高压高温下Re 2 N的弹性和热力学性能

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,系统研究高压高温下Re2N的晶体参数、力学性能和热力学性能。结果表明：在高压下Re2N具有明显的弹性各向异性,与弹性常数C12、C13、C44相比,C11和C33的变化随着压力的变化非常明显。此外,首次计算Re2N的体弹模量B、弹性模量E和剪切模量G沿不同晶轴的分布。弹性模量在一些主要晶轴方向上的大小分布趋势如下：[0001][1211][1010][1011]EEEE〉〉〉。计算结果还表明：在（0001）晶面,Re2N的抗剪切能力是最低的,从而极大地减小对大剪切变形的阻力。基于准简谐德拜模型,在0~50GPa压力和0~1600K温度下得到德拜温度、格林艾森参数、热传导以及热扩散系数的变化行为。     

金刚石-WC-Co复合材料的高温高压合成

以质量分数为5％的金刚石微粉(平均晶粒尺寸7 μm)、90％的WC粉(平均晶粒尺寸150 nm)、5％的Co粉(平均晶粒尺寸0.9 μm)为初始材料,采用高温高压法在5.50 GPa、1 100～1 500℃保温2 min条件下制备金刚石-WC-Co复合材料.采用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电镜、维氏硬度计对样品进行...     

HR3C钢焊接接头高温时效后的显微组织和力学性能

通过光学金相显微镜、透射电子显微镜观察和力学性能试验,研究了HR3C钢焊接接头高温时效后的显微组织和力学性能。结果表明,经650℃时效,HR3C钢焊接接头的强度和硬度升高,焊缝硬度上升幅度大于母材;焊缝的时效脆化倾向明显,时效7000 h后缺口冲击吸收能量都保持在15 J以下。焊缝区晶界处M23C6相的连续网状分布及σ相、G相的存在导致了其较低的缺口冲击吸收能量和时效脆性,而晶内均匀细小Z相的沉淀强化作用则提高了接头的强度和硬度。     

高温运行对镍基异种金属接头力学性能的影响

对12Cr1MoV和0Cr17ni12Mo2两种管材的镍基异种金属接头进行焊后状态和高温运行后状态对比试验。结果表明，高温运行使异种钢接头σ-ε图中曲线移动，反映了高温运行后异种钢接头的屈服强度和塑性有所下降；高温运行使异种钢接头的各项力学性能指标σb,σ0.2,δ5,ψ均略有下降，该结果与接头组织变化及12Cr1MoV钢珠光体组织中碳化物球化倾向等不利因素有关；高温运行对异种钢接头断口部位及宏观断口形貌特征无大的影响；高温运行后异种钢接头拉伸试样仍断在母材处，表明镍基异种钢接头的抗拉强度是比较满意的。     

马氏体不锈钢的中高温力学性能

利用电子万能试验机及热膨胀仪等测试分析手段对不同热处理后的马氏体不锈钢FV520B进行中高温度段的拉伸试验、蠕变试验、线膨胀系数试验,并对试样断口进行扫描电镜观察。结果表明,FV520B钢的中高温拉伸性能较室温出现下降,当测试温度由300 ℃升高至500 ℃时,强度整体呈下降趋势,塑韧性基本保持稳定;FV520B钢经480 ℃时效后,在300 ℃测试温度及屈服强度载荷下具有很好的抗蠕变性能;测试温度在300~500 ℃区间内,FV520B钢的线膨胀速率呈现平缓增长趋势。     

纯相PcBN的高温高压制备综述

PcBN是cBN的聚晶体,具有尺寸大、各向同性、无解理面等优点,因而应用广泛。商用PcBN大多采用添加黏结剂的方式进行烧结以降低烧结条件,通常是在压力为5.5～7.7 GPa、温度为1 600～2 300 K条件下合成的。但黏结剂也降低了产品的性能,其维氏硬度在22～45 GPa。鉴于材料本身就是最好的黏结剂,本文对使用4种不同初始材料制备纯相PcBN的烧结行为及材料性能进行介绍和评价。用cBN作为初始材料并配合相关工艺能制备出性能较好的纯相PcBN材料。     

Effect of high pressure and high temperature on the mechanical behavior of diamond coated WC-Co

Polycrystalline diamond films were grown on WC-Co substrates by microwave assisted chemical vapor deposition using a gas mixture of hydrogen, oxygen and methane. The diamond coated WC-Co substrates were processed at high pressure (7.7 GPa) and high temperature (1000 °C) and their mechanical behavior was investigated by hardness instrumented testing before and after the high-pressure/high-temperature (HPHT) processing. The results indicated the diamond films became less friable after the HPHT processing, probably due to the infiltration of Co from the substrate. This conclusion was corroborated by corrosion tests performed with the samples before and after the HPHT processing.     

