SiC颗粒的氧化行为研究北大核心

研究了SiC颗粒在氧化温度分别为1000、1100、1200和1300℃、保温时间分别为2、4、6和8 h的氧化行为,采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究了SiC颗粒氧化前后的形貌和物相变化,根据质量守恒推导了氧化层(SiO_(2))厚度的计算公式。研究结果表明:当氧化温度低于1200℃时,氧化速率主要受氧化温度控制;当氧化温度高于1200℃时,氧化前期的氧化速率主要受氧化时间控制。氧化温度为1000℃时,氧化后SiC颗粒形貌变化不明显,且氧化产物为不定形相;氧化温度为1200℃和1300℃时,SiC颗粒表面钝化现象明显,无定形SiO_(2)逐渐转化为方石英晶体。以质量守恒建立的氧化层厚度计算公式可以较好的预测氧化后氧化层的厚度。     

Ti40阻燃钛合金的高温氧化行为

研究了高稳定β型阻燃钛合金Ti40合金在900℃-1050℃温区内氧化时的氧化行为。结果表明：随着温度的升高及时间的延长，试样表面氧化皮由较为平整变化为表面氧化皮严重脱落且基体表面呈现为淡绿色。对该物质进行能谱分析后显示淡绿色物质为TiO2和Cr2O3的混合物。900℃～1000℃的氧化动力学曲线显示，随温度升高氧化增重急剧增加，在温度1000℃～1050℃范围内，试样氧化增重虽仍随时间的增加而增加，但总量有所下降。     

固态脱碳过程中锰钢微观组织演变及力学性能

兼具高强度和高塑性的钢铁材料具有广阔的应用前景。为了提高钢铁材料强塑性，提出了一种利用固态脱碳制备具有梯度结构的钢铁材料的工艺策略，并以厚度为1 mm、碳质量分数为2.7%的中锰钢板为研究对象，在H₂O-H₂气氛下开展固态脱碳试验研究，利用碳硫仪测定脱碳后中锰钢平均碳含量，利用光学显微镜观察脱碳后中锰钢显微组织和表面氧化情况，对脱碳后中锰钢进行一次热轧-回火处理，利用万能拉伸试验机测量中锰钢力学性能。结果表明，随着脱碳温度升高，脱碳量逐渐增加；随着脱碳时间延长，中锰钢表面氧化层厚度逐渐增加。升高温度会增加固溶碳迁移速度，并非温度越高氧化层厚度生长越快，脱碳过程氧化层的调控应根据目标碳含量合理调节脱碳温度、气氛条件和脱碳时间。在1 383 K温度下50 min可将中锰钢碳质量分数由2.7%脱至0.5%以下，氧化层厚度可控制在15μm以下；采用固态脱碳处理后的中锰钢形成了从表面到内部逐渐变化的梯度结构，随脱碳时间延长梯度层逐渐向中心迁移，梯度层的演变是由固态脱碳过程中锰钢内固溶碳向表面迁移导致的，利用固态脱碳制备钢铁材料，有利于产生额外的应变硬化...     

轧制温度对Mg-Y-Ce-Zr合金的氧化行为和力学性能的影响

通过研究镁合金在高温时的氧化行为,旨在开发出高性能汽车用变形镁合金板材。制备了Mg-2Y-1.5Ce-0.6Zr合金,分别在450, 500, 600℃下进行轧制,通过使用扫描电子显微镜(SEM)、 X射线衍射仪(XRD)、电子万能试验机等仪器,对不同温度轧制后合金的组织变化、抗氧化性能、力学性能进行了系统分析。研究表明,合金在不同温度轧制后,表面形貌发生明显变化, 600℃轧制后合金表面氧化严重;合金微观组织沿晶界发生氧化,随着轧制温度升高,合金的氧化加剧;不同温度轧制后合金中并未产生新相,不同温度下的物相峰值有所变化;轧制过程中合金表面会形成一层致密且修复能力强的氧化膜,稀土元素在氧化膜中发生了扩散现象,氧化膜在600℃轧制后出现了显微裂缝; 500℃轧制后合金的力学性能最好,其抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为:340, 305 MPa和2.8%; 3个温度轧制后合金的断裂方式相同,均为沿晶断裂。Mg-Y-Ce-Zr合金抗氧化性能好,不同温度轧制后合金的氧化膜未发生明显的增厚现象,轧制温度对合金的力学性能影响显著, 500℃轧制后合金的综合性能最好。     

