微合金钢连铸坯表面裂纹敏感性预测模型

为了从凝固及相变特性角度解决微合金钢连铸坯表面裂纹问题,建立了与合金化相关联的初始凝固包晶反应度模型、奥氏体晶粒长大模型、铁素体转变量模型以及碳氮化物的析出模型。结合铸坯实际冷却条件,进一步建立了包晶反应度预测、初生奥氏体晶粒长大、铁素体转变、析出相析出等对铸坯表面裂纹敏感性的预测模型。针对某J55钢连铸板坯,奥氏体晶粒尺寸超过1 mm、铁素体析出量为10%、二次相析出量增加时,横裂纹敏感性最大。表面裂纹敏感性预测模型有助于实现基于成分微调和组织调控的微合金钢连铸、热装等生产过程表面裂纹控制技术。     

250 mm铸坯红送工艺生产Nb-V-Ti微合金钢板表面裂纹分析

利用金相观察、能谱分析、连铸坯红送与冷送工艺的对比试验等手段,对红送工艺生产微合金钢板出现的表面裂纹进行了分析研究。结果表明,红送工艺生产微合金钢板表面裂纹并不是因为连铸坯本身存在裂纹缺陷,而是由于铸坯在凝固后的冷却过程中,大量细小的C、N化合物在奥氏体晶界析出,降低了晶界强度,导致钢板表面裂纹形成。     

Nb-Ti微合金钢中第二相析出的热力学计算

分析了Nb-Ti微合金钢在液相、凝固过程、奥氏体以及铁素体相中氮化物、碳化物和碳氮化物等第二相析出的热力学条件,计算了钛和铌的碳化物和氮化物在不同温度下的溶度积,由此得出微合金钢在不同相阶段的析出规律。计算结果表明,在该微合金钢中,氮化物、碳化物和碳氮化物不可能在液相中析出;TiC0.03N0.97和TiN在凝固过程中具备析出的热力学条件;在奥氏体相中,随着温度的降低,氮化物、碳化物及碳氮化物的析出顺序为:NbC0.75N0.25、NbC、TiC、NbN。     

Nb-Ti微合金钢连续冷却相变的研究

利用Gleeble-2000热模拟实验机,测定了Nb-Ti微合金钢变形奥氏体的CCT曲线,研究了冷却速度对连续冷却相变及显微组织的影响,利用碳萃取复型法对第二相析出物进行了分析。结果表明,随冷却速度提高,Nb-Ti微合金钢相变温度降低,组织细化,铁素体的形貌从多边形逐渐向针状转变;随冷却速度的增加,第二相析出物增多且变得细小。     

连铸过程铌钛微合金钢中第二相复合析出模型

针对连铸过程铌钛微合金钢中第二相在固液两相区和奥氏体内的复合析出行为,通过近似处理建立了多元第二相复合析出的热力学模型,并利用模型研究了X80,E36,J55钢中第二相的析出行为。结果表明:在凝固过程不同的Ti/N摩尔比对液相中Ti,C,N元素的变化影响显著,先析出的第二相对后析出的第二相影响显著,成分高低的差异不但导致第二相析出量的不同,而且也导致析出相种类的不同,碳氮化物在析出的过程中C,N元素摩尔分数的变化受析出温度和钢中元素含量的影响。     

SAPH440钢凝固过程中TiN析出模型

通过凝固过程偏析模型和热力学计算,建立了含钛微合金钢在液态及凝固过程中TiN的析出模型.模型计算表明SAPH440钢液相中TiN没有析出,凝固过程中在固相率fs为0.65时TiN开始析出,TiN的析出抑制了钛和氮的晶间偏析.通过调整微合金钢中氮和钛含量,配合连铸工艺,可以控制TiN的析出时机,减小对钢性能的危害.     

Nb-Ti微合金钢热变形后组织演变及第二相粒子析出行为

利用GLEEBLE-2000对试验钢进行热模拟试验,并结合显微硬度测试,研究了一种Nb-Ti微合金钢热变形奥氏体的变形后冷却相变行为.利用JEM-2000FX电镜对碳膜萃取复型法获取的第二相析出物进行分析,从而对热变形后冷却相变中的第二相析出行为进行了研究,探讨了不同冷却速度对第二相析出的影响,结果表明,有大量弥散分布的细小粒子析出,析出相主要以Nb-Ti碳氮化物复合相形式存在,一般呈方形、椭圆形、圆形以及不规则形状,并且随着冷却速度的增加,第二相析出增多且变得细小.     

