800MPa级别钢熔敷金属热处理脆化机理研究

用于制造船体结构的10Ni5CrMoV钢,为了消除焊接残余应力,在焊后需对其焊接接头进行热处理。试验采用纯氩气体保护焊接10Ni5CrMoV钢,焊后热处理后发现其熔敷金属-50℃冲击韧性大幅下降。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和俄歇电子能谱分析方法(AES)对熔敷金属热处理前后的组织和冲击断口进行分析,找出其冲击韧性下降的原因。试验结果表明:10Ni5CrMoV钢熔敷金属热处理后由于回复作用板条状组织变粗或消失,在晶界磷元素的偏聚和大量的碳化物在晶界析出导致其冲击韧性下降。     

模拟焊后热处理温度对Q345R钢板焊接接头的焊接残余应力及力学性能的影响

通过热处理试验、残余应力测试、拉伸试验、弯曲试验、硬度试验等方法,分析了模拟焊后热处理温度对Q345R钢板焊接接头的残余应力及力学性能的影响.结果表明:随模拟焊后热处理温度由400℃提高至620℃,Q345R钢板焊接接头的残余应力逐渐减小,经620℃热处理后,可基本消除其焊接残余应力;随着模拟焊后热处理温度的提高,Q3...     

消应力热处理对塑性变形后10CrNi5MoV钢性能与组织的影响

研究了10CrNi5MoV钢原始态试样、无塑性变形消应力热处理试样、塑性变形量为6.6%试样和塑性变形量为6.6%消应力热处理试样4种状态的组织与性能。结果表明,消应力热处理后,塑性变形量为6.6%试样较热处理前压缩屈服强度明显升高,包申格效应得到消除;试样的-20℃KV2、-84℃KV2较热处理前分别降低39 J、42 J,出现了脆化现象;消应力热处理后,塑性变形试样较热处理前金相组织和晶粒度未出现明显改变;消应力热处理后,塑性变形试样中生成了板条间条状碳化物,并发生了P、Ni等元素在晶界的偏聚;条状碳化物的出现、P等元素在晶界的偏聚是塑性变形试样经消应力热处理后脆化的原因。     

发动机铸铁气缸盖热处理前后的残余应力对比

采用压痕应变法、全释放应变法和深孔(DHD)法分别检测两种材料4种型号的发动机铸铁气缸盖在热处理前后的残余应力,分析了热处理消除气缸盖残余应力的效果。结果表明：通过压痕应变法和全释放应变法测得热处理前后气缸盖表面的残余应力基本为压应力,两种方法测得的残余应力水平相当,除3号气缸盖外,其余气缸盖热处理后的表面压应力峰值基本没有下降;通过DHD法测得气缸盖深度方向存在拉应力,热处理工艺没有降低气缸盖深度方向的拉应力峰值;3号气缸盖可以采用热处理工艺消除表面残余应力,其余气缸盖热处理前残余应力的水平较低,无需进行热处理。     

热处理对同质异态TC17钛合金线性摩擦焊接头的影响

对TC17(α+β)和TC17(β)钛合金进行线性摩擦焊及焊后热处理试验,运用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)观察接头各区域的微观组织变化,采用轮廓法测试接头残余应力分布情况,分析了热处理对接头的微观组织、残余应力及力学性能的影响。结果表明：焊接过程中焊缝区发生了相变及动态再晶界过程,形成亚稳定β相;两侧热力影响区初生α相严重变形,针状α相完全溶解。经过热处理,亚稳定β相分解为稳定的α+β相,板条状α相在晶界析出,针状α相在晶粒内部析出,变形α相发生不同程度的分解。轮廓法测试结果表明,接头沿振动方向的应力呈双峰分布,接头热力影响区处拉应力峰值达到最大约360 MPa,焊缝中心拉应力值约140 MPa,经过热处理,接头沿振动方向拉应力值降低至50 MPa以下。经过热处理后接头微观组织更加均匀,并且接头残余应力得到消除,接头拉伸及疲劳性能得到明显改善。     