添加氮化硅对莫来石碳化硅材料性能的影响

以莫来石、红柱石为主要原料,加入不同含量的氮化硅、碳化硅细粉,探讨了添加氮化硅对莫来石碳化硅材料性能的影响。结果表明:在1 450℃下制备的材料的显气孔率基本维持在15%左右,体积密度在2.45 g/cm~3左右,烧后线变化率相差不大,高温抗折强度和荷重软化温度也分别能够达到29.8 MPa和1 560℃,都表现出了较高的水准,且基本不受氮化硅加入量的影响;添加氮化硅能够提高材料的抗热震性能,但材料的常温耐压强度随着氮化硅含量的增加呈降低趋势;材料在烧结过程中,氮化硅和碳化硅均发生了氧化并在材料表面形成一层黄褐色氧化产物,其主要为玻璃相;在材料的截面出现致密层,且致密层的厚度随着氮化硅含量的增加而减小。     

热处理过程中纯锌镀层的组织转变和表面氧化

采用FE-SEM,EPMA和XRD等分析了纯锌镀层在加热过程中的组织转变和表面氧化。试验结果表明:GI镀层在较低温度加热后,厚度相对原始镀层没有改变,镀层与基板界面明显,高于800℃加热后,镀层厚度大幅增加,镀层/基体界面并不清晰;500℃加热后镀层组织为ζ相和δ相;随着加热温度升高,镀层组织转变为含铁量更高的Γ1相、Γ相和α-Fe(Zn);900℃加热后镀层几乎全为α-Fe(Zn),只在表面存在少量的Γ相;镀层中的铝随着加热温度升高逐渐向镀层表面迁移,900℃加热后铝完全迁移至镀层表面,形成连续的氧化铝层;低温加热后镀层表面只有很少的Fe-Zn相和氧化物。随着加热温度升高,表面的氧和铝含量增加,锌含量降低。900℃加热后,镀层表面存在Γ相、Al2O3和ZnO。     

CSP线SPA-H表面裂纹与加热制度关系的研究

采用光学显微镜、扫描电镜、马弗炉等设备对CSP线SPA-H铸坯不同加热温度、加热时间、保温时间条件下表面裂纹的密度、深度、氧化圆点层等进行了研究,结果表明:原始板坯或不同加热条件下,试样氧化层内均出现不同程度的Cu富集,并且随着温度的增加,界面不平直度明显增加,氧化圆点层增厚。在1000～1080℃之间,在基体界面处有大量的铜的富集相,以分散或半连续式分布,在界面基体的晶界也发现有铜的偏聚;在1110℃保温30min时,随着Cu的熔解,界面处的铜向氧化层和基体内渗透,界面处富铜相较于其熔融温度下的少,而氧化层和氧化圆点层中的Cu富集相以及偏聚增多;试样温度加热至1140℃时,Cu富集相大多分布于离界面20μm的氧化层内,以及氧化圆点层的晶界和氧化圆点界面处偏聚,氧化层与基体界面处只存在极少的Cu的富集相;试样温度加热至1200℃时,Cu的富集相集中在氧化层中,晶界处的Cu扩散至奥氏体内,减少了晶界的弱化作用。     

铝及铝合金不同表面处理膜层耐盐水性试验方法研究

文章研究了铝及铝合金不同表面处理膜层在40℃±2℃模拟海水中浸泡后光泽、色差的变化,通过研究不同表面处理膜层在模拟海水中的耐盐水性能,旨在为GB/T 8013系列标准的修订提供依据。试验结果表明,在温度为40℃±2℃的模拟海水中浸泡240h后,粉末膜层(砂白、砂棕)轻微失光,阳极氧化、电泳、氟碳膜层无失光;除粉末砂棕有很轻微变色,其余膜层均无变色;阳极氧化、电泳、粉末、氟碳膜层均未出现生锈、起泡、脱落和裂纹等现象。     

