凝固冷却速率对55Al-Zn-1.6Si合金镀层组织和力学性能的影响

在0～0.5℃·s^-1凝固冷却速率下制备55Al-Zn-1.6Si合金铸锭,在常规冷却和强冷(凝固冷却速率分别为5～10,15～30℃·s^-1)DC51D+AZ镀层钢板上取样,对比研究了凝固冷却速率对合金镀层显微组织、物相组成和力学性能的影响。结果表明：3种凝固冷却速率下的55Al-Zn-1.6Si合金均由α(Al)、β(Zn)以及少量沿α(Al)晶界析出的针状富硅相组成;随着凝固冷却速率增大,组织细化,枝晶由接近平衡态的空间生长转化为非平衡态的平面生长,镀层中形成六角形锌花,且强冷镀层中的锌花最小;铸锭、常规冷却镀层和强冷镀层的硬度分别为123,106,125 HV;强冷镀层的屈服强度(287 MPa)高于常规冷却镀层(273 MPa),低于铸锭(330 MPa),常规冷却镀层和强冷镀层的规定总延伸强度分别为389,406 MPa;常规冷却工艺和强冷工艺下镀层钢板拉伸性能相差不大。     

卷取温度与冷却速率对含铌热轧双相钢显微组织与拉伸性能的影响

将含铌双相钢在相同工艺参数下进行热轧并分别以冷却速率60℃·s^-1一次水冷至610℃或不同冷却速率两段式水冷至461,434,410℃后进行卷取，分析了卷取温度和冷却速率对热轧双相钢显微组织和拉伸性能的影响。结果表明：4种工艺下热轧双相钢组织均主要由铁素体和马氏体构成，在卷取温度为461℃以下时还出现了贝氏体；随着卷取温度的降低，马氏体含量降低，贝氏体依次呈分散颗粒状、聚集颗粒状和板条状，热轧双相钢的屈服强度增大，抗拉强度先减小后增大，屈强比增大，断后伸长率先增大后减小；当以一次和二次冷却速率分别为53,79℃·s^-1两段式水冷至461℃进行卷取后，热轧双相钢的拉伸性能最佳，平均屈服强度、平均抗拉强度、平均断后伸长率分别为459 MPa, 591 MPa, 35.63%。     

液压支架用中厚Q960钢板机器人焊接工艺的确定

对液压支架用中厚Q960钢板进行焊接热模拟试验,分析了不同冷却速率(0.5～100℃·s^-1)下热影响区粗晶区的显微组织和硬度;通过铁研试验和焊接接头力学性能试验,对机器人焊接工艺进行了确定。结果表明：在焊前预热100℃条件下,当冷却速率低于80℃·s^-1,即焊接热输入大于6.5 kJ·cm^-1时,模拟得到热影响区粗晶区硬度可稳定在420 HV以下;在焊前100℃预热,焊接热输入为13.95 kJ·cm^-1条件下,机器人焊接Q960钢板接头具有良好的抗冷裂纹敏感性;匹配ER96-G焊丝,13.02～15.18 kJ·cm^-1焊接热输入下机器人焊接中厚Q960钢板接头的性能均能满足标准要求。适宜的机器人焊接参数为焊前预热100℃、焊接电流460 A、电压33 V、焊接速度60 cm·min^-1、送丝速度8.5 m·min^-1,此时焊接熔敷率可达到8 kg·h^-1。     

送粉速率对等离子喷涂Mo2NiB2基金属陶瓷涂层性能的影响

采用大气等离子喷涂法在Q235钢基体表面制备Mo₂NiB₂基金属陶瓷涂层,研究了送粉速率(40～80 g·min^-1)对Mo₂NiB₂涂层硬度、结合强度、耐腐蚀性能的影响。结果表明：不同送粉速率下Mo₂NiB₂涂层主要由Mo₂NiB₂陶瓷相、MoNi₄合金相和MoB₂硬质相组成,在送粉速率为60 g·min^-1时涂层质量最佳;随着送粉速率的增大,Mo₂NiB₂涂层的硬度和结合强度先提高后下降,且均在送粉速率为60 g·min^-1时达到最大,分别为2 107 HV,29.23 MPa; Mo₂NiB₂涂层的耐腐蚀性能随送粉速率的增大而增强,在送粉速率为80 g·min^-1时达到最佳。     