塑性变形及消应力热处理对10CrNi5MoV钢性能与组织的影响

分析了塑性变形量分别为2.4%、3.2%、4.8%、6.6%和9.1%的10CrNi5MoV钢在消应力热处理前后力学性能和微观组织的变化。结果表明,10CrNi5MoV钢具有包申格效应,热处理后该效应消除、屈服强度恢复正常,但低温韧性较热处理前有不同程度的降低,且下降幅度随着试样塑性变形增大而增加;当塑性变形量为9.1%时,出现了明显脆化,断口呈韧窝+准解理+沿晶断裂的混合断裂形貌;包申格效应的产生、消除与塑性变形引起的位错密度变化有关;热处理后马氏体板条间条状碳化物的析出以及P、Ni元素和部分碳化物在晶界处的偏聚,致使晶内和晶界部分脆化是该钢在较大塑性变形下韧性下降的主要原因。     

正火热处理对06Cr13/Q345R复合钢板组织和性能的影响

重点研究了正火热处理对06Cr13/Q345R不锈钢复合钢板组织和性能的影响。试验结果表明:06Cr13/Q345R不锈钢复合钢板正火热处理后复层06Cr13晶界有大量碳化物析出,塑性降低。     

低合金钢消应力热处理研究进展

介绍了低合金钢焊接残余应力及其消除方法,综述了热处理方法消除残余应力的机理、工艺参数设计、低合金钢消应力热处理特点,以及该处理对低合金钢构件性能与残余应力的影响规律。指出了针对低合金钢构件,在考虑应力消除效果的同时,还应在构件选材、制作及热处理参数制订时尽量避免消应力热处理后材质性能产生明显恶化。      

回归再时效中预时效温度对7050铝合金应力腐蚀性能的影响

采用硬度测试、电导率测试、慢应变速率拉伸、透射电镜和扫描电镜等方法,研究了回归再时效热处理工艺中预时效温度对7050铝合金微观组织和应力腐蚀性能的影响。结果表明:随着预时效温度升高,回归再时效后7050铝合金晶内析出相从以GP区为主转变为以η′相为主,晶界析出相逐渐粗化,晶界变得不连续分布,合金应力腐蚀敏感性降低;但晶界无沉淀析出带宽度增加,120℃时达到140nm,易导致应力集中和阳极溶解,合金抗应力腐蚀性能下降。预时效温度为80℃,即稍微欠时效时,7050铝合金抗应力腐蚀性能较好,在缓慢应变速率(10-6s-1)和3.5%NaCl溶液腐蚀介质下,合金抗拉强度为473.5MPa,伸长率为10.67%,应力腐蚀指数为0.05824。     

销孔螺栓断裂分析

销孔螺栓在服役期限内发生断裂。借助扫描电子显微镜对断口形貌及显微组织进行观察分析。结果表明,由于销孔螺栓的热处理工艺不当,使其显微组织成为珠光体＋沿晶界分布的网状铁素体及魏氏体组织,造成晶界弱化,使得销孔螺栓强度降低,在应力的作用下发生疲劳断裂。     

退火处理对AZ31镁合金表面Ni-Mo-P镀层组织与耐腐蚀性能的影响

为了进一步提高镁合金表面Ni-Mo-P镀层的耐蚀性,采用0M、XRD和浸泡试验等方法,研究了退火处理对AZ31镁合金表面Ni-Mo-P镀层组织与腐蚀性能的影响。结果表明:AZ31镁合金阳极氧化-化学镀Ni-Mo-P镀层表面为“胞状”组织,随着退火温度的升高或退火时间的延长,AZ31镁合金阳极氧化-化学镀Ni-Mo-P镀层的胞状组织逐渐细化,但镀层厚度降低,同时,非晶态Ni-Mo-P镀层组织逐渐向晶态转变,350℃退火1.0h具有较高的非晶化程度,退火处理后的Ni-Mo-P镀层由Mg、MgO、Mg2SiO4、Ni和Ni3P组成;退火使AZ31镁合金阳极氧化-化学镀Ni-Mo-P镀层耐蚀性降低,350℃退火1.0 h镀层具有相对较好的耐蚀性,这与镀层的厚度和非晶化程度有关。     