连铸坯氧化行为及其对铸坯冷却降温的影响

研究掌握铸坯凝固冷却过程中氧化层的生成及其对连铸坯冷却降温的影响,对连铸工艺制度的优化、铸坯表面温度的准确监测、热装热送与轧制工艺参数的确定具有重要意义。实验测试了不同温度下45号钢连铸坯的氧化过程,在此基础上建立了铸坯表面的氧化动力学模型,并且实验研究了氧化层厚度对连铸坯冷却降温过程的影响。结果表明,在连铸坯氧化活化期内,铸坯温度越高,氧化越快,但不同温度下最终形成的表面氧化层厚度相近;铸坯氧化动力系数为exp(9.77),氧化层表观活化能为9 323.07 kJ/mol。铸坯温度与氧化层厚度及冷却时间的定量关系表明:铸坯氧化层越厚,铸坯降温越慢;氧化层厚度每增加0.1 mm,平均降温速率降低1.051℃/min。     

HNO_3氧化改性对国产PAN基炭纤维表面成分和组织结构的影响

采用HNO3对国产PAN基炭纤维进行表面改性处理。采用氧氮氢联测仪、XPS、FTIR、Raman、SEM检测改性后炭纤维表面活性基团和微观结构的变化。结果表明:经55℃氧化处理后,纤维质量减小;而经80℃和100℃处理后,纤维质量增加。氧化处理后,纤维整体和表面的氧含量都增加,整体的氧含量明显低于表面,而增幅却高于表面。在氧化过程中,—OH、C—O、C=O、COOR及吡啶型氮、四价氮、—NO2的生成与转变同时发生,形成了低活性基团向高活性基团转变的动态过程,且随氧化温度升高或时间延长,纤维表面无序度降低。     

30CrMo钢表面脱碳试验

 在实验室模拟CSP工艺的加热条件,对30CrMo钢进行试验,用金相法测量脱碳层厚度,用失重法对30CrMo钢的氧化层厚度进行估算,结合氧化烧损研究了加热温度和保温时间对30CrMo钢的实际脱碳层厚度的影响规律。结果表明,在试验气氛为（体积分数,%）CO216.5、O20.8、H2O13、N269.7,加热温度范围为1 000～1 150 ℃时,30CrMo钢的实际脱碳层厚度随着加热时间的增加而增加,低于1 050 ℃时,脱碳层厚度随着温度升高而增加,高于1 050 ℃时,脱碳层由于氧化加剧而减少,1 050 ℃为脱碳敏感温度。     

建筑用玻璃与可伐合金润湿规律

为实现建筑用玻璃与可伐合金的可靠激光封接,本文针对影响封接质量的主要因素(温度、时间、粗糙度及氧化层)对两者润湿性能的影响开展了研究.当保温温度由800℃提高至900℃,液态玻璃黏度降低致使其在可伐合金表面的流动性增强,润湿角由69.5°降低至31.1°.在850℃下延长保温时间(5~40 min),液态玻璃在低黏度条件下有充分的时间铺展,润湿角降幅为30%.随着可伐合金表面粗糙度的提高,液态玻璃向四周扩散需要克服的势垒增加,当粗糙度值Ra由0.186μm升至0.563μm时,润湿角由46.9°升至69.5°.由于可伐合金表面氧化层可与液体玻璃发生扩散而形成较强离子键,使得两者润湿性能显著提高,润湿角降低幅度达到23.6%.因此,在实际激光封接过程中,增加保温温度和时间、降低钢板表面粗糙度及钢板预氧化处理将有效地提高玻璃与钢板的润湿性能.      

