低温对ER8车轮钢力学性能的影响EI北大核心CSCD

对ER8车轮钢轮辋材料在-40℃、-20℃、0℃、25℃(室温)下,分别进行力学性能研究,利用激光共聚焦显微镜、场发射扫描电子显微镜对其组织和断口进行表征。结果表明:-40℃时,轮辋材料的抗拉强度和屈服强度分别提高了5.8%和7.1%,强度指标(抗拉强度和屈服强度)与温度几乎呈线性关系,塑性指标(延伸率与断面收缩率)均下降约2%;轮辋材料冲击韧性对温度非常敏感,随温度下降,其冲击韧性迅速降低,-40℃冲击功降幅达60%;轮辋材料-40℃时的疲劳寿命高于室温的疲劳寿命,-40℃时疲劳源和裂纹扩展区二次裂纹都较室温时的细小,室温时ac(疲劳裂纹临界尺寸)约为3.2 mm,-40℃时,ac约为4 mm。     

3D打印技术研究现状和关键技术EI北大核心CSCD

本文首先简要介绍了3D打印技术的基本原理及分类,然后重点介绍了有关金属材料3D打印的几种方法:电子束熔化成形(EBM)、激光选区熔化成形(SLM)、激光快速成形技术(LDMD)。简述了金属材料3D打印的应用领域及国内外发展情况及研究现状。文章最后结合国内外金属材料3D打印的研究现状,指出金属材料3D打印需要在打印用粉末、金属3D打印设备、3D打印零件无损检测方法、3D打印零件的失效行为和寿命预测等方面进行重点研究,并建立3D打印零件的无损检测标准规范以及3D打印材料全面力学性能数据库。     

Mo含量对D2钢组织与性能的影响

采用OM、SEM、TEM、XRD、EDS等分析手段,研究了Mo含量变化对D2钢组织和性能的影响规律。结果表明,随Mo含量增加,D2钢铸态组织晶粒细化,共晶碳化物数量增多,形态由细长棒状转变为条块状和鱼骨状。与棒状碳化物相比,鱼骨状和条块状碳化物热稳定性增强,加热过程中难以溶解和球化,导致淬火后基体中合金固溶度降低,回火后硬度下降。D2钢Mo含量最佳范围为0.9%~1.1%(质量分数),此时淬回火硬度可达61 HRC,冲击韧性20 J/cm~2以上,具有良好的综合使用性能。     

C含量对VCoNi中熵合金微观组织和性能的影响EI北大核心CSCD

在VCoNi中熵合金中添加间隙碳(C)原子制备出(VCoNi)_(100-x)C_(x)(x=0,0.1,0.4,1和2.8),系统研究了C含量对其微观组织、力学性能以及摩擦磨损性能的影响。结果表明,当C含量为0~1时,随着C含量的提高,均匀态和再结晶态样品的晶粒尺寸均减小,第二相颗粒的含量提高;均匀态样品的织构逐渐向α取向线上聚集,而再结晶态织构均在α线上聚集,且织构最强点均在α取向线上。当C含量为1~2.8时,均匀态样品中出现粗大的胞晶,第二相以棒状和颗粒状并存,退火孪晶减少,未出现典型的织构类型。当C含量为0.1时再结晶态样品的强韧化性能最优,可归因于细晶强化、间隙强化和第二相强化。加入C原子使再结晶样品的摩擦磨损性能提高,可归因于磨粒磨损减弱,而粘着磨损和氧化磨损增强。     

