Si影响M2高速钢中共晶碳化物的精细研究

通过金相、扫描电镜、X射线衍射、能谱分析等方法对添加不同Si量的M2高速钢中的共晶碳化物进行了精细研究。结果表明,添加1%Si后,M2高速钢铸态组织中共晶碳化物的类型和形貌都没有明显变化,仍以层片状M2C碳化物为主;添加2%和3%Si后,铸态组织中的共晶碳化物变为"鱼骨"状M6C碳化物,层片状M2C共晶碳化物已完全消失;此外,随着含Si量的增加,高速钢铸态组织枝晶间距减小。     

电渣重熔连续定向凝固M2高速钢铸态组织的研究

研究了传统电渣重熔工艺(ESR)和电渣重熔连续定向凝固技术(ESR-CDS)所得到的M2高速钢铸态显微组织。结果表明:采用ESR工艺得到铸态组织边部为树枝晶且部分出现了三次枝晶,心部为粗大的等轴晶,晶粒之间有网状碳化物,铸锭的偏析较为严重,经深腐蚀凝固组织基体与碳化物过渡区较为疏松、粗糙,部分基体内部出现了细小的裂纹。而采用ESR-CDS工艺得到铸态组织边部和心部都以较为细小的树枝晶为主,组织中存在比较多的"不连续的复合规则型"的碳化物,组织较为均匀,经深腐蚀,碳化物与基体过渡区圆滑。     

喷射成形超高碳钢超塑性变形后的微观组织

研究了喷射成形超高碳钢的超塑性及其变形前后的显微组织.变形前,喷射态超高碳钢的组织为典型珠光体组织,而变形后,珠光体中的条状碳化物逐渐发生碎化和球化,并弥散分布于晶界处,此外,在铁素体基体中以及碳化物颗粒周围出现了高密度位错亚结构,而基体铁素体晶粒也有所伸长.喷射成形超高碳钢超塑性微观机制是以晶界滑动为主,晶内变形以及位错蠕变起了协调作用.     

FGH95粉末枝晶间合金元素偏析的研究

测定两种工艺方法生产的FGH95粉末颗粒截面的枝晶偏析和胸晶偏析，结果表明：粉末颗粒内部枝晶间（或胞晶间）富Mo,Nb,Ti元素而贫Ni,Co,W元素。随着粉末颗粒尺寸的减小，枝晶偏析（或胞晶偏析）明显减小。与相同粒度级别的氩气雾化（AA）粉末相比，等离子体旋转电极（PREP）粉末的枝晶偏析明显低于AA粉末的枝晶偏析。     

高镁铝合金在喷射成形过程中显微组织的变化

研究了高镁铝合金在喷射成形过程中显微组织的变化.沉积态高镁铝合金基体呈全部等轴晶组织并存在少量显微孔洞是沉积态组织的主要特征.分析了等轴晶组织和显微孔洞在喷射成形中生成的机制.     

Mg-7Zn-0.2Ti-xCu镁合金非枝晶组织的演变过程及机理

采用等温热处理法制备了Mg-7Zn-0.2Ti-xCu(x=0、0.5、1.0、1.5,质量分数/%)合金的半固态坯料,探讨了Cu元素及其含量对Mg-7Zn-0.2Ti-xCu合金铸态和半固态组织的影响,同时,研究了等温温度和保温时间对Mg-7Zn-0.2Ti-1Cu合金半固态组织演变的影响并分析了非枝晶组织的形成机理。结果表明：在半固态组织演变过程中,随着等温温度的升高和保温时间的延长,固相颗粒的尺寸和形状因子先减小后增大。铸态组织和溶质原子的扩散行为是影响等温热处理过程中非枝晶组织形貌及其演变的主要因素。当Cu含量为1.0%(质量分数)时,合金铸态组织细小,Cu对非枝晶组织的优化效果最佳。Mg-7Zn-0.2Ti-1Cu合金在600℃下保温30 min时获得的非枝晶组织较为理想,其固相颗粒的平均尺寸、形状因子和固相率分别为43.12μm、1.46和59.77%,满足半固态成形的要求。     