Thermal Fatigue Behavior and Cracking Characteristics of High Si-Mo Nodular Cast Iron for Exhaust Manifolds

 The thermal fatigue cracking behavior of high Si-Mo nodular cast iron (NCI) is investigated by means of optical microscope (OM), scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive spectroscope (EDS), in order to find a new material used in exhaust manifolds in First Automotive Works (FAW). Nodular cast irons with silicon content about 4. 7%, in combination with up to 1. 1% molybdenum, were produced by Jilin University and FAW. The repeated heating/cooling test was performed under cyclic heating at various maximum heating temperatures (Tmax) ranging from 800 to 900 ℃. Experimental results indicate that the thermal fatigue cracking resistance of high Si-Mo NCI decreases with increasing the maximum heating temperature. The periods for crack initiation are 24-36, 40-50 and 70-90 times associated with heating temperature of 900, 850 and 800 ℃, respectively, when the holding time is about 10 min at Tmax. When thermal fatigue cracking occurs, the cracking always initiates at the bigger surface of specimen. The major positions of cracks propagation are generally at the eutectic oxide boundary region and the region of the graphite disappearance. At the same time, the oxidation may accelerate crack initiation and propagation. On the other hand, micro-crack number varied from large to little because of shielding effect. As exhaust manifolds, the reasonable working temperature of high Si-Mo NCI is no more than 840 ℃ by test and analysis.     

卷取温度对中牌号无取向硅钢酸洗质量的影响

对Si的质量分数在1.5%～2.0%的中牌号无取向硅钢,在不同卷取温度下氧化层对酸洗效果的影响进行了研究。结果表明：690℃高温卷取时,热轧板表层存在一层致密的氧化层,厚度在2～4μm,酸洗后,仍存在1～3μm氧化层;570℃低温卷取时,热轧板表层也存在一层致密的氧化层,厚度在2～4μm,但酸洗后,几乎不存在氧化层,且酸洗效率大幅提升。     

铌对65SiCrV6弹簧钢氧化增重的影响

 铌对Si-Cr-V系弹簧钢强度和脱碳层特征的影响已受到较多关注,但铌对该系弹簧钢氧化增重影响的研究还较少。以65SiCrV6弹簧钢为研究对象,在其中添加质量分数约0.017%的铌(65SiCrV6Nb)。采用SEM+EDS、XRD、TEM、FactSage化学热力学软件、反应扩散理论和数理统计相结合的方法,从研究铌加入是否会对该弹簧钢在炉氧化增重和氧化铁皮物相组成等产生明显影响的角度,对铌加入是否会对该弹簧钢高压水除鳞难易度产生影响进行评价。结果表明,铌的加入提高了锻态65SiCrV6钢中的珠光体和未溶M(C,N)的相对含量,降低了铁素体的相对含量,并细化了组织。在氧气浓度为2%~7%(体积分数)、加热速度为8~20 ℃/min、保温温度为1 050~1 150 ℃和保温时间为60~90 min等工艺条件下,铌的加入使65SiCrV6钢的氧化增重明显提高,提高幅度为2.54%~27.82%且具有统计学意义。影响试验钢在炉氧化增重的主次效应依次为保温温度>保温时间>加热速度>氧气浓度,保温温度和保温时间对试验钢在炉氧化增重的影响为正相关,氧气浓度和加热速度对试验钢在炉氧化增重的影响为负相关。65SiCrV6钢在炉氧化增重达最小值的工艺为氧气浓度为7%、加热速度为14 ℃/min、保温温度为1 050 ℃和保温时间为60 min;65SiCrV6 Nb钢在炉氧化增重达最小值的工艺为氧气浓度为7%、加热速度为8 ℃/min、保温温度为1 050 ℃和保温时间为60 min。影响铌对65SiCrV6钢在炉氧化增重提高幅度的主次效应为保温时间>保温温度>加热速度>氧气浓度。铌的加入使65SiCrV6钢在炉氧化增重提高幅度最小的工艺为氧气浓度为2%、加热速度为8 ℃/min、保温温度为1 050 ℃和保温时间为75 min。由反应扩散控制的氧化固态相变是造成保温温度、保温时间、加热速度和氧气浓度对试验钢在炉氧化增重产生不同影响的主要原因。铌的加入未改变65SiCrV6钢表面氧化铁皮的3层结构特征,氧化铁皮由外向钢基体主要由Fe₂O₃、Fe₃O₄和FeO(或FeO+Fe₂SiO₄)等构成。铌的加入降低了65SiCrV6钢氧化铁皮中Fe₂SiO₄的相对含量,对高压水除鳞有利。     

