反向凝固复合不锈钢带界面结合的研究

借助光学显微镜、扫描电镜和电子探针,分析了反向凝固轧制后的不锈钢带的熔合区及碳的扩散,并研究了铬元素和铁元素沿横截面的分布情况.试验结果表明,母带和凝固层靠相互扩散形成固溶体而实现良好的冶金结合.     

反向凝固复合不锈钢带的轧制工艺及界面结合

针对用反向凝固法生产不锈钢复合带的工艺，研究了轧制温度、轧制速度及轧制变形率对母带与凝固层间结合的影响。结果表明：轧制温度为１２５０℃、两道次的轧制变形率为５０％时，界面结合较好，轧制速度对界面结合的影响不明显。经分析得知 喧与凝固层的界面结合是靠元素相互扩散形成过渡区实现的。     

含钛低碳钢凝固过程中氧化钛的析出和长大

根据凝固过程中溶质元素偏析和扩散的基本规律,建立了凝固过程中氧化钛的长大模型。计算结果表明,冷却速率对凝固过程中氧化钛的析出和长大有重要影响：冷却速率越小,氧化钛长得越大。凝固前初始氧化钛越小,在凝固过程中氧化钛越容易长大。此外,可以根据冷却速率和凝固后氧化钛的尺寸判断氧化钛是凝固前形成的一次氧化物还是凝固过程中产生的二次氧化物。     

铝液凝固过程中显微组织对溶质元素偏析的影响

以溶质元素分配系数小于1的元素Fe、Si、Ga、Zn为研究对象,通过分析工业试验条件下铝液凝固过程中杂质元素含量变化,以及对应的显微组织(包括晶粒形貌、尺寸和金属间化合物),并与热力学计算软件Factsage计算的Scheil-Gulliver冷却条件下杂质元素含量和析出相进行了比较。研究发现,铝液凝固初期固相中杂质元素含量最低,且均大于理论计算值,随着凝固的进行,杂质元素含量逐渐增高且与理论值偏差越来越大,出现以上现象的原因包括：1)铝液实际凝固过程中存在边界层效应,即从固相中排出的杂质元素没有完全扩散到液相中;2)铝液实际凝固过程中存在微观偏析现象,即沿着晶界处有Al-Fe-Si中间相析出。另外,发现本研究试验条件下铝液凝固组织有粗大柱状晶、细小柱状晶、等轴晶,粗大的柱状晶更有利于提高部分杂质元素的偏析提纯效率,通过控制提高强制冷却可以促进粗大柱状晶的形成。     

含钛低碳洁净钢凝固过程氧化钛的析出行为

通过热力学研究,确定了含钛低碳钢中形成氧化钛的最佳钢液条件.在溶质元素偏析和扩散的基础上,建立了凝固过程氧化钛长大模型.计算结果表明,凝固过程对Ti 203的析出、长大有很大影响.在凝固过程中,析出的Ti203随凝固过程的进行很容易长大,并且随冷却速率的提高,Ti203的尺寸明显减小.相比较来说,凝固前液相中形成的较大的Ti 203在凝固过程中不容易长大,尺寸变化相对较小,并且受冷却速率的影响也小于凝固过程中析出的Ti203.     

三明治复合结构泡沫铝的制备及界面组织分析

采用冷压预制块(芯)与钢面板热压,然后发泡的工艺制备出了泡沫铝三明治复合结构(AFS).通过扫描电子显微镜(SEM)和元素线扫描对界面的微观组织及生成相成分进行了分析.试验结果和分析表明,热压过程中钢面板与芯部通过机械变形和元素扩散形成了牢固结合;发泡过程中,通过Fe、Al元素在界面的相向扩散,生成了FeAl3金属间化合物及(FeAl3+Al)共晶凝固组织,板芯间形成了良好的冶金结合界面.     