难变形镍基高温合金GH710的高温变形特性

利用热模拟试验机研究了GH710合金在变形温度为1 110～1150℃,应变速率为0.01～1 s^-1条件下的高温变形特性及变形后的组织特征。结果表明:在1150℃以下热变形时合金发生了亚固溶态的再结晶,且γ相在1 130℃时已部分回溶;通过Arrhenius双曲正弦函数模型构建了合金的本构关系,得到了合金热变形激活能为693.46 kJ·mol^-1;合金动态再结晶临界应变随着应变速率的增大及变形温度的降低而增加,且临界应变和峰值应变之间满足ε_c=0.61_εp;合金热加工过程中的软化机制为动态再结晶,根据热变形后的组织特征确定合金合理的热变形温度范围为1 110～1130℃,应变速率为0.01 s^-1。     

选区激光熔化成形CoCrFeNiCuAl0.8高熵合金的组织与性能

采用选区激光熔化成形(SLM)技术制备CoCrFeNiCuAl_0.8高熵合金,研究了不同激光热输入(0.06～0.36 J·mm^-1)下合金的成形质量和密度,确定最优成形工艺参数,并分析了在最优成形工艺参数下合金的显微组织和拉伸性能。结果表明：随着热输入的增加,SLM成形合金的密度先增大,当热输入大于0.15 J·mm^-1时,密度基本保持不变;当热输入为0.34 J·mm^-1时,密度最大,为7.5 g·cm^-3,最优工艺参数为激光功率270 W、扫描速度800 mm·s^-1。SLM成形合金具有由无序体心立方相(A2相)和有序体心立方相(B2相)组成的双相结构,显微组织由柱状晶和等轴晶组成,屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、断面收缩率分别为651 MPa, 840 MPa, 22%,23%,断裂机制为韧性断裂。     

汽车传动轴用钢480QZ的研究与生产实践

以低碳、铌微合金化成分的480QZ传动管用钢为研究对象,在MS-100热模拟实验机上进行连续冷却过程相变研究,分析不同冷速对480QZ金相显微组织的影响,并绘制480QZ的动态过冷奥氏体连续冷却转变(Continuous Cooling Transformation,CCT)曲线。实验结果表明：当冷却速度低于2℃·s^-1时,可以获得铁素体和珠光体的两相组织;当冷却速度为5～20℃·s^-1时,组织为铁素体、珠光体加少量的贝氏体混合组织。结合实验结果,确定板坯加热温度目标值为1 200℃、终轧温度目标值为830℃、卷取温度目标值为550℃的生产工艺,并进行了工业化生产。结果显示,产品具有优良的力学性能和低温冲击韧性,且脆性转变温度在-60℃以下,能够满足标准及用户的使用要求。     

奥氏体不锈钢的热压缩本构方程及动态再结晶行为

利用Gleeble热力模拟试验机研究了304奥氏体不锈钢在变形温度950～1 150℃、应变速率0.05～1 s^-1条件下的热压缩行为,根据真应力-真应变曲线,基于Arrhenius模型构建其在高温下的本构方程,并建立热加工图;基于试验数据建立动态再结晶模型,采用Deform软件对该钢的再结晶行为进行模拟,并进行试验验证。结果表明：随着应变速率的增大或变形温度的降低,不锈钢的流变应力增大;在变形温度1 080～1 120℃、应变速率0.05～0.2 s^-1和变形温度1 120～1 150℃、应变速率0.5～1 s^-1下,该钢具有良好的热加工性能;模拟得到在变形温度1 000℃、应变速率0.05 s^-1和变形温度1 100℃、应变速率0.05 s^-1下,试样心部再结晶晶粒体积分数和尺寸与试验结果间的相对误差小于7.62%,验证动态再结晶模型的准确性。     