V-Ti微合金钢形变奥氏体的连续冷却相变研究

采用热力模拟实验技术、OM、SEM及TEM,并结合宏观硬度测试,研究了V-Ti微合金钢形变奥氏体的连续冷却相变和组织演变规律,建立了实验钢连续冷却转变曲线,并探讨了第二相的析出行为。结果表明,不同冷速下,实验钢获得了不同的微观组织,同时第二相的形貌、尺寸也发生了变化。     

微合金钢第Ⅲ脆性区的形成机理

为研究微合金钢第Ⅲ脆性区形成机理及其影响因素,控制连铸坯的表面裂纹,采用Gleeble热力模拟机测定了S355微合金钢在不同温度下的抗拉强度及断面收缩率。使用扫描电镜对拉伸断口进行观察分析,同时采用透射电镜对析出物进行观察分析。在此基础上对拉伸试样进行金相实验,对第二相析出进行热力学计算,分析了组织状态及第二相析出规律对脆性区的影响。结果表明,在第Ⅲ脆性区(660~850℃)内,拉伸断口呈冰糖状,韧窝较浅,形貌表现为沿晶脆性断裂。铁素体网膜沿奥氏体晶界优先析出、第二相沿晶界析出是第Ⅲ脆性区形成的主要原因。     

超快速冷却条件下Ti 微合金钢中纳米碳化物及其强化作用

具有较高强度的Ti微合金钢已广泛应用于国民经济及国防工业的各个领域.针对超快速冷却条件下（轧制冷却速度高达64 ℃/s）的Ti微合金钢,采用无损电解提取技术获得Ti微合金钢中的纳米碳化物. 在此基础上,运用化学相分析、X射线小角散射及透射电镜综合分析纳米碳化物的物理化学特征,并考察其强化作用. 结果表明:Ti微合金钢中存在大量纳米尺寸的Fe_xC、TiC析出物,其平均粒度分别为76.06 nm和133.95 nm;同时,超快速冷却条件强化了Fe_xC的析出行为,使得其析出强化增量达到243.8 MPa,而TiC的析出强化增量仅为63.1 MPa;然而,钢中每增加0.01 %（质量分数）的TiC析出物（＜40 nm）却可大幅贡献强化增量77.1 MPa,远高于Fe_xC析出物（＜40 nm）的强化贡献量. 因此,强化TiC的析出行为在提高钢屈服强度方面具有重要潜力.      

高磷矿氢气还原过程的原位研究

通过原位观察的方法,研究了H₂气氛、不同温度下高磷矿还原过程的矿相结构演变规律和温度对金属铁析出形态的影响.高磷矿的鲕状结构在还原过程中未被破坏掉;随着温度的提高,矿相结构的演变加快,温度较高时Fe发生明显偏聚,金属铁从赤铁矿相中加快析出.还原温度对高磷矿中金属铁的析出形态影响显著:在700℃时金属铁析出在矿石颗粒表面形成致密铁层;800℃时析出的金属铁形貌复杂化,铁层致密度下降,出现孔洞,同时有少量的短小铁晶须;900℃时铁晶须数量明显增多,同时伴随着大量多孔海绵铁的析出.因此,可以通过调节还原温度和时间,使得气基还原过程避免黏结失流,同时高效还原高磷矿.      

赣南典型离子型稀土矿层入渗试验研究

选择原地浸矿过程中表层滑坡频发矿区,现场测试2个矿块的稀土矿层入渗过程,采用4种常用入渗模型拟合入渗过程.结果表明:整个入渗过程可分为3个阶段:0~45 min为入渗率急剧变化阶段,45~125 min为入渗率缓慢变化阶段和125 min之后逐渐达到稳渗阶段;用Kostiakov模型拟合的效果好于其他3种模型,矿块1初始入渗率平均为0.113 cm/min,稳定入渗率为0.063 cm/min,矿块2初始入渗率平均为0.162 cm/min,稳定入渗率为0.101 cm/min;入渗率随砂砾含量增大而增大,随黏粒含量增大而减小,与矿层含水量呈负相关关系;试验矿区渗透系数随深度增加快速减小,注液强度过大而远超渗透系数时,造成表层矿层溶液无法及时下渗,边坡安全系数减小,易引发表层滑坡.      

铸铁轧辊激光合金化

在轧辊表面通过添加强碳化物形成元素,在适当的激光照射工艺条件下原位生成陶瓷相,得到以亚共晶组织为基,密集分布微米级陶瓷颗粒,同时保留较高残余奥氏体,形成强韧相间的激光合金化区.控制合金过程残余奥氏体量,可防止微裂纹的产生,在使用过程阻止裂纹的扩展.经过表层激光合金化处理的铸铁轧辊,过钢量可提高一倍以上.     

原位生成TiC颗粒对铁基合金组织及性能的影响

通过向Fe—Al-B合金中添加C和Ti元素的方法，在合金中原位生成了TiC颗粒，利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪分析了添加TiC前后材料中相的变化、显微组织的变化及材料中各相的化学成分。结果表明，在合金中原位生成TiC颗粒后，合金组织明显得到细化，其耐熔锌腐蚀性能及强度也有大幅度提高。     

MnS在固态低硫钢中析出的实验室研究

采用高温激光共聚焦显微镜对低硫钢试样抛光表面的MnS夹杂物析出进行了观察,利用高温激光共聚焦观察结果进行了控温轧制M nS析出试验,用SEM-EDS和ASPEX分析了析出物的成分.结果表明,MnS在表面的首次析出发生在1067℃并伴随有表面变形,在859.7℃当界面能随表面变形释放后停止,MnS的第二次析出发生在790...     

