1 500 MPa级贝氏体/马氏体复相高强度钢的疲劳特性

对于一种C-Si-Mn-Cr合金,通过900 ℃奥氏体化20 min、空冷及280 ℃和370 ℃回火2 h,获得了抗拉强度为1 500 MPa的新型贝氏体/马氏体(B/M)复相组织高强度钢.利用疲劳实验研究了B/M复相高强度钢的疲劳极限,并采用C-T试样测定了疲劳裂纹扩展速率曲线.结果表明,B/M复相高强度钢的疲劳极限超过700 MPa,疲劳裂纹门槛值约为12.7 MPa*m1/2;经370 ℃回火的B/M复相高强度钢疲劳裂纹扩展速率较280 ℃回火时低;这种钢的疲劳性能较常规调质处理的高强度钢有所改善.     

放电等离子烧结制备TiC_p/M2高速钢复合材料

采用高能球磨法制备TiCp/M2高速钢复合粉末,并通过放电等离子烧结(SPS)制备TiC颗粒增强M2高速钢复合材料(TiCp/M2)。研究SPS工艺参数对复合材料的致密化规律、显微组织和力学性能的影响。结果表明:SPS可以实现TiCp/M2高速钢复合粉末的低温快速致密化;复合材料的相对密度、硬度和抗弯强度随烧结温度的提高均呈现先增大后减小的趋势。在1040℃烧结时,增大压力或延长保温时间,TiCp/M2复合材料的相对密度、硬度和抗弯强度均有所提高,在50MPa压力下保温10min所制备的TiCp/M2高速钢复合材料具有最佳综合性能,其M6C型复合碳化物的平均粒度为0.8μm,相对密度、硬度和抗弯强度分别为98.9%、HRC57和1685MPa。     

稀土元素Ce对409L不锈钢退火组织和热疲劳性能的影响

试验用409L不锈钢（/%:0.01 C,0.82~0.86Si,0.26Mn,0.002~0.006S,0.034~0.041P,11.44~11.51Cr,0.24~0.27Ti,0~0.09Ce）由10 kg真空感应炉熔炼,锻成30 mm×30 mm方坯,冷轧成2 mm钢板,1100℃ 5min退火。研究了Ce对409L钢900℃ 30min退火组织的影响和900℃-室温热疲劳性能的影响。结果表明,当钢中含0.03%Ce时409L钢退火晶粒细化,热疲劳性能最佳,当进一步增加Ce含量,退火晶粒粗化,钢的热疲劳性能逐渐降低。添加稀土元素Ce后,钢中TiN和TiN-Al₂O₃复合夹杂物基本消除,形成细小球形含Ce的钛氮复合夹杂物和含Ce的Al-O-Ti复合夹杂物,添加过多的Ce,使晶界夹杂物增加,降低热疲劳性能。     

600 MPa级复合微合金化高强钢筋的研制

采用V-N、Nb、Cr复合微合金化控冷工艺试制600 MPa级高强钢筋,并对钢筋力学性能、室温组织、时效及疲劳性能进行检验分析。结果表明:钢筋微合金化成分设计、轧制及控冷工艺合理,钢筋具有良好的力学性能、疲劳性能及低应变时效性能,综合性能优异。V-N、Cr复合微合金化控冷工艺钢筋室温组织为多边形铁素体+珠光体,组织细小均匀分布,有利于钢筋强韧性能的改善与发挥。V-N、Nb、Cr复合微合金化控冷工艺钢筋室温组织为多边形铁素体+珠光体+少量贝氏体,组织配比及形态较好,有利于钢筋抗拉强度的提高,促进了钢筋抗震性能及综合性能的改善。     

新型工模具钢65Cr5Mo3W2VSiTi钢的M／B下双相组织和性能

本文研究了65Cr5Mo3W2VSiTi钢(LM2钢)的M／B下双相组织和性能间的关系及变化规律。结果表明，不同M／B下量和固火温度对性能有明显影响，采用1170℃加热，270℃等温60min等温淬火，钢的组织主要为45%下贝氏体与马氏体。再经200℃低温回火，钢的强韧性配合最佳。用于制造重冷挤压模具，其使用寿命可提高3倍。文中还探讨了高碳高合金钢的双相组织强韧增高的原因。     

激光沉积TC4/TC11梯度复合结构各梯度层性能研究

采用激光沉积制造技术制备具有3层梯度层的TC4/TC11双钛合金梯度复合结构,研究了TC11含量对各梯度层组织与性能的影响,利用O-LYMPUS光学显微镜(OM)、HVS-1000A型显微硬度计、HT-1000型摩擦磨损试验机、MTS-810疲劳试验机对各梯度层进行微观组织观察、显微硬度测试、室温耐磨性能以及疲劳性能分析。结果表明,各梯度层的显微组织均为典型的网篮组织,粗大的α片层逐渐减少,针状α片层逐渐增多,使梯度材料逐渐均匀地从TC4侧过渡到TC11侧;细小的显微组织不易发生位错滑移,各梯度层随着TC11含量的增加,硬度、耐磨性能和疲劳性能不断提高。25%TC4层的性能最好,其硬度和摩擦系数分别为HV 542,0.42,相对100%TC4层的硬度提高了9.7%、摩擦系数降低了30%,磨损机制主要为粘着磨损和磨粒磨损,25%TC4层在最大应力550和800 MPa下的中值疲劳寿命最高,相对75%TC4层分别提高了21.2%,46.6%。本研究为获得性能较佳的TC4/TC11梯度结构提供参考依据。     