硫化氢腐蚀对X80管线钢断裂韧性的影响EI北大核心CSCD

测试X80管线钢分别在未腐蚀状态下及饱和H2S预腐蚀后的δ-Δa阻力曲线;分析了H2S腐蚀对其裂纹扩展阻力曲线、断裂韧性、塑性功等方面影响。结果表明,H2S腐蚀后X80材料KIC下限为75.43 MPa·m?。对比分析H2S腐蚀前后测试结果,发现H2S腐蚀会对X80钢的断裂韧性产生显著影响:未腐蚀试样的裂纹扩展阻力曲线明显高于H2S腐蚀后的;H2S腐蚀前后材料的稳定裂纹扩展下的启裂韧度δ0.2BL分别为0.740 mm和0.365 mm,前者是后者的2.02倍;扩展量Δa相近的情况下,未腐蚀试样的裂纹扩展过程所需塑性功是H2S预腐蚀后的2.29倍左右,H2S腐蚀明显会降低X80材料的断裂韧度。因此,管道在输送天然气过程中应尽量避免H2S的腐蚀,保证材料的韧性不受破坏。     

NiCrFe合金补焊15Cr2Mo1耐热钢焊缝组织与力学性能EI北大核心

针对15Cr2Mo1耐热钢焊缝服役过程中易出现表面裂纹的问题,采用与该钢种使用场景相似的NiCrFe合金对预制不同坡口深度来模拟裂纹深度的焊缝进行补焊。通过补焊焊缝组织及性能表征,验证补焊修复工艺的适用性。结果表明:不同深度裂纹补焊后均成型良好且无明显缺陷,焊缝金属均由奥氏体胞状树枝晶及第二相析出物组成,熔合区附近存在少量共晶铁素体,但Ⅱ型边界与熔化边界间的白亮条带中不存在铁素体。补焊填充量的增加主要使接头的屈服强度降低,尤其坡口深度由6.5 mm增加至13 mm时,室温及高温屈服强度均大幅度降低15%左右,此后降低趋势减缓。填充量增加使熔合线及熔合线外2 mm区域冲击韧性提高,而全焊缝硬度随填充量增大呈现先减小后增大的特点,这与补焊缝所受的拘束作用、合金元素偏析形成析出相增多有关。     

回火温度对2Cr3Mo2NiVSi钢表面抗冲击磨损性能的影响

为了改善2Cr3Mo2NiVSi模具钢表面的抗冲击磨损性能,对2Cr3Mo2NiVSi模具钢进行了不同温度的回火处理.研究了回火温度对2Cr3Mo2NiVSi模具钢的表面抗冲击磨损性能的影响,阐述了2Cr3Mo2NiVSi模具钢在动载冲击条件下的表面磨损失效机理.结果 表明:随着回火温度的升高,2Cr3Mo2NiVSi...     

Al元素对Al_xFeCrCoCuV高熵合金组织及摩擦性能的影响EI北大核心CSCD

采用非自耗电弧熔炼炉制备了Al_xFeCrCoCuV(x=0,0.5,1.0)多组元高熵合金。用XRD,SEM,EDS和DSC技术探究了合金的微观组织,并测试了其硬度及耐磨性能。研究表明:随着Al的加入,Al_(0.5)FeCrCoCuV合金和Al_(1.0)FeCrCoCuV合金由FeCrCoCuV合金单一的BCC相变为由枝晶BCC和晶间FCC共同组成的双相组织;Al_(1.0)FeCrCoCuV合金的硬度大于Al_(0.5)FeCrCoCuV合金。合金的摩擦磨损测试主要以黏着磨损为主,合金的耐磨性能与硬度成正比。3种合金的摩擦因数都是随着时间的增加而减小,主要原因是随着摩擦时间的增加,合金表面生成了一层氧化物提高了合金的耐磨性能。     

Mo元素对船用高强钢碱性焊条熔敷金属组织和性能的影响

测试5种不同Mo含量的船用高强钢焊条的熔敷金属力学性能,采用光学显微镜和透射电镜进行微观组织观察和分析,并采用Jamtpro软件模拟计算熔敷金属的焊接CCT图。结果表明,随着Mo含量增多,熔敷金属屈服强度和抗拉强度显著提升,但冲击韧性及塑性呈下降趋势;焊接CCT曲线逐渐向右下方移动,熔敷金属的组织由韧性较好的针状铁素体逐渐向硬脆的贝氏体和马氏体转变;当Mo含量高于0.482%时,熔敷金属中会产生对韧性不利的M-A组元,当Mo含量高于0.887%时,熔敷金属中会析出Mo的碳化物,造成严重脆化。     

