退火工艺对C-Mn-Si高强钢表面选择性氧化行为的影响北大核心CSCD

研究了退火过程的露点温度对C-Si-Mn体系高强钢表面选择性氧化行为的影响规律。退火实验在带有露点控制器的热浸镀工艺模拟器上进行,采用扫描电镜和能谱仪表征退火后的样品表面特征,使用辉光放电光谱仪表征合金元素的深度分布。结果表明,随着硅含量从0.2 mass%增加到1.2 mass%,大量复合氧化物覆盖了样品外表面。随着退火过程露点温度从-50℃增加到-30℃,Mn元素倾向于向外表面富集。进一步将露点温度从-30℃提高到-10℃后,样品表面富集的Mn和Si反而减少。     

露点切换对高强双相钢表面选择性氧化行为的影响

通过退火气氛的露点切换的方式,采用SEM、AES、XPS等手段研究了高强双相钢的表面选择性氧化行为。结果表明,在退火升温段炉气露点0 ℃,等温段-70 ℃露点条件下,双相钢表面的氧化物数量远远少于升温段-15 ℃,等温段-70 ℃露点条件下的氧化物数量。钢板表面在升温段0 ℃,等温段-70 ℃露点条件下氧很少,表面的氧化物类型发生改变。     

露点对连续退火0.2%C-1.5%Si-2.5%Mn高强钢选择性氧化及脱碳的影响

以成分为0.2%C-1.5%Si-2.5%Mn (质量分数)的先进高强钢为研究对象，采用连续退火模拟实验研究了露点对钢板表面Si、Mn选择性氧化以及次表层脱碳的影响。使用辉光放电发射光谱(GD-OES)分析了退火试样表面元素深度分布，使用SEM、OM观察了试样截面内氧化层及脱碳层深度，使用TEM观察了FIB制备的截面试样上Si、Mn内外氧化层的微观结构。结果表明，提高连续退火加热段和均热段的气氛露点可以促使Si、Mn由外氧化转变成内氧化，但露点过高会引起钢板次表层发生明显的脱碳，形成次表层显微硬度显著降低的铁素体层。当露点提高到临界值后，继续提高露点对进一步减少外氧化的效果有限，但是内氧化层和脱碳层的厚度会继续显著增加，因此在退火时需要选择兼顾外氧化和脱碳层控制的合适的露点范围。     

高强双相钢表面选择性氧化行为对磷化性能的影响

目的确定高强双相钢表面Si、Mn元素选择性氧化行为对磷化性能的影响,以改善高强双相钢的磷化性能。方法在具备不同表面选择性氧化行为的试样表面制备磷化膜。采用X射线光电子能谱仪(XPS)、辉光光谱仪(GDS)、透射电镜(TEM)等手段,分析高强双相钢表面Si、Mn元素的选择性氧化行为,通过扫描电镜观察磷化膜的结晶状态,并采用电化学技术分析钢板在磷化液中的反应过程。结果当高强钢表面Si含量较少时,表面氧化物主要以弥散分布的小颗粒状Mn Al_2O_4形态存在,能够加快在磷化液中酸蚀反应速度,磷化晶粒均匀、致密,尺寸小于4mm,覆盖率为100%。当高强钢表面Si含量较高时,形成的Mn_2SiO_4容易在晶界聚集,颗粒尺寸较大,减慢了酸蚀反应速度,磷化晶粒尺寸大于8mm,均匀致密性差。而提高材料表面Mn元素的富集程度,可以减轻Mn_2SiO_4聚集的现象,提高酸蚀反应速度,磷化晶粒均匀、致密,尺寸小于4mm,覆盖率100%。结论减轻双相高强钢表面Si元素的富集程度,而提升Mn元素的富集程度,可以加快钢板在磷化液中的酸蚀反应,进而改善磷化性能。     

连续退火镀锌气氛中氢含量对Mn-Si双相钢表面选择性氧化的影响

应用SEM、EDS和XPS研究了退火气氛氢含量对Mn-Si双相钢退火后表面氧化物形貌的影响。结果表明,Si在晶界有明显的偏析,晶界处生成的氧化物为SiOx,晶内生成的氧化物主要为MnO和Cr2O3。随着气氛中氢含量的增加,双相钢表面的晶内氧化物数量逐渐增多,而晶界处偏析的氧化物带由粗大变为细小。利用H.J.Grabke理论模型解释了上述现象。     