Ni-Mo-P非晶态合金电沉积工艺及镀层耐蚀性

通过正交试验优化镀液组成和工艺参数,用电沉积法获得了外观呈银白色、平整光滑的Ni-Mo-P非晶态合金镀层。用扫描电镜、X射线衍射、能谱分析及电化学极化曲线法研究了镀层的表面形貌、组织结构、化学组成及耐蚀性能。结果表明,由于钼元素的加入,镀层的组织结构得到改善,致密性增加,在5%NaCl和0.5mol/L H2SO4溶液中的耐蚀性较不锈钢和Ni-P非晶镀层的更为优异。     

Ni-P/Ni-Mo-P镀层耐腐蚀性研究

通过在镀液中加入Na2MoO4的化学沉积法对酸性Ni-Mo-P/Ni-P双层化学镀工艺进行了研究。通过试验，确定了用连续施镀法制备此多元合金镀层的工艺。测定了镀层的性能，特别是对其耐腐蚀性能进行了重点研究。结果表明，镀层的成分及结构对其性能有关键的影响，双层镀镀层性能优于Ni-P单层镀镀层性能。     

机械镀锌-锰、锌-铝-锰合金工艺及镀层的耐蚀性能

为了获得性能良好的含锰合金镀层,以机械镀锌和机械镀锌-铝工艺为基础,通过调整活化剂和促进剂的种类及用量,开发了机械镀锌-锰合金工艺.利用该工艺可在钢基表面获得不同配比的锌-锰及锌-铝-锰合金镀层,对镀层进行了5%NaCl溶液喷雾加速腐蚀试验及全浸加速腐蚀试验,并与机械镀锌层进行了对比.结果表明,各种配比的锌-锰合金镀层的耐蚀性能优于机械镀锌层,且其耐蚀性随着锰含量的增加而增加;锌-铝-锰合金镀层的耐蚀性能比镀锌层提高数十倍.     

机械镀Zn-Al合金镀层的耐腐蚀性能研究

为了增强机械镀镀层的耐腐蚀性能,采用机械镀方法,以含铝5%(质量分数)的Zn-Al合金粉为原料,在Q235钢材基体表面制备了Zn-Al合金镀层。利用扫描电镜(SEM)表征了合金镀层的截面和断面形貌;采用极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)分析了合金镀层在3.5%NaCl溶液中的电化学行为;通过中性盐雾腐蚀实验分析了合金镀层的耐蚀性,并采用XRD分析了镀层的盐雾腐蚀产物。结果表明,Zn-Al合金镀层由葫芦状的Zn-Al合金颗粒交错互嵌堆积而成,镀层颗粒之间以类似隼接的连接方式搭接“卡锁”;与机械镀Zn层相比,Zn-Al合金镀层的腐蚀电位正移了209 mV,腐蚀电流密度仅为纯Zn镀层的7.1%左右,极化电阻为纯Zn镀层的14倍;Zn-Al合金镀层的容抗弧半径明显大于纯Zn镀层的弧半径,且Q_dl较纯锌层减小;纯Zn镀层出现白锈和红锈的时间分别为24和362 h,而Zn-Al合金镀层出现白锈和红锈的时间为48和504 h。Zn-Al合金镀层的耐中性盐雾腐蚀性能明显优于纯Zn镀层,合金镀层对电荷转移具有更好的抑制作用,且Zn-Al合金镀层的腐蚀产物结构致密,可增强物理屏蔽功能。     