温度对低碳钢微观组织与高温力学性能的影响

利用场发射扫描电镜(FE-SEM)、电子背散射衍射技术(EBSD)与电子万能试验机对低碳钢不同温度下的微观组织与高温力学性能进行了详细的研究与讨论。结果表明,无论室温拉伸还是高温拉伸,位于晶界上的碳化物(Fe₃C)颗粒是诱发低碳钢裂纹的主要因素。与室温拉伸性能相比,提高加热温度,抗拉强度明显下降,伸长率显著增加。在高温下,随着温度的提高,抗拉强度线性下降,而伸长率先降低而后趋于稳定。在520 ℃拉伸过程中,低碳钢中产生了大量的滑移带,诱发了动态回复。提高温度至720 ℃时,珠光体组织发生球化,形变铁素体晶粒内出现等轴状小晶粒,即发生了动态再结晶;经EBSD分析,形变铁素体晶粒间取向差较大,而其发生再结晶的等轴小晶粒间取向差较小。     

钒微合金钢的高温力学性能分析

针对V微合金化高强异型钢在轧制过程中易出现翼缘裂边的情况,采用Gleeble 3800热模拟试验机对V质量分数为0.060%～0.080%的连铸坯试样在应变速率为1×10^-3 s^-1的试验条件下进行了700~950 ℃高温拉伸试验。通过对高温拉伸试样断口形貌、断面收缩率、抗拉强度及应力-应变曲线等的分析,得出试验钢的第III脆性温度区为750~875 ℃,不同变形温度下应力-应变曲线均表现为动态回复,并且随着变形温度的升高,曲线向下向左移动,最大应力对应的应变逐渐降低。因此,连铸生产时应优化配水模型,连铸坯入矫直机温度为900～950 ℃,以保证铸坯良好的表面质量。     

12NiCrMo压力容器钢的高温力学性能

为了得到压力容器钢12NiCrMo的高温力学性能数据,采用Gleeble1500D热模拟试验机在800~1250 ℃范围内进行高温拉伸试验,得到了其高温抗拉强度及热塑性曲线,同时应用扫描电镜(SEM)对试样断口进行形貌观察和X射线能谱测定,分析不同温度区间断裂机理及钢中合金成分对高温力学性能的影响。结果表明,12NiCrMo钢在800~1250 ℃范围内,抗拉强度随着温度的升高而降低,塑性较差区出现在1209~1230 ℃温度范围内,1220 ℃时由于氧化物沿晶界析出严重,试验后出现以沿晶断裂为主的脆性断口。     

热等静压温度对K438合金显微组织和高温力学性能的影响

研究了热等静压(HIP)温度对K438合金显微组织和高温力学性能的影响。结果表明,1170℃/150 MPa/4 h和1177℃/150 MPa/4 h热等静压能使K438合金显微疏松闭合。合金标准热处理(ST)后,枝晶杆由大、小两种尺寸的γ'相组成,其中较大的γ'相尺寸约为0.2μm;热等静压后,γ'相尺寸变大,接近0.5μm,未析出较小尺寸的γ'相;HIP+ST后,重新析出大、小两种尺寸的γ'相。力学性能测试结果表明,与标准热处理态相比,加入热等静压后,合金的815℃/420 MPa持久寿命相当,850℃/365 MPa持久寿命和800℃抗拉强度降低,而800℃拉伸伸长率和断面收缩率显著提高,其中,1170℃热等静压状态合金的800℃抗拉强度从902 MPa降到836 MPa,伸长率从6.8%提高到16.6%,提高了144.1%。     