退火工艺对C-Mn-Si高强钢表面选择性氧化行为的影响

研究了退火过程的露点温度对C-Si-Mn体系高强钢表面选择性氧化行为的影响规律。退火实验在带有露点控制器的热浸镀工艺模拟器上进行,采用扫描电镜和能谱仪表征退火后的样品表面特征,使用辉光放电光谱仪表征合金元素的深度分布。结果表明,随着硅含量从0.2 mass%增加到1.2 mass%,大量复合氧化物覆盖了样品外表面。随着退火过程露点温度从-50℃增加到-30℃,Mn元素倾向于向外表面富集。进一步将露点温度从-30℃提高到-10℃后,样品表面富集的Mn和Si反而减少。     

退火温度和保温时间对高强IF钢氧化层的影响

通过扫描电镜(SEM)和辉光放电光发射光谱仪(GDOES)研究了退火温度和保温时间对高强IF钢氧化层的影响。结果表明:退火后,高强IF钢氧化层表面以锰和硼的氧化物为主,磷的氧化物也富集在氧化层表面,铝的氧化物主要在氧化层内部;随着退火温度的升高和保温时间的延长,氧化层表面上锰的氧化物增加,硼的氧化物减少,磷在表面的富集程度加大,铝的氧化物在钢基体内部和氧化层中均有生成。     

预氧化处理对Q&P钢表面组织及其失效行为的影响

利用热镀锌模拟设备并结合透射电镜分析研究了预氧化处理对淬火-配分(QP)钢表面组织的影响。并采用聚焦离子束(FIB)撕裂QP钢表层,分析了氧化物层的失效行为。结果表明:退火后QP钢表面组织中出现Mn O、带状非晶Si O2以及Mn-Si-O的复合氧化物。在加热阶段采用高露点,氧分压增大,可使钢中合金元素向表面富集,形成的氧化物层较薄;在退火阶段采用低露点,可使钢板表面出现还原铁层,有助于提高钢板表面润湿性。在外加载荷作用下,氧化层中SiO2位置更易开裂,且裂纹横向扩展,易造成表面层失效。     

退火气氛露点对3种成分体系双相钢选择性氧化的影响

以C-Mn-Si、C-Mn-A1-Cr和C-Mn-Cr-Si 3种成分体系的双相钢为研究对象,采用连续退火模拟试验研究了退火气氛露点对钢板表面合金元素选择性氧化的影响.使用辉光放电发射光谱分析了退火试样表面元素深度分布,使用扫描电镜观察了试样表面外氧化及截面内氧化形貌.结果 表明,露点对3种成分体系的双相钢合金元素选择性氧化的影响趋势一致,即露点升高后,合金元素外氧化均减少,内氧化增加.Si、Al、Cr 3种合金元素对C、Mn含量基本相同的双相钢表面的选择性氧化有不同的影响.露点-40℃退火时,含Si的C-Mn双相钢中的Mn和Si元素会同时在次表层形成少量内氧化;含Al的C-Mn双相钢仅在次表层形成Al的内氧化,从而形成了更严重的Mn元素外氧化.但当露点达到0℃及以上时,含Al的C-Mn双相钢Mn元素外氧化更少,Cr元素和Mn元素的内外氧化趋势较相似.     

预氧化温度对GH3128合金抗高温循环氧化性能的影响

采用热重法并结合SEM、EDAX等分析手段,研究了预氧化温度对GH3128合金抗高温(1100℃)循环氧化性能的影响。结果表明:在适当温度下进行预氧化处理可有效提高合金的抗高温循环氧化性能。GH3128合金经预氧化处理后抗高温循环氧化性能的优劣主要取决于两种因素的综合作用,其一是合金表面元素Cr的选择性氧化,形成致密均匀的保护性预氧化膜,提高合金抗高温循环氧化性能;其二是合金中元素Ti、Cr的晶界偏析加剧,加速晶界氧化并导致显微裂纹等缺陷产生,降低合金的抗高温循环氧化性能。900℃预氧化处理的GH3128合金试样具有最佳的抗高温循环氧化性能,该温度下预氧化膜形成较好且合金元素Ti、Cr的晶界偏析作用相对较弱。     

不锈钢化学镀镍工艺研究

采用主要含硫酸镍、次磷酸钠、表面活性剂、醋酸钠及柠檬酸钠的镀液对不锈钢试片进行化学镀镍,研究了硫酸镍和表面活性剂的浓度、镀液pH值及温度对沉积速度的影响,确定了这几项参数的较佳取值.结果表明:硫酸镍25g/L、表面活性剂0.1g/L、温度85℃、pH值4.6较为适宜,在该工艺条件下所得的镀层样品经弯曲、热浸和人工汗实验均合格.     

