和强度逐渐增加达到峰值后下降,而伸长率不断增加。SLM 18Ni300钢的最佳时效工艺为500 ℃×4 h。     

高端车用热成形钢CR300MB的研发与应用

为开发高端车用CR300MB冷轧热成形钢,对经冶炼、连铸、热轧、酸轧的CR300MB冷硬卷取样并进行连续退火和罩式退火工艺模拟,结果表明,两种退火工艺模拟试样的力学性能均能满足某高端车企标准要求,但连续退火试样的强度偏高,断后伸长率偏低,组织晶粒粗大,多为细长的轧制变形晶粒并存在带状组织偏析,而罩式退火试样的力学性能更接近进口材料实物水平,组织晶粒比较细小,大部分为等轴晶。综合分析可知,680 ℃罩式退火工艺模拟试样的力学性能和显微组织均最佳,确定采用680 ℃退火、保温10 h的罩式退火工艺开发试制冷轧热成形钢CR300MB。工业试制的CR300MB热成形钢热冲压前的屈服强度、抗拉强度和断后伸长率均满足标准要求,且组织和性能均优于罩式退火模拟时的试样,基本达到进口材料实物水平。开发的CR300MB热成形钢采用加热温度930 ℃,保温时间300 s,保压压力8000 kN,保压时间10 s的热冲压工艺成功完成某高端车企零件试制,零件的力学性能、显微组织和脱碳层深度检测均合格,表明高端车用热成形钢CR300MB的研发和应用取得成功。     

回火温度对40CrNi2Mo钢力学性能和干摩擦性能的影响

对40CrNi2Mo钢进行200~575℃回火处理,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、激光共聚焦扫描显微镜、维氏硬度计、万能试验机和磨损试验机等研究了回火处理后40CrNi2Mo钢微观组织演化对其力学性能和干摩擦性能的影响。结果表明:随着回火温度的升高,40CrNi2Mo钢板条马氏体中固溶的过饱和C原子逐渐析出,微观组织逐渐向粗大的铁素体、球化渗碳体和粗化的碳化物转变;压缩屈服强度、弯曲强度和硬度降低;325℃和425℃回火处理后析出层状渗碳体导致40CrNi2Mo钢的加工硬化能力和冲击韧性先下降后升高;硬度降低导致耐磨性降低,磨损机制由磨粒磨损逐渐向氧化剥层磨损转变。     

热基镀锌高扩孔钢的组织性能研究及其工业试制

热基镀锌是提高高扩孔钢耐腐蚀性能的重要手段之一。利用光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机和成形试验机等设备,研究了退火温度对铁素体贝氏体型高扩孔钢组织性能的影响,并进行了450 MPa级热基镀锌高扩孔钢的工业试制。结果表明:随退火温度由710 ℃升高至790 ℃,钢中渗碳体颗粒逐渐溶解,贝氏体体积分数先升高后降低,铁素体晶粒尺寸先增大后趋于稳定,屈服强度和抗拉强度先升高后降低,断后伸长率先降低后升高。不同退火温度下,试验钢的扩孔率均达到85%以上。工业试制产品具有良好的组织和性能均匀性,其横向屈服强度为396 MPa、抗拉强度为477 MPa、断后伸长率为27.5%、烘烤硬化值为42 MPa、扩孔率大于80%,各项性能均达到标准要求。