冷却过程对AZ61镁合金凝固组织的影响

将AZ61镁合金液态凝固过程分为高温熔体和凝固两个阶段,研究各阶段冷却速率对铸态组织的影响,不同冷速下铸态合金枝晶间距的变化及其对显微硬度的影响。结果表明:在高温熔体阶段随着冷却速率从0.65℃/s增加到15.9℃/s,枝晶组织不断细化且尺寸更均匀,一次枝晶间距从230μm逐渐减小到80μm,二次枝晶间距从12.8μm逐渐减小到9.2μm;凝固阶段在7.8℃/s至23.0℃/s不同冷却速率下,一次枝晶间距从105μm逐渐减小到73μm,二次枝晶间距从10.6μm逐渐减小到8.8μm。两个阶段显微硬度值随冷却速率增大都呈增高趋势。相对于凝固阶段,高温熔体阶段的冷却速率变化对铸态凝固组织的影响更显著。     

精密喷射成形HM1钢摩擦磨损性能研究

为了探索提高HM1钢耐磨性能的制备新途径,采用往复式滑动干摩擦实验研究了精密喷射成形HM1钢摩擦磨损性能并对其磨损机制进行了分析,同时还与铸态材料进行了对比.结果表明:不同载荷下,喷射态和喷射回火态HM1钢摩擦系数均低于铸态;当载荷为100 N时,与铸态相比,喷射态磨损量比其低约34%,喷射回火态磨损量比其减少约48%.对磨痕形貌分析表明,当载荷为40 N时,铸态试样以粘着磨损为主,当载荷为100 N时,转换为粘着磨损与磨粒磨损共存,并伴随严重的氧化磨损;对于喷射态和喷射回火态试样,则以磨粒磨损为主,氧化磨损减轻.     

2101节镍双相不锈钢立式连铸板坯的组织转变

分析了2101双相不锈钢实际铸坯的宏观晶粒分布和微观组织转变。结果表明,2101双相不锈钢的柱状晶向等轴晶转变(CET转变)发生在二冷2区末端距铸坯表面25 mm处。在此区域内适当降低铸坯表面冷却强度有助于减小坯壳内部温度梯度促进CET转变,提高铸坯的等轴晶率和扩大角部的等轴晶区域;对微观组织的分析发现,在二冷6区之后提高冷却强度可调整铸坯中心形成的奥氏体形态,有利于晶内及晶界处奥氏体细化和减小晶界处针状奥氏体组织的数量和尺寸,从而在一定程度上提高铸坯的热变形能力。     

激光立体成形Rene88DT镍基高温合金沉积态组织研究

目的基于激光立体成形(Laser Solid Forming, LSF)过程中所存在的近快速凝固特性,以Rene88DT合金为研究对象,考察激光立体成形Rene88DT沉积态微观组织特征和相形成规律。方法通过LSF技术制备Rene88DT镍基高温合金单道沉积试样,采用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)对组织进行观察,并用能谱仪(EDS)对试样中的析出相及微区成分进行分析。结果激光立体成形Rene88DT合金沉积态组织主要由沿趋于平行沉积方向生长的γ柱状晶组成,由于枝晶偏析的存在,以富Nb为主的块状MC碳化物以及板条状η(Ni_3Ti)相于枝晶间区域析出。随着沉积高度的增加,一次枝晶臂间距有所增大,二次枝晶臂逐渐发达,同时,γ'相体积分数和尺寸逐渐减小,沉积层的硬度相应降低。结论尽管激光立体成形熔池凝固已属于近快速凝固范围,熔池凝固过程中,溶质原子同样易于在晶界处形成偏聚,导致晶界弱化,在成形热应力作用下易形成沿晶裂纹。     