AZ31镁合金高应变速率多向锻造组织演变及力学性能

采用空气锤对AZ31合金在350℃以Δε=0.22的道次应变量进行1~12道次多向锻造变形,并对其组织和性能进行测试。结果表明:合金高应变速率多向锻造(HSRTF)组织演变分为两个阶段,累积应变∑Δε<1.32时为晶粒细化阶段,其主要机制为孪晶再结晶;累积应变∑Δε>1.32时为晶粒长大阶段,其主要机制为热激活长大。利用大量的孪晶对再结晶的促进作用,高应变速率多向锻造工艺可快速生产细晶粒高性能AZ31变形镁合金锭坯,累积应变∑Δε=1.32时,可获得组织均匀、平均晶粒度为7.4μm的锻坯,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为313 MPa、209 MPa和28.6%。     

高温、高应变率下TB6钛合金的动态压缩性能

利用高温Hopkinson压杆试验系统,对TB6钛合金分别进行应变率为3000 s~(-1),不同温度下(550～850℃)的动态压缩力学性能测试,得到材料在不同温度和应变率耦合作用下的真应力-应变曲线,考察材料流动应力的温度和应变率敏感性。结果表明,在高应变率条件下,材料具有一定的应变率增强、增塑效应,随着温度的升高,塑性变形产生的绝热升温热软化作用增强,剪切带长度增加;材料在750℃表现出反常的应变率软化现象,剪切带分叉可能是造成强度下降的原因。     

Ti对高硼钢显微组织和高温力学性能的影响

采用SEM和XRD研究了Ti对高硼钢显微组织的影响。采用冲击试验机、热力学模拟实验机、氧化增重法分析了Ti对高硼钢室温冲击及850℃高温力学、抗氧化性能的影响。结果表明,添加Ti后,基体内硼化物形态圆整、呈离散状分布,尺寸大幅减小。这种硼化物形态、分布的优化提高了高硼钢的室温冲击韧性。高硼钢中添加Ti后在基体内形成了TiC析出相,并使基体由单一奥氏体转变为奥氏体+铁素体双相组织。添加Ti元素后,B含量较低时提高B含量可以提高材料的高温力学性能;但B含量较高时,高温力学强度变化不大。B含量为0.33%(质量分数)时,材料的高温力学性能最佳。添加Ti前后高硼钢的850℃氧化测试结果均符合GB/T 13303-1991中2级"抗氧化性"标准,Ti的加入有利于提高高硼钢高温抗氧化性能。     

高温预处理及等温淬火工艺对CADI力学性能的影响

研究了高温预处理、奥氏体化温度(Tγ)及等温淬火温度(TA)对0.5%Cr含碳化物等温淬火球墨铸铁(CADI)的韧性、硬度的影响。结果表明,高温预处理可使CADI的冲击性能提高90%以上。当硬度为51.4~55.7 HRC时,冲击吸收能量(K)可达37.7~18.3 J。高温预处理后,随着Tγ的升高,CADI的K明显提高,硬度在一定范围内略有降低;随着TA的升高,CADI硬度逐渐降低,而K在260 ℃时达到最高。     

高温渗氮工艺对高氮无镍不锈钢组织及力学性能的影响

采用高温渗氮在奥氏体/铁素体双相不锈钢表面形成了奥氏体高氮层。试验结果表明,渗氮层氮含量可达1.0%,与原材料相比氮含量增加了2倍。原始双相组织已经转变为奥氏体,渗氮层深度达到2 mm以上。采用合理优化的高温渗氮工艺,可在提高不锈钢强度、硬度的同时,其伸长率、断面收缩率仍然保持较高的水平。高温渗氮工艺制备高氮无镍不锈钢的最佳工艺参数为:加热温度1200℃、氮气压力0.3 MPa、保温时间24 h。     

Porosity and mechanical properties of porous titanium fabricated by gelcasting

Porous Ti compacts with large size and complex shape for biomedical applications were fabricated in the porosity range from 40.5% to 53.8% by controlling gelcasting parameters and sintering conditions. The experimental results show that the total porosity and open porosity of porous titanium compacts gelcast from the Ti slurry with 34 vol.% solid loading and sintered at 1100℃ for 1.5 h are 46.5% and 40.7%, respectively, and the mechanical properties are as follows： compressive strength 158.6 MPa and Young＇s modulus 8.5 GPa, which are similar to those of human cortical bone and appropriate for implanting purpose.