稳定化处理工艺对UNS N08810合金性能的影响

针对固溶态UNS N08810合金进行不同稳定化处理制度下的的稳定化处理,依照相关标准对不同状态的试样进行力学性能、晶间腐蚀等试验,以研究不同稳定化工艺对UNS N08810合金力学性能及腐蚀性能的影响。结果表明,当热处理工艺为400℃到899℃升温速率≥150℃/h、899℃保温5 h、以80～150℃/h的降温速率冷却至400℃以后出炉空冷时,UNS N08810材料晶界上析出相含量低于其他稳定化处理后晶界上的析出相含量,使UNS N08810具有良好的耐腐蚀性能和力学性能。     

核电厂反应堆压力容器O型密封管用GH4169合金的热加工性能及组织演变

利用Gleeble-3500热模拟试验机,研究了高温合金GH4169在温度1 000～1 150℃,应变速率0.01～10 s^-1变形参数下的热加工性能及组织演变规律。获得了合金的真应力-真应变曲线,随后构建了Arrhenius本构方程、加工图与热变形机理图。结果表明,增加应变速率或降低变形温度会导致变形抗力增大,其中1 000℃下的变形抗力可达到400 MPa。合金在峰值应变与稳态应变下的热变形激活能分别为436.469 6,399.20 kJ/mol;失稳加工窗口出现在3～10 s^-1的高应变速率区;而经1 025～1 075℃,0.05～0.6 s^-1变形后,出现晶粒尺寸为10μm的完全动态再结晶组织,因此该参数区间可作为GH4169合金的最佳热加工窗口。     

P92钢在蠕变-疲劳交互作用下的初始循环特性

在不同温度（500～675℃）和不同应变速率(5×10^-6～1×10^-4 s^-1)下对P92钢进行了单周期应变控制蠕变疲劳试验,研究了该钢在蠕变-疲劳交互作用下的初始循环特性,并建立相应的本构方程对其循环过程进行描述。结果表明：在保载阶段P92钢出现明显的应力松弛现象,当温度为500～650℃时,应力下降率相差较小,而当温度为675℃时,随着应变速率的增加,应力下降率增大;除675℃,1×10^-5 s^-1条件外,用由幂函数推导出的应力松弛模型模拟得到真应力和应力松弛值随保载时间的变化曲线与试验结果相吻合,相对误差小于4.28%。在加载和卸载阶段,在应变速率一定条件下,当温度不高于550℃时,温度对应力变化率的影响可以忽略,而当温度高于550℃时,温度的影响较大,当试验温度相同时,应变速率的影响不大;用Ramberg-Ostgood模型模拟得到真应力-真应变曲线和真应力-时间曲线与试验结果吻合,相对误差小于10.37%。     

不同温度固溶后Incoloy825合金的显微组织与性能

采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、布氏硬度计、拉伸试验机等设备对不同温度固溶后Incoloy825合金的显微组织、力学性能及耐腐蚀性能等进行了研究。结果表明:当固溶温度在980~1 050℃之间时,合金的晶粒尺寸变化不明显,当固溶温度高于1 050℃时,晶粒尺寸以较快的速率增大;随着固溶温度的升高,合金的硬度和抗拉强度逐渐降低,伸长率不断增大;晶界析出相主要是由富含铬、钼的M_(23)C_6碳化物和含铬、镍、铁、钼的金属间化合物组成,晶界析出相的数量随着固溶温度的升高呈现先增多后减少的趋势,固溶温度为1 015℃时晶界析出相最多,此时合金的耐晶间腐蚀性能最差。     