SMA490BW耐候钢中析出相和夹杂物的定量统计分析

利用物理化学相分析的方法,结合扫描和透射电镜,研究了SMA490BW耐候钢中析出相和夹杂物的组成、形貌、尺寸信息。相分析结果显示耐候钢中存在富Cu相、M₃C、M(C,N)、非金属夹杂等,其中M₃C在耐候钢中占比为0.868%,M(C,N)占比为0.0396%;析出相平均尺寸为78.2nm,中间尺寸为51.7nm,小于100nm的约占74%,18~36nm的析出相分布最多,占总量的22.1%。扫描电镜结果显示耐候钢中夹杂物主要有3类:A类(硫化物类)夹杂;DS(单颗粒球状)类夹杂,由Al₂O₃和CaO组成的氧化物夹杂;D_Dup(球状复相夹杂)类复相氧硫化物夹杂。采用透射电镜观察了耐候钢中析出相的形貌,统计了析出相尺寸,结果显示析出相主要是碳氮和铌钛钒组成的化合物,呈圆球状、棒状、不规则形状析出;析出相尺寸从纳米级到微米级,在18~36nm范围分布最多。对比透射电镜和相分析这两种方法对析出相的统计结果,相分析能更精确地统计整个样品区域及跨尺寸范围析出相的分布情况。     

Surface Carbon Chemical States of Ion Implanted AISI 440C Martensitic Stainless Steel

Carbon atoms segregate in the surface region for polished AISI 440 Cstainless steel.After ion implantation,the surface carbon atoms exist in different forms.To elucidate their existence,surface structures and carbon chemical states of unimplanted,N+implanted,Ti+implanted and N+/Ti+co-implanted samples were analyzed by X-ray diffraction(XRD),transmission electron microscopy(TEM)and X-ray photoelectron spectroscopy(XPS).The results indicated that various phases form in the surface or subsurface region after ion implantation,while the surface topography of the samples remains intact.For polished unimplanted sample,besides some Fe3 C phase and CC phase,CrxCyphase dominates its surface region.Little change of carbon chemical states occurs after N+ion implantation.For Ti+implanted sample,besides some metal oxycarbide phases,most carbon amorphous phases form in surface region.Concerning N+/Ti+co-implantation,CrxCycompound as well as Fe3 C phase dominates the surface region while no C-C phase is found.In addition,compared with single-ion implantation,N+/Ti+co-implantation would increase the ion implantation depth significantly.The formed phases of the carbon atoms play an important role in affecting the surface properties of AISI 440 Cstainless steel.     

纳米尺度析出相透射电镜的统计分析技术探讨

纳米级析出相在钢中起到析出强化作用或者作为晶粒生长的抑制剂，来获得特定取向的织构，因此，对析出相进行系统分析非常重要。目前通过扫描电镜和透射电镜很难实现纳米尺度尤其是50 nm以下析出相的统计分析工作。实验通过将扫描电镜夹杂物统计的Feature软件包应用到透射电镜的能谱控制软件中，从而实现了透射电镜直接对钢中纳米尺度析出相的统计。同时对透射电镜进行析出相统计中的主要影响因素如样品制备方法、采集参数、分类方法和大面积统计方法等进行了深入研究。结果表明，实验最佳条件为采用新的复型方法制样，能谱单点采集时间为5 s,图像分辨率为2 048,连续采图统计，终止条件为析出相统计数量过100个，确定了析出相制定分类规则的具体实现方法。结合无取相电工钢W800和WH470的实验统计结果可知，其析出相种类有CuS₂和MnS+CuS₂的核壳复合析出，且实验方法能够统计分析的析出相最小尺寸为10 nm。     

Effect of phase formation in the Mo-Ni system on the rate of change of the thermal conductivity of the interface

The formation and growth of new phases in a film (coating)-substrate system is shown to be diagnosed from a change in the shape of the oscillating component of the temperature field on the sample surface that is induced by the radiation of a periodic pulsed laser. For the Mo(10 μm)-Ni(5 mm) system, a change in the coefficient of correlation of the shape of a pyrometric signal and the relative change in the thermal conductivity of the interface are studied experimentally and theoretically during thermal annealing and 9-MeV electron irradiation.     

选冶产品中钙镁的物相分析方法

建立了选冶产品中钙和镁物相的分析方法，可同时测定选冶产品中钙、镁、硫酸盐相；钙、镁氧化物相及其他钙镁相；分相后经苯甲酸铵─铜试剂沉淀分离，取分样进行钙镁连续络合滴定；实现了对钙和镁物相的连续分相测定并获满意结果。