HRB500E抗震钢筋中钛化物析出热力学分析

 钢液凝固过程中钛化物在液相、固相的存在形态对固相组织的性能有着重要的影响,其第二相析出起到细化晶粒的作用。为分析HRB500E抗震钢筋钢中TiN、TiC、Ti(C,N)析出物的析出规律,对TiN、TiC、Ti(C,N)析出物进行热力学计算。结果表明,TiN、TiC在钢液成分均质状态下难以析出,TiC_0.19N_0.81在温度为1 843 K时析出;在凝固过程中,由于Ti、N在凝固前沿富集,TiN在凝固过程中具备析出的热力学条件,析出温度为1 745 K;在固相奥氏体中,TiN和TiC粒子具备析出热力学条件,TiC析出温度比TiN的低,铁素体中有TiC的析出。     

高钛钢中TiC析出机制

通过凝固实验并结合Thermo-Calc软件研究了高钛钢(Ti 质量分数为0.6％)在凝固过程中 TiC 的析出方式及形态.结果表明：由于选分结晶的作用,TiC在凝固最后阶段沿着原始奥氏体晶界析出,并形成离异共晶组织,以片状或杆状形式存在,析出相厚度约为1~3μm.Mo 溶入 TiC 后形成(Ti,Mo)C,相分析数据表明,Ti/Mo 质量比为3.4.采用热力学软件及TiC溶解度积分别得出TiC开始析出温度分别为1453及1487℃,析出温度略高于固相线温度,析出质量分数可以达到0.35％.     

均匀化工艺对6005 A铝合金组织及性能的影响

通过采用Thermo-Calc数值模拟热力学计算及试验的方法,研究了铸态合金相组成及析出温度,不同均匀化工艺对6005A铝合金显微组织、力学性能及电导率的影响.结果表明,经不同均匀化工艺处理,显著改善了铸态组织,包括晶界处的非平衡共晶相及晶内粗大的第二相.575℃×2.5h均匀化工艺效果最好,晶内均匀弥散分布细小的析出...     

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。     

铜合金化硼钢的性能

摘自《MeT.ΓOPH.пOMш》1988,33～34 在生产含硼钢时,要想得到稳定的硼含量很困难,根据有关资料介绍,低碳硼钢中加入少量铜,可以大大降低硼化物的析出。因此研究了铜对中碳硼钢性能的影响。选用工业生产的40P(0.0030～0.0035 %B)作试验,含铜量提高到0.32 %和0.47 %(一般为0.11 %左右)。试验指出,40P钢用铜合金化,不改变热轧组织中铁素体和珠光体的比例,但使硼化物的析出量明显减少,未加铜的40P钢组织中0.03 mm~2面积内,析出的硼化物网占0.0005 mm~2,而加铜后析出量减到0.00018 mm~2,而且析出     

铜合金化硼钢的性能

摘自《MeT.ΓOPH.пOMш》1988,33～34 在生产含硼钢时,要想得到稳定的硼含量很困难,根据有关资料介绍,低碳硼钢中加入少量铜,可以大大降低硼化物的析出。因此研究了铜对中碳硼钢性能的影响。选用工业生产的40P(0.0030～0.0035 %B)作试验,含铜量提高到0.32 %和0.47 %(一般为0.11 %左右)。试验指出,40P钢用铜合金化,不改变热轧组织中铁素体和珠光体的比例,但使硼化物的析出量明显减少,未加铜的40P钢组织中0.03 mm~2面积内,析出的硼化物网占0.0005 mm~2,而加铜后析出量减到0.00018 mm~2,而且析出     

先进高强韧Al-Zn-Mg-Cu合金凝固和均匀化组织及相构成

采用热力学计算与实验相结合的方法,研究了两种高强韧Al-Zn-Mg-Cu合金铸态及均匀化态的显微组织和相构成.铸态A合金主要由Mg（Zn,Al,Cu）₂相和少量Al₂Cu相组成,而铸态B合金仅含Mg（Zn,Al,Cu）₂相.热力学计算显示,A和B两种合金的实际凝固过程介于Lever Rule和Scheil Model两种模拟结果之间,由于合金成分不同而导致的铸态A和B合金中各相含量差异与Scheil Model模拟所得到的各相摩尔分数变化规律基本一致.经常规工业均匀化处理（460℃保温24 h）,铸态A和B合金中存在的Mg（Zn,Al,Cu）₂或Al₂Cu相均能充分回溶,并得到单相α（Al）基体,这与热力学计算所得到的AlZn-Mg-Cu四元系统在7.5%Zn条件下460℃等温相图相符合.      