二次带状组织对低合金非调质钢疲劳性能的影响

采用应力比为0.1的轴向拉伸疲劳试验分别研究了低合金钢DG20Mn和35CrMo钢的疲劳性能与带状组织的关系.结果表明:带状组织对试验材料的轴向拉伸性能没有明显影响,对35CrMo钢的轴向拉伸疲劳性能影响较小,但严重减弱DG20Mn钢的轴向疲劳性能.带状组织对疲劳性能的影响主要是由于在高的疲劳拉应力下,带状组织引发疲劳微裂纹、微空洞等疲劳损伤,导致疲劳裂纹萌生及扩展模式发生变化,从而影响疲劳性能.     

汽车车轮用B530CL研制开发

根据汽车车轮用钢B530CL的使用特点进行成分和工艺设计,采用复合微合金化技术在热轧1750生产线生产出抗拉强度≥530MPa的低成本高强度汽车车轮用钢。研究结果表明:开发的B530CL车轮用钢具备优良的微观组织,稳定的力学性能,优异的冷成型性能,试制的轮辋、轮辐成形合格率高,制作的车轮具有较高的疲劳寿命。     

离心浇铸挤压复合钢管界面组织与性能

采用离心浇铸挤压工艺制备了20Cr/1Cr18Ni9Ti复合钢管.通过扫描电镜研究了试制复合钢管界面区域的显微组织,利用拉伸实验和热疲劳实验测试了其力学性能.结果表明,采用离心浇铸挤压工艺生产的复合钢管实现了界面完全冶金结合,界面结合强度大大提高,界面处存在的过渡区增强了复合管的加工、使用性能.采用此新工艺生产的复合钢管具有较好的组织和性能,并且工序简短,生产成本低.     

大型客机用300M钢疲劳破坏行为

 结合显微组织观察和力学性能测试,对国产大型客机用300M钢应力比[R＝－1]的轴向光滑疲劳性能进行了研究,分析了大型客机用300M钢的高周轴向疲劳断口形貌及起裂原因,重点研究了非金属夹杂物裂纹源的特性。结果表明,国产大型客机用300M钢冶炼纯净度较高,最终热处理后具有良好的综合力学性能,其应力集中系数[Kt＝1,]应力比[R＝－1]的高周轴向疲劳极限[σ－1]为907 MPa;通过断口SEM观察发现非金属夹杂物引起的应力集中是导致高周轴向疲劳开裂的主要原因,该类起裂源为复杂氧化物和硫化钙的复合非金属夹杂物,尺寸在5.5～20.5 μm之间,主要成分为铝、钙、硅、氧和硫等。     

显微组织对X80钢疲劳裂纹扩展行为的影响

疲劳性能是油气管道安全设计和评价的重要参考因素。在MTS伺服液压万能试验机上，测定了贝氏体/铁素体(B+F)双相X80管线钢在不同应力下的疲劳寿命；使用MTS Landmark 250KN型疲劳试验机对C(T)试样的疲劳裂纹扩展速率da/dN进行了测定。结果表明，疲劳寿命随最大应力减小而增加，当最大应力降至最大工作应力460 MPa,疲劳寿命约为4.1×10⁵循环周次；疲劳裂纹产生于钢板表面，然后向内扩展，直至断裂。在Paris区，当ΔK=30 MPa m^1/2,疲劳裂纹扩展速率da/dN与应力强度因子幅值ΔK的关系曲线图出现转折点。研究成果可为高强钢的疲劳寿命预测和疲劳性能评估提供参考。     

不同粘结剂制备的铝硅氮化硼复合粉末材料及封严涂层性能研究

本文对比分析了三种不同粘结剂制备的铝硅氮化硼复合粉末材料及封严涂层的组织性能,结果表明:以B3为粘结剂时,铝硅氮化硼复合粉末材料的形貌和性能较优,等离子喷涂过程的沉积效率最高,由此制备的封严涂层组织均匀,硬度和结合强度匹配最好,在450℃下抗热震性能和热稳定性能良好。     

两步机械球磨法制备M/TiO2复合薄膜及光催化性能研究

采用两步机械球磨法制备了M/TiO₂（M = Al、Sn、Zn、Ti）双层复合薄膜,利用光学显微镜和X射线衍射仪分析了涂层的微观结构和相组成,测定了薄膜的光催化性能,研究了过渡层材质以及球磨时间对复合薄膜光催化性能的影响。研究表明,TiO₂粉体在球磨过程中的晶体结构未发生显著变化,保持了良好的光催化活性。金属过渡层Al、Sn以及Zn将显著削弱复合薄膜的光催化活性,Ti是复合薄膜的理想金属过渡层,制备的Ti/TiO₂复合薄膜具有优异的光催化性能。随着第二步球磨时间的延长,Ti/TiO₂复合薄膜的光催化性能逐渐降低,这是由于第二层薄膜表面TiO₂含量降低的原因所致。     