热处理制度对OCr13Ni8Mo2Al钢组织和性能的影响

研究了热处理制度对OCr13Ni8Mo2Al钢微观组织性能的影响。结果表明，含有高密度位错的板条马氏体及与基体共格的细小弥散分布的β-NiAl沉淀析出是该钢具有高强度的主要原因。530℃左右时效强度达到峰值，510℃左右时效冲击韧性处于谷值。时效过程中合金的脆性与残余奥氏体的分解无关。     

Mo含量对碳弧堆焊Fe-Cr-C-Mo-B耐磨层组织和性能的影响

目前,对Fe-Cr-C-Mo-B合金堆焊技术研究报道较少.采用碳弧焊方法,在Q235钢表面堆焊Fe-Cr-C-Mo-B合金层,采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪分析了堆焊层的组织结构、形貌及成分.采用摩擦磨损试验研究了堆焊层的耐磨性,探讨了不同Mo含量对堆焊层组织和性能的影响.结果表明:Mo含量为0～2.5％(质量分数)时,堆焊层组织主要为亚共晶组织,Mo含量为4.0％时,组织中出现了少量大块状初生碳化物,有向过共晶转变的趋势;堆焊层组织主要为马氏体、铁素体、珠光体,碳化物主要为Cr7C3,Ch3C6以及B4C;随着Mo含量的增加,堆焊层的硬度增加,堆焊层的磨损失重呈减小趋势,Mo含量为4.0％时硬度达到最大值62.5 HRC,磨损失重最小,堆焊层划痕最浅,耐磨性最好.     

含LPSO相Mg-Y-Er-Ni合金的组织和拉伸性能EI北大核心CSCD

用重力铸造法制备3种Mg_(97)Y_(2-x)Er_(x)Ni_(1)(x=0.5、1、1.5)合金,研究了其铸态和(520℃,12 h)固溶态的组织和拉伸性能。结果表明:3种铸态合金都由α-Mg基体和18R-LPSO相组成,其中Mg_(97)Y_(1)Er_(1)Ni_(1)晶粒最细,LPSO相的体积分数最高、尺寸最小且分布最为均匀,因此其室温拉伸性能最佳。进行(520℃,12 h)固溶处理后,3种固溶态合金仍然由α-Mg基体和18R-LPSO相组成。固溶态Mg_(97)Y_(1.5)Er_(0.5)Ni_(1)合金晶内出现基面层错,但是并不具有完整的堆垛周期性特征。与铸态相比,3种固溶态合金的室温拉伸性能均有所提高。     

真空分级淬火对8Cr4Mo4V钢组织和性能的影响

在真空条件下对航空轴承用8Cr4Mo4V钢进行不同温度的分级淬火并采用扫描电镜观察其微观组织、用XRD谱进行相分析并测试洛氏硬度、冲击性能和旋转弯曲疲劳性能,研究了真空分级淬火对其微观组织和力学性能的影响。结果表明,真空分级淬火后的8Cr4Mo4V钢其微观组织由下贝氏体、马氏体/残余奥氏体和碳化物组成;随着分级淬火温度的提高,淬火和回火态钢中析出碳化物的数量增加,残余奥氏体的含量降低。分级淬火温度为580℃时淬火态钢中贝氏体的含量最高(达到13.87%),残余奥氏体的含量为28.59%。回火后析出碳化物的含量和洛氏硬度均为所有分级温度中的最大值,分别为4.37%和62.38HRC。真空分级淬火能提高8Cr4Mo4V钢的综合力学性能。与未分级真空淬火相比,进行580℃×10 min真空分级淬火的8Cr4Mo4V钢的冲击韧性提高了23.3%,旋转弯曲疲劳极限提高了110 MPa。     