白云鄂博矿铌钛资源冶炼BT700L钢合金化工艺研究

通过FactSage热力学软件计算和实验室25 kg真空感应炉冶炼BT700L汽车大梁钢,探讨精炼渣对馄 钛合金化的影响规律,并研究稀土貿钛复合合金的加入对钢组织、夹杂物、析出物的影响。结果表明,55%CaO~ 25%Al₂O₃ ~ 15%SiO₂ ~5%MgO,碱度为3.7的精炼渣更加适合BT700L汽车大梁钢的冶炼。添加该精炼渣后,钢水中的Ti和渣中的SiO₂反应,Si被还原进入钢中,钢中Ti含量减少,Si含最提高;实验钢的铸态组织由铁素体和少量贝氏体组成;稀土的加入降低了钢中夹杂物的数量和尺寸,并使钢中析出物更加弥散细小。     

硼对TC4／B钛合金铸造组织与性能的影响

采用熔铸工艺法制备了含B量为0．2％-1．0％的TC4／B钛合金,分析并测试了合金的铸态组织和力学性能。研究结果表明：TiB相提高了TC4／B钛合金铸棒的弹性模量,B元素添加量为0．2％～1．0％范围内,合金弹性模量提高15％～30％;显微组织由片层α、晶界β及第二相（TiB）组成,第二相（TiB）聚集在卢晶界上呈链状分布,随B含量增加,显微组织细化效果越明显。由拉伸断口分析可知,随着B含量增加合金由典型的延性沿晶断裂向混合型断裂转变。     

高钛耐磨钢凝固组织中TiC析出相表征

通过一系列不同厚度的模具浇铸得到不同凝固冷却速率的铸坯,采用腐蚀法结合计算机辅助设计(Creo Parametric)技术重构了高钛耐磨钢中液析TiC在基体中的三维形貌,利用OM和SEM对液析TiC的二维和三维形貌进行对比分析,借助TEM和SAXS研究了凝固冷速对TiC析出的影响。结果表明:液析TiC在空间中的三维形貌以片层状和枝晶状为主,液析TiC的二维形貌可通过截取不同角度的三维形貌获得,二维微观组织中的链状颗粒TiC在三维空间中实际上为树枝状TiC。随着凝固冷却速率增大,实验钢铸态组织细化,二次枝晶间距从161℃/min时的90.5μm减小到1 354℃/min时的37.8μm;液析TiC在铸态组织枝晶间分布,随着凝固冷却速率增大,实验钢中TiC的尺寸细化,液析TiC和亚微米级与纳米级TiC的平均尺寸分别从161℃/min时的7.06μm和121.9 nm减小到1 354℃/min时的3.51μm和65.1 nm。提高凝固冷速可以显著细化液析TiC尺寸、改善其分布均匀性,从而为最终产品中TiC的细化和均匀化提供良好的初始组织条件。     

均匀化处理对Cu-Cr-Zr合金显微组织的影响

采用OM、SEM和TEM分析手段对Cu-Cr-Zr合金的铸态和均匀化组织进行研究.结果表明,Cu-Cr-Zr合金的铸态组织呈典型的枝晶状组织,主要由网状的Cr枝晶、共晶组织和基体组成,其中共晶组织是由基体和层片状的Cu5Zr相组成.在Cu-Cr-Zr合金的均匀化退火过程中,发生共晶组织的溶解和Cr相的析出.随着均匀化退火温度和时间的升高和延长,共晶组织逐渐溶解,Cr相的析出体积分数逐渐减小.合理的均匀化退火制度为900℃×12 h.     

高钛耐磨钢凝固组织中TiC析出相表征

通过一系列不同厚度的模具浇铸得到不同凝固冷却速率的铸坯,采用腐蚀法结合计算机辅助设计(Creo Parametric)技术重构了高钛耐磨钢中液析TiC在基体中的三维形貌,利用OM和SEM对液析TiC的二维和三维形貌进行对比分析,借助TEM和SAXS研究了凝固冷速对TiC析出的影响.结果表明:液析TiC在空间中的三维形貌...     