热浸镀新型高耐蚀锌合金镀层的成分设计及试验研究

为了开发出低成本高耐蚀性合金镀层,通过对新型合金镀层成分进行正交试验设计,在冷轧钢板、热轧钢板及角钢表面通过热浸镀制备不同成分的锌合金镀层,对镀层的锌液流动性、锌灰质量、可镀性、耐蚀性进行了试验研究。结果表明:添加Mg、Ni、Al和V的合金镀层耐蚀性普遍优于传统镀锌和镀Zn-Ni-V合金镀层,Mg对于耐蚀性的影响最显著,Al和Mg元素对合金镀层可镀性的影响最大,在试验含量范围内Ni和V含量对合金镀层可镀性的影响不显著,新型高耐蚀性锌合金镀层成分中各元素的优化水平组合为Mg含量0.3%~0.5%,Al含量≤0.02%,Ni含量0.06%、V含量0.04%。     

A novel polymer critical re-melting treatment for improving corrosion resistance of magnesium alloy stent

Polymer coating was widely used as a protective coating on Mg alloy stent due to its excellent deformability. However, the polymer coating with lots of macro- and micro-holes after solvent evaporation during forming process would make corrosion medium permeate easier and decrease the corrosion resistance of Mg alloy stent. In this study, a novel critical re-melting method was adopted to improve the polymer coating densification, which was evaluated by the surface morphology of coating. The corrosion resistance of Mg alloy stent after critical re-melting treatment was examined by the electrochemical and immersion tests. The results indicated that the corrosion resistance of Mg alloy stent with polymer coating was improved significantly by polymer critical re-melting treatment.     

稀土元素对镁合金微弧氧化的影响

分别在磷酸盐和硅酸盐两种体系中研究了不同稀土元素对镁合金微弧氧化的影响.结果表明,提高钕盐浓度可以改善氧化膜的外观、厚度和耐蚀性能.镁合金浸泡在稀土盐溶液中表面能形成稀土转化膜.用稀土转化膜取代镁合金表面的自然氧化膜进行微孤氧化处理,获得的陶瓷层分布更加均匀,表面更为光滑致密.用5%NaCl溶液浸泡48 h的对比腐蚀试验表明,用稀土盐溶液浸泡预处理过的试样耐蚀性显著加强.     

Laser cladding of Zr-based coating on AZ91D magnesium alloy for improvement of wear and corrosion resistance

To improve the wear and corrosion resistance of AZ91D magnesium alloy, Zr-based coating made of Zr powder was fabricated on AZ91D magnesium alloy by laser cladding. The microstructure of the coating was characterized by XRD, SEM and TEM techniques. The wear resistance of the coating was evaluated under dry sliding wear test condition at room temperature. The corrosion resistance of the coating was tested in simulated body fluid. The results show that the coating mainly consists of Zr, zirconium oxides and Zr aluminides. The coating exhibits excellent wear resistance due to the high microhardness of the coating. The main wear mechanism of the coating and the AZ91D sample are different, the former is abrasive wear and the latter is adhesive wear. The coating compared to AZ91D magnesium alloy exhibits good corrosion resistance because of the good corrosion resistance of Zr, zirconium oxides and Zr aluminides in the coating.     

镍、铁基喷焊层组织与性能研究

为寻找具有耐盐酸腐蚀能力的喷焊用合金粉末,自行设计了3种喷焊粉末,并对比研究了自制粉末与商业Ni60粉氧乙炔喷焊层的显微硬度、显微组织形貌和耐盐酸腐蚀性能.结果表明,自制1号粉喷焊层的显微硬度值明显高于商业Ni60喷焊层,自制2号粉喷焊层的显微硬度和耐蚀性均优于商业Ni60喷焊层.分析认为,钼的加入可改善合金粉末的喷焊工艺性,提高喷焊层的耐盐酸腐蚀性能;铬含量的增加显著提高了喷焊层的显微硬度;喷焊层中铁含量的增加对耐盐酸腐蚀性能有不利影响.