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。     

表面冶金基本问题

简要介绍了表面冶金的基本概念、发展与应用。研究并讨论了表面硬化合金在基体钢材表面上的熔融凝固过程,包括浸润性、界面元素互扩散与冶金结合的形成等表面冶金的基本问题。     

SUS 445J2超纯铁素体不锈钢冷轧断带原因分析

利用金相、扫描电镜能谱和电子背散射衍射(EBSD)等分析手段对445J2不锈钢冷轧断带的原因进行了分析.结果表明:445J2不锈钢钢带中心层析出大块状富铌碳化物是钢板冷轧断带的主要原因,裂纹在中心层大块状碳化物处萌生.445J2不锈钢在凝固后期,Nb、Ti、C等元素在中心层偏析富集导致块状富铌碳化物析出;此外,中心层条带状组织和周围粗大的铁素体晶粒也降低了材料的塑性,裂纹沿粗大的铁素体晶粒扩展,最终钢带断裂失效.可通过降低钢坯凝固冷却速率,提高浇注温度,使用电磁搅拌离散Nb、C元素富集,生成大量等轴晶,有效避免在中心层生成有害块状富铌碳化物.     

Cr和Si元素对奥氏体不锈钢组织构成及凝固路线的影响

以316Ti奥氏体不锈钢为基础,设计不同Cr和Si元素含量的合金成分,结合Thermal-Calc热力学模拟计算与合金铸锭凝固组织形貌、成分分析,研究了Cr和Si元素对合金凝固组织构成的影响。研究结果表明,热力学计算能够获得奥氏体不锈钢中析出δ相的临界Cr和Si含量。合金凝固时的元素偏析和冷却过程中的“δ→γ”相变可对δ相析出预测产生一定影响。此外,本工作还针对δ相析出评价了两种凝固路线判据。      

镍基双合金扩散偶的拉伸性能研究

采用热等静压(HIP)扩散连接工艺,获得了镍基单晶高温合金与粉末高温合金的扩散偶。研究了热等静压和热处理工艺对扩散偶的组织和拉伸性能的影响。结果表明,不同温度热等静压的扩散偶均实现了冶金结合,瞬时拉伸断口位置处于DD402侧,断裂面为{111}滑移面。随着HIP温度升高,DD402母材的γ′相粒子粗化,FGH95粉末合金母材的再结晶晶粒长大;1 166℃HIP扩散偶热处理后,FGH95粉末合金的γ′相由晶界大尺寸γ′相、晶粒内中等尺寸的和细小的γ′相组成。扩散偶试样的650℃抗拉强度受HIP温度影响小,而屈服强度随着HIP温度升高而降低。     

扩散工艺对铜合金粉末物理性能的影响

本文通过不同扩散工艺制备了Cu-Zn-Fe合金粉末,并对粉末的物理性能进行了检测,结果表明颗粒结构和颗粒形貌是影响粉末松装密度、流速、粒度分布的主要因素,同时利用粉末烧结理论解释了扩散温度和扩散时间对粉末物理性能的影响规律.     

磁铁矿球团氧化机理的研究

磁铁矿球团高温恒温氧化时，氧气向球团的扩散为限制性环节，低温恒温氧化或升温氧化，球团内磁铁矿颗粒氧化为限制性环节。磁铁矿颗粒氧化按温度划分为两段。在较低温度下主要是铁离子扩散，较高温度下氧离子扩散的扩散能力增强。     

扩散工艺对部分合金化青铜粉末烧结性能的影响

本文研究了扩散温度和扩散时间对部分合金化青铜粉末烧结性能的影响。实验结果表明，随着扩散温度的提高和扩散时间的延长，坯块尺寸变化率由正值向负值转变，通过优化扩散工艺可以得到尺寸变化极小的部分合金化粉末。     