基于组织和结构调控9CrV钢大尺寸活塞性能的优化EI北大核心CSCD

研究了热处理和结构调控对直径为190 mm的9CrV钢仿形活塞不同部位显微组织和力学性能的影响及其机理。结果表明,经850℃×5 h-230℃×4 h等温淬火、230℃×4 h回火后,9CrV钢活塞的表层至心部依次为下贝氏体、贝氏体+索氏体+M/A岛、珠光体类组织;表层的抗拉强度和冲击吸收功均高于心部。淬火温度降至800℃、回火温度升至400℃,使表层的抗拉强度提高到1610 MPa、冲击吸收功降低到7.4 J,心部的冲击韧性有所提高但是强度降低。经800℃×5 h-230℃×4 h等温淬火、230℃×4 h+400℃×4 h二次回火后,表层的抗拉强度达到1672 MPa、冲击吸收功达到9.8 J,且改善了心部的冲击韧性,使活塞整体的强度与韧性趋于平衡。淬火加热温度的降低保留了适量的未溶碳化物颗粒,阻碍了奥氏体的长大和细化了晶粒,从而提高了钢的强度。在230℃回火使残余奥氏体转化为下贝氏体、防止在400℃回火(提高心部韧性)时生成薄壳碳化物和平衡了整体韧性。综合热处理和活塞结构的调控,实现了大尺寸活塞的整体强韧性平衡。     

Mo和Ni对高强无碳化物贝氏体钢组织转变与力学性能的影响

测定了不含Mo和Ni、含Ni和含Mo三种成分实验钢的CCT曲线,利用扫描电镜、透射电镜观察了连续冷却及轧后空冷条件下三种钢的显微组织变化,并对其力学性能进行了检测分析。结果表明:添加少量Mo和Ni能有效延迟高强无碳化物贝氏体钢CCT曲线中高温铁素体相变,降低Ms点,促进贝氏体相变。Mo和Ni的添加可使实验钢轧后空冷组织由铁素体+粒状贝氏体+M/A混合组织转变为无碳化物贝氏体组织(BF+AR),Ni对贝氏体板条的细化作用比Mo显著,但组织中会出现少量粗大贝氏体;Mo对轧后相变过程中粗大贝氏体的形成有一定抑制作用,可使获得的无碳化物贝氏体组织均匀性更好。Mo和Ni均可有效提高高强无碳化物贝氏体钢的力学性能,其中Ni对抗拉强度的提升作用强于Mo,而Mo则更有利于冲击韧性的提高。含Ni的2#实验钢抗拉强度比不加Ni和Mo的1#实验钢提高252MPa,含Mo的3#实验钢-20℃下冲击吸收功比1#提高11J。     

022Cr25Ni7Mo4N双相不锈钢等温处理中的组织演变EI北大核心CSCD

研究经1100℃等温处理2~20 h后022Cr25Ni7Mo4N双相不锈钢的显微组织演变。观察钢中奥氏体晶粒形态变化并对其尺寸进行定量表征,测量铁素体/奥氏体两相中的元素含量变化,并探讨组织演变对实验钢中铁素体相体积分数的各向异性和低温冲击韧性的影响。结果表明:随着保温时间的延长,奥氏体晶粒发生聚集、长大、粗化现象,并伴随显著的晶粒形态变化,a/b值≥4.0时细长棒状晶粒体积分数从近20%骤降至5%以下,a/b值介于1.0~1.9的等轴晶粒体积分数显著上升的同时,尺寸≥20μm的晶粒体积分数快速增加。保温时间的延长使得Mo,Cr元素进一步向铁素体相扩散、富集,并提高铁素体相抗点蚀当量(pitting resistance equivalent number,PREN)值。细长棒状奥氏体晶粒比例的显著下降,是奥氏体体积分数各向异性改善和实验钢低温冲击韧性提高的主要原因。     