Sr、La复合添加对SAl 4047焊丝氢含量及焊接接头力学性能的影响

研究了Sr、La单独和复合添加对SAl 4047铝合金焊丝氢含量以及6082焊接接头力学性能的影响。结果表明:单独添加0.015%(质量分数,下同)Sr的SAl 4047焊丝铸态组织中α-Al枝晶的二次枝晶臂间距减小,初晶硅相受抑制而消失,共晶硅相的平均尺寸为0.56μm,与不做任何添加的焊丝合金相比平均尺寸下降了84%;固体测氢试验结果表明添加0.015%Sr的SAl 4047焊丝氢含量为0.53 mL/100 g Al,采用该焊丝焊接得到的6082焊缝气孔率为1.81%,焊丝氢含量和焊缝气孔率均超标。单独添加0.08%La可使SAl 4047焊丝氢含量降低到0.18 mL/100 g Al,铸态组织中初晶硅尺寸减小且边角钝化,部分α-Al枝晶向等轴晶转变,共晶硅颗粒平均尺寸为1.24μm,La变质效果明显弱于Sr,当La添加量超过0.08%时,反而会导致针状的富La相产生,降低焊丝及焊缝的力学性能。复合添加的Al-12Si-0.015Sr-0.08La焊丝铸态组织中初晶硅和共晶硅相均完全变质,共晶硅颗粒平均尺寸为0.6μm,α-Al相以柱状晶和等轴晶形式共存;复合焊丝氢含量为0.31 mL/100 g Al,该焊丝焊接所得的6082焊缝气孔率为0.38%,焊丝氢含量和焊缝气孔率均满足标准;接头力学性能试验结果表明,复合焊丝焊接得到的接头的抗拉强度、断后伸长率、弯曲断裂角度分别为186.7 MPa、8.4%、45～52°,与未添加Sr或La的焊丝所得焊接接头相比,分别提高了6.7%、29.2%、76%。     

工艺参数对MIG焊铝铜合金焊缝组织的影响

研究了电磁搅拌工艺参数对2219铝铜合金脉冲MIG焊焊缝形状和组织的影响．结果表明,随着磁感应强度增加,焊缝枝晶数量减少,等轴晶数量增加,焊缝由指状熔深变为成形良好的椭圆形熔深．当磁感应强度和频率匹配合适时,焊缝成形良好,焊缝组织几乎为细小的等轴晶．但随着磁感应强度继续增加,焊缝成形变差,焊缝等轴晶数量减少,枝晶数量增多．电磁搅拌频率对焊缝成形影响不大,频率较低和较高时都会降低焊缝组织的细化效果．     

喷射成形CPM9V高速钢组织性能研究

为了提高CPM9V高速钢组织均匀性,采用喷射成形方法制备CPM9V高速钢,研究了喷射成形CPM9V高速钢热处理前后的微观组织.结果表明:喷射成形制备的CPM9V高速钢沉积坯晶粒细小,组织致密,无宏观偏析,沉积坯平均体密度为7.306 g/cm3,达到理论密度的98.1%;CPM9V高速钢沉积坯经热处理后组织为回火马氏体、铁素体和碳化物,二次回火硬度为52HRC,与粉末冶金CPM9V高速钢相当;组织中绝大部分为小于15μm的等轴晶,分布在晶界的碳化物主要为MC型碳化钒,分布在晶内的碳化物为VC和Mo的复合碳化物.     

工艺参数对脉冲等离子弧增材制造IN738 LC合金组织与性能的影响

采用脉冲等离子弧增材制造技术在不锈钢基板上增材制造IN738LC合金试样.通过调整峰值电流、占空比、焊接速度等参数,研究相同热输入条件下,不同工艺参数对成形层组织与性能的影响.采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析、显微硬度测试等表征手段对成形层的晶粒形貌、析出相种类、尺寸及分布、力学性能进行了表征,同时结合凝固过程模拟讨论了稀释率对相析出行为的影响.结果表明,成形层组织主要有等轴枝晶、柱状枝晶和胞状枝晶,在枝晶间有大量颗粒状或短棒状碳化物;当稀释率较低时,组织中出现少量γ'相,显著提升了成形层的显微硬度.     