DT碳化钨钢结硬质合金显微组织结构的研究

通过对DT合金各相的成份、形貌、结构特点的观罕及热处理工艺对其影响的分析,揭示出该合金的显微特征,并就进一步提高合金性能从理论上进行了初步探讨。碳化钨相与基体相在加热到高温时发生相互溶解和扩散。各元素的分布有一定的规律。扩散的结果强化了两相的结合。碳化钨相存在溶解、析出和长大倾向不同的两种颗粒,它们的形貌和成份均不同,一种是W向基体扩散较多、外形已明显"球化"的颗粒;另一种是W向基体扩散较少,外形尚未明显"球化"的颗粒。通过比较认为:若能使合金中碳化钨相颗粒实现"球化,"可能有利于提高性能。固溶有其他元素的碳化钨相仍保持WC的结构类型,但晶格常数大于WC,而且随回火温度提高,晶格常数a和c减小。     

烧结理论进展——2.烧结初期多种扩散机制耦合作用的烧结模型

在恒体积条件下给出了多种扩散机制耦合作用两球单元烧结模型的推导过程,编制了相应的计算软件,计算了铜在不同的粒度、温度、时间条件下的颈长方程和对心收缩方程。结果表明:在相同条件下,多机制综合作用颈长方程略高于表面扩散机制单独起作用的颈长方程;多机制综合作用的对心收缩小于只考虑晶界扩散和体积扩散的对心收缩。颈长方程的时间指数随时间的增加而变小。在不同烧结条件下各种机制对颈部物质的贡献存在很大差别。加热速率影响颗粒的对心收缩,在相同烧结时间内,加热速率越低,烧结收缩量越大。压密度越高,在烧结初期颗粒的颈长速率和收缩速率越低。     

冶炼钒钛磁铁矿时铁液中钒的扩散及V2O5还原动力学

铁水中钒的扩散及其动力学特征是影响钒钛磁铁矿冶炼时钒还原及回收的关键因素。本文研究了：碳饱和铁水中钒的扩散及动力学特征；温度、铁水中钛的浓度对钒扩散的影响；铁水中钒与钛对相互间扩散的影响；分析了钒钛磁铁矿冶炼时钒还原的动力学条件及限制性环节。研究结果表明：随温度提高，钒的扩散系数提高，铁水中钛浓度提高，有利于提高钒的扩散能力，而铁水中钒会降低钛的扩散能力。钒钛磁铁矿冶炼时，钒的还原属于扩散为主要限制环节的动力学特征。     

添加B对包渗法制备MoSi2涂层显微组织及静态抗氧化性能的影响

采用包渗法在Mo基体表面制备了B强化的MoSi2涂层,研究了涂层的显微结构、元素分布、相组成以及静态高温抗氧化性能。结果表明:涂层与基体之间通过扩散形成牢固的冶金结合,涂层整体厚度为80～120μm,共由三层组成。涂层中B元素沿晶界扩散富集引起的晶格畸变,使得Si在MoSi2中的扩散系数减小,导致B强化MoSi2涂层中间层厚度相对纯MoSi2涂层中间层厚度减小,但涂层整体厚度增大。经1200℃静态氧化2h后,B强化的Mo-Si2涂层失重为0.6mg/cm2,大大小于纯MoSi2涂层失重量(1.3mg/cm2),表面生成一层致密的SiO2为主体的氧化膜,阻止了涂层的进一步氧化。     

复烧工艺对Fe-Cu粉末烧结件尺寸变化的影响

研究了复压复烧工艺中复烧温度和复烧时间对Ｆｅ－Ｃｕ粉末烧结件尺寸变化的影响。运用扩散方程对Ｆｅ－Ｃｕ粉末烧结合金化程度与时间的关系作了估算。结果表明，在研究条件下，复烧温度超高，烧结件经向膨胀量越大；复烧时间越长，烧结件经向膨胀量越小。     

对30MnSiB钢中氢自然扩散规律的研究

针对邢台钢铁公司生产的30MnSiB出现滞后断裂问题，进行了盘条中[H]的模拟自然扩散试验。试验发现了自然储存、运输条件下30MnSiB盘条中H的扩散速度与温度、时间的相关性，据此确定的30MnSiB盘条自然时效时间用于实际生产效果显著。