钛含量对Fe-C-B-Ti合金微观组织和力学性能的影响

研究了钛含量为0.67%~1.82%的Fe-C-B-Ti合金在铸态和热处理下微观组织、硬度和冲击韧性的变化规律。结果表明:当钛含量为0.67%时,Fe-C-B-Ti铸态合金组织由马氏体、珠光体和网状的共晶硼化物组成,硬度和冲击韧性较高。随钛含量的增加,Fe-C-B-Ti合金铸态组织中的马氏体逐渐消失,出现铁素体,硬度和冲击韧性逐渐下降。热处理后,Fe-C-B-Ti合金中的共晶硼化物呈断网状,并随温度的升高有明显粗化。随淬火温度的升高,Fe-C-B-Ti合金的硬度和冲击韧性增加,在1 050℃时达到最大值,当温度超过1 500℃时,硬度和冲击韧性反而降低。     

GH720Li合金的铸态组织和均匀化工艺

对GH720Li合金的铸态组织及均匀化工艺进行了研究,采用物理化学相分析的方法确定了该合金析出相的类型、数量和γ′相的粒径分布。结果表明：该合金在铸造状态下的析出相是γ′、Ti(C,N)、TiC和M2B2(痕),其中γ′相的质量分数高达34．187％。均匀化的结果表明：GH720Li合金适宜的均匀化温度为1190℃。     

700MPa含Nb-Ti高强钢铸坯热塑性与析出物分析

为研究Nb和Ti的添加对700 MPa级含Nb-Ti高强钢凝固过程析出物及铸坯高温塑性的影响,采用Gleeble-3500测试其高温力学性能,并用扫描电镜和能谱仪对其断口形貌和析出物进行观察与分析。利用Thermo-calc热力学软件研究含Nb-Ti高强钢凝固过程中析出物的种类和析出温度。由高温拉伸测试结果知Nb的添加使700MPa高强钢铸坯的第Ⅲ脆性区温度范围增宽且向高温方向延伸(725~925℃)。计算得知700 MPa级含Nb-Ti高强钢凝固过程中会析出Nb、Ti碳氮化物。1 100℃左右700 MPa级含Nb-Ti高强钢中含Nb C的面心立方相大量析出是导致铸坯塑性快速下降的原因。835℃左右,由于发生γ→α相变,铸坯塑性进一步降低。当共析转变结束(655℃左右),铸坯塑性恢复。以上研究为减少700 MPa级含Nb-Ti高强钢铸坯裂纹提供了参考数据。     

通过添加钛细化S45C钢铸态奥氏体显微组织

本文研究了添加钛对铸态奥氏体（γ）结构的影响,不添加钛的铸态γ结构由粗大柱状晶粒组成。添加钛可促使等轴γ-晶粒的形成,也能细化γ结构晶粒。仅当钛加入量介于0．13％-0．17％狭小范围时,方可形成全部等轴晶和非常细小γ-晶粒结构。相图热力学计算结果表明：在此组成范围内,碳氮化钛作为初晶相结晶,通过初始碳氮化钛微粒诱导在δ-枝晶凝固过程中,从柱状晶到等轴晶转变（CET）时形成非常细小的等轴γ-晶粒结构,这些微粒是等轴δ-枝晶形核场所。试验结果表明,细小碳氮化钛的存在可以阻止包晶转变后γ-相的晶粒长大,其可导致铸态γ-结构的细化。     

新型铸&锻GH4198合金组织特征及偏析行为

采用真空感应+电渣重熔连续定向凝固双联工艺制备新型铸锻GH4198合金定向凝固铸锭。利用场发射扫描电镜(FESEM)、能谱(EDS)、电子探针(EPMA)研究和分析了合金的铸态组织特点、凝固偏析行为、均匀化热处理制度,并对合金凝固过程进行了讨论。结果表明:采用电渣重熔连续定向凝固技术制备的铸锭可消除常见的中心等轴晶区而呈现发达的柱状晶组织,R/2处柱状晶的轴向偏离角度小于20°。GH4198合金在凝固过程中,Al,Mo,Ti,Nb和Ta等元素主要在枝晶间偏析;W,Cr和Co等元素主要偏析在枝晶干;铸锭边部元素偏析系数更低,心部和二分之一半径处(R/2)的元素偏析系数相当。铸态合金中主要析出相为γ′相,一次碳化物,共晶相及其凝固前沿的η相、硼化物相和富锆相。经过均匀化热处理后共晶相、η相、硼化物和锆化物相可彻底回溶至基体,采用最高台阶温度为1195℃保温12 h的均匀化热处理制度后各元素扩散充分。     