低成本Fe60(CoCrNiMn)40富铁中熵合金的显微组织与性能

通过增加CoCrFeMnNi合金中的铁含量,制备了低成本富铁中熵合金Fe₆₀(CoCrNiMn)₄₀(原子分数/%),对其进行了1 200℃×3 h均匀化处理、轧制和900℃×1 h退火处理,研究了该合金的显微组织、拉伸性能及耐腐蚀性能等。结果表明：试验合金由面心立方结构的单一奥氏体相组成,再结晶晶粒大小均匀,平均晶粒尺寸约为17.8μm,再结晶晶粒内出现退火孪晶;试验合金在室温下表现出优异的拉伸性能和应变硬化能力以及在NaCl溶液中显著的自钝化行为和优异的耐腐蚀性能,其抗拉强度为603 MPa,屈服强度为226 MPa,断后伸长率为81.6%,在NaCl溶液中的自腐蚀电位为-0.461 6 V,自腐蚀电流密度为2.74×10^-6 A·cm^-2,电荷转移电阻为2.94×10⁵Ω·cm²;与其他富铁多组分合金相比,试验合金的抗拉强度和断后伸长率更大,塑性应变高出10%以上,自腐蚀电流密度更低。试验合金的拉伸断口由均匀分布的韧窝组成,拉伸断裂方式为韧性断裂;在...     

Fe-10Mn-2Al-0.1C中锰钢的本构模型与热加工图

使用Gleeble-1500型热机械模拟机在变形温度900～1 100℃、应变速率0.01～10 s^-1下对Fe-10Mn-2Al-0.1C(质量分数/%)中锰钢进行热压缩试验,根据试验数据,采用应变补偿法建立试验钢Zener-Hollomon本构模型并进行了试验验证;基于动态材料模型(DMM)建立试验钢在真应变0.2,0.4,0.6,0.8下的热加工图。结果表明:由建立的本构模型预测得到的流动应力与实测应力的相关系数为0.987,说明该模型可用来描述试验钢的热变形行为;由本构模型计算得到当真应变从0.1增加到0.8时,试验钢的热变形激活能从476 kJ·mol^-1降低到342 kJ·mol^-1;根据热加工图确定试验钢的最佳热加工工艺条件为变形温度900～940℃、应变速率0.01～0.03 s^-1和变形温度1 070～1 100℃、应变速率0.1～0.56 s^-1,该条件下的功率耗散效率在32%～38%。     

应变速率对Q460钢及其埋弧焊接头拉伸行为的影响

利用埋弧焊技术对Q460钢进行焊接,研究了应变速率(0.001～100 s^-1)对母材及焊接接头拉伸性能和断口形貌的影响。结果表明：焊接接头的室温准静态(应变速率为0.001 s^-1)屈服强度、抗拉强度与母材均接近,但断后伸长率明显减小;随应变速率增大,母材屈服强度和抗拉强度的增大,对应变速率敏感;当应变速率在0.01～0.1 s^-1时,焊接接头的屈服强度和抗拉强度与准静态相当,当应变速率在1～100 s^-1时,强度明显提高,即强度对高应变速率敏感;母材、焊接接头的断后伸长率均先降低后增大,最小值分别出现在应变速率为0.01,0.1 s^-1,焊接接头变化幅度很小;应变速率的增加使焊接接头拉伸断口中的韧窝先变小变浅随后变大变深,但未改变微观断裂机制,接头均为韧性断裂。     

新型高强轴承钢的热压缩变形行为与热加工图

以自行开发的贝氏体轴承钢为研究对象，采用热模拟试验机在变形温度900～1 200℃、应变速率0.01～5 s^-1条件下进行单道次热压缩试验，研究了该钢的热压缩变形行为，基于真应力、真应变数据，建立热变形本构方程，并绘制热加工图。结果表明：当变形温度不低于1 000℃、应变速率低于0.1 s^-1时，试验钢在热压缩过程中的动态再结晶较明显。在相同应变速率下，变形温度越高，峰值应力越小，到达峰值应力的真应变也越小；在相同变形温度下，应变速率越大，峰值应力越大，达到峰值应力的真应变也越大。试验钢的变形激活能为479.119 kJ·mol^-1,明显大于传统GCr15马氏体轴承钢，说明在相同变形温度下试验钢更难以变形。试验钢适宜的热加工区间为变形温度900～1 100℃、应变速率1.4～2 s^-1。     