脉冲等离子弧快速成形Inconel 625组织性能研究

研究了脉冲等离子弧快速成形Inconel 625镍基高温合金零件的组织特征及力学性能,重点分析了沉积态组织中相析出规律及分布特点。结果表明,沉积态的组织以胞状树枝晶为主,具有较强生长取向性的外延枝晶组织特征,层与层结合处呈现更细小胞状枝晶特征。由于较快的冷却速率,在整个成形零件包括层与层的结合处并未出现严重的显微偏析现象。通过多种分析手段证实了大量不规则形状的弥散Laves相颗粒分布在枝晶间,MC碳化物(包括NbC,TiC)分布在枝晶间及晶界,以及少量针状相δ(Ni3Nb)的析出。力学性能测试结果表明,显微硬度在整个沉积零件分布较为均匀,在260～285HV0.2范围内,在零件的底部及层层的结合处由于更细小的组织而呈现更高的硬度值。由于析出相的弥散强化作用,零件的抗拉强度最高达到750MPa,同时伸长率可达到50%。     

脉冲磁场对定向H13钢凝固组织的影响

研究了脉冲磁场对不同抽拉速率条件下H13钢定向凝固组织的影响。结果表明:施加脉冲电压为50-200 V的脉冲磁场,可使H13钢的一次和二次枝晶间距减小,且其减小的程度随着脉冲电压升高而增加;随着脉冲磁场频率的提高,一次和二次枝晶间距呈现先减小后增加的趋势;随着抽拉速率的提高,枝晶间距减小的幅度降低。在定向凝固过程中,施加脉冲磁场使加热区的高温熔体向凝固前沿流动,提高了凝固前沿附近液相温度,从而使凝固前沿温度梯度升高,导致枝晶间距减小。     

等温热处理对AZ61稀土镁合金半固态组织的影响

研究了等温热处理对AZ61稀土镁合金半固态组织的影响,结果表明:随着等温热处理温度的升高,铸态合金中的初始枝晶组织演变成了半固态非枝晶组织,经过了粗化、组织分离和球化三个过程。在等温热处理过程中,稀土La的加入阻碍了原子向固相粒子的聚集和固相粒子的合并,抑制了固相粒子的进一步长大,使半固态非枝晶组织更加细小。经过不同保温时间后,不规则的大块状组织开始球化,形成大量的近球形颗粒。但是,随着保温时间的进一步延长,球化的颗粒开始粗化长大且在颗粒内形成了大量的液岛。枝晶组织的球化过程,包括二次枝晶壁消失和Ostwald熟化。     

电机转子用Cu-Ca合金的组织与性能研究

通过真空感应熔炼制备了不同Ca含量的Cu-Ca亚共晶合金,研究了Cu-Ca铸态合金的显微组织和性能。研究表明,随Ca含量的增加,初生相α-Cu由等轴晶组织转变成树枝晶组织,共晶组织α-Cu+β-Cu5Ca增多且呈网状分布在枝晶之间,合金的电导率降低,显微硬度上升,抗拉强度先上升后下降。通过对半固态组织形成机理分析认为,树枝晶组织有利于半固态成形工艺的应用。     

喷射成形Cr12MoV钢显微组织研究

应用喷射成形技术制备了Cr12MoV钢,采用金相、扫描电镜、X射线衍射等分析方法对其微观组织进行了研究.将喷射成形材料与铸造方法制备的材料进行了对比,结果表明,喷射态合金更加致密,晶粒更加细小,碳化物的分布也更加弥散,合金元素的偏析程度大大降低.     

原位反应近液相线铸造TiCp／7075铝基复合材料的制备

采用原位反应近液相线铸造方法制备含有少量原位TiC颗粒的7075铝基复合材料,通过透射电镜观察合金中的原位TiC颗粒的分布与形貌,并利用平均截线法测量晶粒尺寸,研究原位颗粒对近液相线铸造7075铝合金铸态组织形成机制的影响.结果发现,原位TiC颗粒比较均匀地分布于基体合金中,尺寸分布于0.3～0.9μm范围内,形貌呈多边形.随着原位TiC颗粒含量的增加,复合材料的铸态组织由蔷薇状组织逐渐转变为等轴晶组织,当原位TiC颗粒的体积分数达到2.5%时,复合材料的平均晶粒尺寸为35.6μm.