75Cr1钢加热炉内表面脱碳分析

在实验室模拟现场加热炉加热过程,在CO_2、O_2、H_2O、N_2体积分数分别为16.5%、0.8%、13%、69.7%的混合气氛下对75Cr1钢加热保温。通过正交实验研究了加热温度(975、1 050、1 125、1 200℃)和保温时间(10、20、30、40min)对75Cr1钢脱碳的影响规律。并与菲克第二定律的计算结果进行了对比。实验结果表明:脱碳层深度随着加热温度和保温时间的增加而增加,并且当温度为1 200℃时,增幅明显变大;975℃时的实测值接近理论值,1 050、1 125、1 200℃时,实测值远小于理论值;扩散系数修正后计算值与实测值基本保持一致。     

Morphological Changes During Annealing of Electrodeposited Ni-Cr Coating on Steel and Their Effect on Corrosion in 3% of NaCl Solution

 Steel containing carbon of 02% was coated with Ni and Cr through electrodeposition, and subsequently annealed at 400 and 600 ℃ for 5 min, 30 min, 1 h and 2 h. During annealing at 400 ℃, the formation and growth of oxides occurred in the form of petals along with voids, cracks and porosities. However, at 600 ℃, the nucleation and growth of chromium oxide whiskers produced a surface almost free from crack, porosity and void for 1 h and 2 h of holding. In accordance with the surface morphology, the bare steel, as-deposited steel, all specimens deposited and annealed at 400 ℃, and specimens deposited and annealed at 600 ℃ for 5 and 30 min exhibited continuous corrosion in 3% of NaCl solution. However, the specimens deposited and annealed at 600 ℃ for 1 and 2 h exhibited an improved corrosion resistance in 3% of NaCl solution with high pitting potential due to presence of a dense passive oxide film almost free from voids at the surface.     

铁素体-马氏体钢P92在超临界水中的腐蚀行为

研究了铁素体-马氏体钢P92在400~600℃、25 MPa 超临界水中的腐蚀行为.用 X 射线衍射(XRD)和扫描电镜-电子能谱(SEM-EDX)分析了氧化膜微观组织,对 P92在超临界水中的腐蚀动力学规律进行了分析.结果表明：温度对腐蚀速率有显著影响,600和500℃的腐蚀增重分别为400℃的5.32倍和1.59倍;400和500℃超临界水中腐蚀动力学遵循立方规律,600℃时近似遵循抛物线规律;氧化膜为双层结构,外层氧化膜为柱状 Fe3 O4相,内层氧化膜为 Fe3 O4和 FeCr2 O4相.     

铬元素添加对热轧低碳钢高温氧化行为的影响

 为了研究铬元素和加热工艺参数(加热温度、保温时间)对热轧低碳钢表面氧化铁皮形成过程的复合作用,采用热重分析法研究了铬含量对低碳钢在1 100~1 250 ℃空气中氧化行为的影响规律,计算了氧化速率常数,并对比了不同试验条件下氧化铁皮的物相组成、显微结构以及微区元素占比。结果表明,所有氧化过程均呈现两阶段特征,即初期氧化动力学曲线呈线性规律,中后期逐渐转变成抛物线规律,而从线性到抛物线转变所需时间会随着钢中铬含量的升高而缩短;同时,铬元素添加后氧化铁皮的结构由最外侧的Fe₂O₃层、中间的Fe₃O₄层和FeO层以及靠近基体的富铬尖晶石(FeCr₂O₄)层组成,FeCr₂O₄层在氧化过程中通过阻碍铁离子和电子的外扩散,降低了氧化速率,从而显著提高低碳钢的抗高温氧化性能。     

38CrMoAl钢表面超细贝氏体组织的研究

研究了38CrMoAl钢表面获得超细贝氏体组织的热处理工艺及其组织结构特征。首先利用自行设计的滴注式可控气氛全自动渗碳炉,在930℃对该钢渗碳8h,使钢表面的碳的质量分数达到0．85％,渗层深度为2mm。将经过渗碳热处理的试样加热到930℃保温20min进行奥氏体化处理。然后直接淬入温度分别为230、255和280℃的...