镁合金微弧氧化陶瓷层表面化学镀镍研究

在镁合金微弧氧化陶瓷层表面化学镀镍,研究了施镀温度和时间对镀速的影响,分析了镀层的形貌、成分组成及其与陶瓷层的结合情况,测试了镀层的磨损性能和耐腐蚀性能.结果表明:在80℃的硫酸镍体系镀液中施镀60 min,可以得到平均厚度35 μm左右的中磷镍镀层;镀层致密、厚度均匀,且与陶瓷层相互嵌合、结合紧密,具有较好的耐磨性能和耐腐蚀性;镀镍层对陶瓷层有很好的封孔作用.     

脉冲电沉积高速Ni工艺研究

研究了高速Ni镀液在脉冲电沉积条件下,工艺参数对Ni镀层的沉积速率、内应力、孔隙率及微观形貌等方面的影响规律。结果表明,温度、平均电流密度、频率、逆向脉冲系数及占空比对镀层性能和微观形貌有较大影响。与常规电沉积Ni方法相比,脉冲电沉积高速Ni还具有高效、节能等特点。     

42CrMoVNb细晶高强度钢的力学行为

通过快速循环热处理和改变奥氏体化温度的方法获得不同的原奥氏体晶粒尺寸,研究了晶粒尺寸特别是超细晶粒尺寸对中碳42CrMoVNb钢力学行为的影响。结果表明,晶粒从8μm细化到4μm时,实验钢的强度提高、塑性下降,除弹性变形能外,单轴拉伸的形变强化指数、均匀塑性变形能、裂纹扩展能和总能量均有所降低;当晶粒进一步细化到2μm时,强度不再提高。随着回火温度的升高,强度随晶粒细化而提高的幅度减小。晶粒细化能够明显地提高实验钢冲击断裂时所吸收的能量,降低韧脆转变温度。     

High Temperature Oxidation Behavior of High Speed Steel for Roll in Water Vapor

The oxidation behavior of high speed steel (HSS) was researched by high temperature thermo balance at 500 to 800℃ in water vapor. The morphology was observed by scanning electron microscope, the microstructure of oxide scale was analyzed by energy dispersive spectrometer and X-ray diffraction spectrum. The results indicate that the mass gain of HSS increases with oxidation temperature rising, the effect of oxidation temperature on the morphology is obvious, water vapor temperature only affects mass gain and affects hardly morphology of oxide scale at the same oxidation temperature. The relevant oxidation mechanisms are also discussed.     

Ti2AINb基合金多弧离子镀铝层的抗高温抗氧化性能研究

利用多弧离子镀技术在Ti2 AlNb基合金表面制备镀铝层。采用SEM、EDS和XRD分析了膜层的显微组织、化学成分及其相组成,研究了镀铝层的850℃高温抗氧化性能。结果表明：Ti2 AlNb基合金的镀铝层是均匀、致密的,经850℃高温氧化100 h后,表面氧化层主要是Al2 O3,次表层是TiAl3、TiNb4,镀铝有效地提高了Ti2 AlNb基合金的高温抗氧化性能。     

多弧离子镀铝对TiAl合金高温抗氧化性能的影响

利用多弧离子镀技术在TiAl合金表面制备镀铝层.采用SEM、EDS和XRD分析了膜层的显微组织、化学成分及其相组成,研究了镀铝层对TiAl合金的高温抗氧化性能的影响.结果表明:TiAl合金表面离子镀铝后,形成致密的纯铝层,经850℃×100 h高温氧化后,氧化膜外层为连续致密的A12O3,内层为扩散层TiAl3相,有效地提高了TiAl合金高温抗氧化性能; 经950℃×100h高温氧化后,表面氧化膜由A12O3及少量的TiO2组成,膜层中TiAl2为主要成膜相.对TiAl合金的抗高温氧化性能起到一定的提高作用.     

超细晶粒高强度钢的延迟断裂行为

对于微合金化处理的42CrMoVNb钢，通过快速循环热处理的方法获得最小2μm的超细奥氏体晶粒，采用缺口拉伸延迟断裂实验研究了超细晶粒试样的延迟断裂行为。结果表明，随着晶粒细化，42CrMoVNb钢的强度和缺口拉伸延迟断裂抗力逐渐提高；但当晶粒细化到2μm时，强度和延迟断裂抗力均不再提高，在高温回火态，当晶粒尺寸在20—4μm范围时，断裂机制主要为穿晶断裂；但当晶粒进一步细化到2μm时，断裂机制转变为沿晶断裂，在低温回火态，不同晶粒尺寸的试样均主要为沿晶断裂，从降低应力集中和夹杂元素晶界偏聚等角度对超细晶粒高强度钢的延迟断裂行为进行了探讨。