700MPa级低碳微合金钢的连续冷却相变组织及强韧性

利用Gleeble-3500型热/力模拟试验机测定了700 MPa级低碳微合金钢的连续冷却相变(CCT)曲线,分析了冷却速率对该钢连续冷却相变及显微组织的影响,研究了该钢的强韧性。结果表明:该钢CCT曲线呈现扁平状,可在较大冷速范围内获得低碳贝氏体组织;冷却速率对试验钢各相的形态、数量、分布和显微硬度均有影响;随着冷却速率的提高,显微组织中依次出现多边形铁素体(PF)、针状铁素体(AF)、粒状贝氏体(GB)和板条贝氏体(LB),且各相的显微硬度也依次增加;当冷速在10~30℃·s-1范围时,显微组织主要为板条贝氏体组织,M/A组元弥散分布于晶界上,且晶粒随着冷却速率的增加而逐渐细化;利用冷却制度控制中温转变组织类型能优化其综合力学性能。     

冷却速率对Ti-1300合金组织转变的影响

用膨胀法和金相显微镜研究了近β钛合金Ti-1300合金在连续冷却过程中组织转变规律。结果表明:随着冷却速率的增加,Ti-1300合金的显微组织呈规律性的变化;当冷却速率较慢时,Ti-1300合金的室温组织为层片状α相和β相的组织;当冷却速度大于0.3℃/s时,在片层组织中出现了块状的残余β相并随冷却速率的增大而增多。显微硬度随冷速加快出现先增加后降低的现象。     

固溶温度和冷却速率对BT25钛合金组织的影响

通过温控精度达到0.5℃/s的高精度快速相变仪研究了固溶温度和冷却速率对BT25钛合金显微组织的影响规律。结果表明:BT25钛合金的显微组织中等轴α相数量随固溶温度的升高而减少,同时β晶粒逐渐长大,组织形态从等轴组织过渡到双态组织,当固溶温度超过β相变点时组织从双态组织演变为魏氏组织;随着冷却速率的升高,显微组织中的α片层厚度逐渐降低,当冷却速率大于10℃/s时,可以抑制晶界α相的产生;在低冷却速率时的大晶粒尺寸的片层组织的断裂方式为延性韧窝断裂和解理断裂混合,当冷速提升后,断裂方式为韧性断裂。     

MoSi2添加量对放电等离子烧结α-Sialon陶瓷性能的影响

以Y₂O₃为烧结助剂,采用放电等离子烧结技术制备了以MoSi₂为第二相的α-Sialon陶瓷,研究了MoSi₂添加量（0～10%,质量分数）对陶瓷微观结构和性能的影响。结果表明：添加MoSi₂后,陶瓷中α-Sialon晶粒从等轴状变为长棒状,且随着MoSi₂添加量的增多,长棒状α-Sialon晶粒显著增多,长径比增大,当MoSi₂质量分数为10%时,晶粒尺寸呈现显著的双峰分布;当MoSi₂质量分数从0增加到10%时,陶瓷的相对密度由99.0%增加到99.7%,硬度由21.12 GPa降低到20.44 GPa,断裂韧度由4.80 MPa·m^1/2增加到6.13 MPa·m^1/2;在干切削镍基高温合金时,添加质量分数10%MoSi₂的陶瓷刀具在达到磨损标准时的切削长度是未添加MoSi₂陶瓷刀具的1.5倍,可见该刀具切削性能优异,其...