P20钢电火花成形加工表层的组织结构和性能

在不同脉冲电流条件下对模具钢P20进行电火花成形加工,研究了脉冲电流对试样表层的微观组织结构的影响,以及微观组织结构对表面性能的影响。结果表明,电火花成形加工后试样的表面分为烧蚀层、熔化凝固层和热影响层。随着脉冲电流的增大,熔化凝固层和热影响层的厚度增大;在加工过程中元素的扩散和迁移使熔化凝固层外侧碳元素和氧元素的浓度较高。电火花成形加工过程相当于热处理过程,从熔化凝固层到热影响层、基体,显微硬度快速降低。有限元模拟计算表明,在熔化凝固层内的垂直与界面微裂纹主要是加工放热过程中的残余应力引起的。     

晶粒度对K492高温合金疲劳性能的影响EI北大核心CSCD

研究了晶粒度对K492镍基高温合金在700℃和800℃的疲劳性能的影响,并根据扫描电镜和透射电镜的结果分析了疲劳断裂的机理。结果表明,晶粒细化提高了K492合金700℃和800℃的疲劳性能。在700℃进行高周疲劳时在冶金缺陷或某个晶面处产生疲劳裂纹;疲劳实验后位错呈带状分布,γ'相形态不发生变化,位错以切过或Orowan绕过机制通过γ'相。在800℃高周疲劳时疲劳裂纹均在缺陷处产生,部分区域的位错组态与在700℃的实验结果相似,γ'相形态不发生变化。另一部分区域的γ'相发生筏化,位错分布在基体通道中,γ'相失去对位错的钉扎作用。在700℃低周疲劳时疲劳裂纹主要起始于样品表面。在800℃低周疲劳时,疲劳裂纹主要产生于样品次表面或某个晶面处。     

晶粒度对K492高温合金疲劳性能的影响EI北大核心CSCD

研究了晶粒度对K492镍基高温合金在700℃和800℃的疲劳性能的影响,并根据扫描电镜和透射电镜的结果分析了疲劳断裂的机理。结果表明,晶粒细化提高了K492合金700℃和800℃的疲劳性能。在700℃进行高周疲劳时在冶金缺陷或某个晶面处产生疲劳裂纹;疲劳实验后位错呈带状分布,γ'相形态不发生变化,位错以切过或Orowan绕过机制通过γ'相。在800℃高周疲劳时疲劳裂纹均在缺陷处产生,部分区域的位错组态与在700℃的实验结果相似,γ'相形态不发生变化。另一部分区域的γ'相发生筏化,位错分布在基体通道中,γ'相失去对位错的钉扎作用。在700℃低周疲劳时疲劳裂纹主要起始于样品表面。在800℃低周疲劳时,疲劳裂纹主要产生于样品次表面或某个晶面处。     

激光焊接工艺参数对30CrMnSiNi2A钢组织和性能的影响EI北大核心

利用CO2激光对超高强度钢30CrMnSiNi2A进行了焊接处理。采用OM、显微硬度仪和电子万能试验机等对激光焊接接头的显微组织、硬度、拉伸强度进行了研究。结果表明,固定激光功率,扫描速度从60~220mm/min变化时,随着扫描速度的增加,焊缝区和热影响区(H.A.Z)宽度变窄,焊缝区组织就越细小,硬度值明显增大,抗拉强度变化不大;固定扫描速度,激光功率从2.6~3.2kW变化时,随着功率的增加,焊缝区和H.A.Z宽度变宽,焊缝组织变得粗大,硬度值有所减小,抗拉强度变化不大。当激光功率为2.8kW、扫描速度为180mm/min时,焊接接头组织细小、均匀,性能优良,抗拉强度最高值达到819.9MPa。