硼含量对含硼不锈钢组织和性能的影响

在304奥氏体不锈钢加入质量分数为0.44％～1.94％的硼,研究硼对含硼不锈钢的组织、室温力学性能的影响.试验结果表明,试验钢的凝固态组织由初生奥氏体和在晶界连续分布的共晶产物(FeCr)2B和Cr2B组成.硼化物具有较好的热稳定性,试验钢经热轧固溶后析出相数量与构成变化很小,但其分布与形态发生了很大变化.硼化物具有硬脆性,导致试验钢硬度升高.随着硼含量的增加,析出的共晶硼化物增多,不锈钢的硬度增大,冲击韧性急剧减小.     

氢化钛-石油焦制备Al-Ti-C-Ce母合金显微组织及其凝固机制研究

采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)等现代检测分析方法,研究了由TiH_2-石油焦-铝铈合金与铝液制备的不同Ce含量的Al-Ti-C-Ce母合金的显微组织,结果表明:Al-Ti-C-Ce母合金由α(Al),(TiC),(TiAl_3),(Ti_2Al_(20)Ce)相组成; Al-Ti-C-Ce母合金铸样晶界为连续的共晶组织,晶内分布着大量的粗大第二相组织,晶界共晶和晶内第二相中均含有Ti_2Al_(20)Ce相。部分大颗粒第二相组织为复合结构,复合晶粒内部存在颜色较深的α(Al)+Ti_2Al_(20)Ce+(TiC)的包晶组织。线分析结果表明:第二相粒子中,元素C的分布相对均匀,粒子内部C, Al含量相对较低, Ti, Ce含量相对较高, Ce的分布显著高于粒子外部区域;具有复合结构的第二相中所包含的粒子区域, Ti, C含量极高,而Al, Ce含量较低。合金在凝固过程中, TiC粒子作为晶核优先析出, TiAl_3相通过TiC粒子形核,并与游离的Ti, Ce发生包晶反应生成Ti_2Al_(20)Ce相,多余Ce原子会与晶界处的TiC, TiAl_3的复合粒子反应生成TiC, Ti_2Al_(20)Ce复合粒子。含Ti, C, Ce的复合粒子作为领先相优先析出,细化Al-Ti-C-Ce母合金晶粒。     

微钛固氮降低含铌钢皮下裂纹敏感性的机理

 降低含铌低合金钢铸坯的裂纹敏感性,是实现热装热送工艺的必要条件,采用超高温激光共聚焦显微镜(HT-CLSM)、透射电镜(TEM)等手段研究了钛含量不同的含铌低合金钢(Q390、Q390GJD)高温铸坯的晶粒度及析出物特征,旨在揭示微钛固氮降低含铌钢皮下裂纹敏感性的机理。热力学计算与TEM检测结果表明,增加钢中钛质量分数(由0.010%上升到0.023%)提高了氮化钛粒子的析出温度(大于1 400 ℃),高温析出细小弥散的氮化钛粒子可钉扎奥氏体晶界,细化高温铸坯的晶粒度(由4级变成6.5级),晶粒尺寸降低了约44%,使高温铸坯的裂纹敏感性明显降低;氮化钛粒子优先析出固氮降低了铌碳氮化物、氮化铝的开始析出温度,并作为异质形核核心,抑制了铌、铝析出物在晶界析出概率,降低了析出物脆化晶界的危害。通过微钛固氮调控氮化物的析出温度、析出位置及细化晶粒的作用,有效降低了含铌钢第三脆性温度槽的宽度和深度,同时,高温抗拉强度提高了21.3%~27.5%,铸坯皮下裂纹发生率降低了80%以上。为了避免析出物的晶界链状析出导致含铌钢铸坯热装轧制裂纹,应将其钛质量分数控制在0.015%~0.020%的合理范围。