RE-Mg-Ti复合变质高碳高速钢轧辊的组织和性能

研究了RE—Mg—Ti复合变质对高碳高速钢组织和性能的影响。结果表明，复合变质能细化高速钢基体，并且使共晶碳化物由层片状变成球状。变质处理后，高碳高速钢的硬度、红硬性和强度变化不大，断裂韧性和疲劳裂纹扩展门槛值有所提高，冲击韧性提高一倍以上，抗热疲劳性能和高温耐磨性也明显改善。     

控轧控冷中碳非调质钢的高周疲劳性能

 采用中碳非调质钢制造的轴类等零件常承受交变载荷，因而对钢材疲劳性能具有高的要求。为了评估控轧控冷工艺生产的非调质钢棒材的疲劳性能，利用旋转弯曲疲劳试验机研究了一种常用的钒微合金化中碳非调质钢38MnVS及对比钢38MnS的高周疲劳性能。结果表明，与38MnS钢相比，38MnVS钢中铁素体体积分数增加，组织明显细化；相分析表明约有54%的钒处于M（C，N）相中，且尺寸小于10 nm的M（C，N）粒子质量分数为32%，这些细小粒子的析出强化增量约为116 MPa。38MnVS钢的疲劳极限较38MnS钢提高了62 MPa，提高幅度约为18%；疲劳极限比从38MnS钢的0.43提高到38MnVS钢的0.48。M（C，N）相的析出强化及组织细化是38MnVS钢较38MnS钢具有优异疲劳性能的主要原因，但其疲劳性能仍低于锻态非调质钢。根据试验结果及文献数据，给出了预测铁素体＋珠光体型非调质钢疲劳极限的简便方法。     

热轧逆相变退火中锰钢的疲劳性能

 为了研究循环载荷对含奥氏体钢微观组织和力学性能的影响,对逆相变处理中锰钢进行了疲劳性能研究,采用SEM、EBSD、XRD等表征了微观组织,采用单轴拉伸试验表征了疲劳前后的力学性能。研究结果表明,在应力比R为-1的试验条件下,逆相变中锰钢中值疲劳极限为378 MPa,疲劳极限与抗拉强度之比σ-1/R_m为0.48;中锰钢超细晶粒尺寸特征有利于阻碍二次疲劳裂纹扩展,亚稳奥氏体的转变行为受应力幅影响较大;在中值疲劳极限的应力水平下,亚稳奥氏体和单轴拉伸性能受循环载荷影响不大。     

宽带激光熔覆WCp/Ni基合金梯度复合涂层的组织和耐磨性

为了消除激光熔覆过程中产生的裂纹，设计了一种梯度复合涂层并研究了其组织和耐磨性，结果表明，熔覆层与基材之间形成了良好的冶金结合。梯度复合涂层中有未完全溶化的铸造WCp和共晶组织γ-Ni Ni3B，还有凝固结晶析出的白色不规则块状组织M7C3、M6C、WC以及深灰色不规则块状组织W2C0复合涂层中形成了少量的非晶、纳米晶及高密度位错复合涂层耐磨性的最高值是基材的3倍以上。     

宽带激光熔覆铸造WCp/Ni基合金梯度复合涂层的组织和性能

研究了宽带激光熔覆铸造WCp/Ni梯度复合涂层的组织和性能。结果表明,涂覆层与基材之间实现了冶金结合。熔覆层由基体组织γ-Ni枝晶、共晶组织γ-Ni M23C6、未熔铸造WCp以及M6C、M7C3、M23C6组成。熔覆层内硬度分布均匀、从熔覆层至基材的硬度变化平缓,避免了裂纹的产生。熔覆层的耐磨性随WCp含量的增加而提高。19－4号试样的耐磨性最好,比基材提高了3倍以上。     

氧化石墨烯/氧化铕复合材料粉体的光催化性能研究

以氧化石墨烯和氧化铕为原材料,利用水热法制备了氧化石墨烯/氧化铕复合粉体。以罗丹明B溶液为模拟污染物测试了所得复合粉体在紫外光照射下的光催化性能。结果表明,随着氧化石墨烯加入量的增加,复合粉体对罗丹明B溶液表现出良好的光催化性,降解率接近100%仅需要60 min。     

GCr15钢中的马氏体-贝氏体复合组织及其强韧性的研究

本文选取GCr15钢M_3点以上240℃等温处理和M_3点以下200℃预淬火—240℃等温处理两种试验工艺,分别研究了先形成贝氏体(B)和先形成马氏体(M)的组织及其强韧性。试验结果表明,在两种工艺获得M-B复合组织中,当M/B的组成比相同时,均表现出良好的强韧性配合。因此,有关先形成等温贝氏体对原奥氏体晶粒的分割及其所引起的马氏体细化模型,在改善高碳铬轴承钢的强韧性方面并无明显效果。