TWIP钢/IF钢热轧复合板材的微观结构和界面结合性能

界面结合可靠性是影响层状复合板材力学性能的重要因素。采用热轧复合和退火工艺制备TWIP钢/IF钢/TWIP钢三层复合板材,通过拉剪试验、显微硬度测量、结合界面周围合金元素分布的定量分析、变形前后微观组织表征,研究层状复合板材的结合界面形成、界面结合可靠性以及层间剪切变形行为。结果表明：复合板材的相邻层之间形成平均宽度约12μm的界面结合区域,其内部包含片条状马氏体组织,且该薄层区域的硬度显著高于两侧TWIP钢和IF钢的硬度;邻近界面结合区域,主要合金元素C和Mn发生明显重分布。基于上述表征与分析,提出复合板材层间结合界面的形成机制。复合板材的层间结合剪切强度大于IF钢的剪切强度,拉剪试样断裂失效发生在IF钢基体,表明结合界面区域在其两侧分别和IF钢和TWIP钢之间形成良好的冶金结合。拉剪过程中,IF钢良好的塑性变形能力有助于抑制结合界面区域两侧平行微裂纹和结合界面内部垂直微裂纹的形成和扩展。     

Mg/Al合金爆炸焊连接及其界面接合机制

采用爆炸焊接技术制备以AZ31B镁合金为基板,以6061铝合金为覆板的AZ31B/6061合金的层状复合板。对复合板界面的宏观形貌、微观组织、界面元素扩散行为及界面接合性能进行测试、分析。结果表明:AZ31B/6061合金爆炸复合板接合界面呈波状接合;靠近接合界面处的塑性变形程度最大,以孪晶和再结晶形式为主;在AZ31B一侧靠近界面处出现与界面呈45°的绝热剪切带组织,带内为动态再结晶形成的细晶粒组织;接合界面两侧的显微硬度分布为:随着距离接合界面的增大,AZ31B和6061侧的显微硬度值递减趋势;复合板的拉-剪试验结果表明,界面接合强度达193.3 MPa;复合板界面接合机制为压力焊、扩散焊及局部熔化焊综合作用的结果。     

复合板材的爆炸接合技术

讨论了爆炸接合复合板材研究中存在的问题，认为复合板材接合界面涉及到金属融体的非平衡凝固过程，可能会存在马氏体等固态相变，但不可能形成非晶态。由于爆炸接合过程在瞬间完成，接合界面的溶质原子扩散不明显，所形成的化合物可能来自复合板材的后期退火。接合界面的绝热剪切带中存在再结晶晶粒，可能是动态再结晶也可能是静态再结晶形成的。爆炸接合引起的晶粒细化为金属材料表面纳米化提供了一种重要的途径。     

热处理对TC11/LF6异种金属摩擦焊质量的影响

对TC11/LF6钛铝异种金属进行了连续驱动摩擦焊接工艺及其焊后热处理工艺的研究,观察了热处理前后焊接接头焊合区微观组织并测定了试样力学性能。研究结果表明：未经热处理的焊接接头晶粒较为粗大,有明显的晶间化合物产生,接头显微硬度较高;经280℃退火1h后,焊接接头晶粒均匀细化,焊接界面产生较薄的不连续扩散层;热处理后接头晶粒明显细化,抗弯强度提高10.7%,显微硬度下降38%。通过组织和力学性能综合分析,得到最优化的TC11/LF6连续驱动摩擦焊接工艺参数。     

16MnR钢不同晶粒尺寸及第二相尺寸对低温冲击韧度的影响

16MnR钢通过三种热处理工艺获得细晶细碳化物、细晶粗碳化物和粗晶粗碳化物三种不同组织,对这三种不同组织的材料进行系列低温(–99～20℃)下的Charpy-V冲击试验。通过冲击韧度比较、断口形貌观察以及断裂微观参数的测量,研究晶粒尺寸和碳化物尺寸对16MnR钢冲击韧度的影响。结果发现,不同微观组织的材料其冲击韧度随温度降低而减小;细晶细碳化物组织比细晶粗碳化物组织和粗晶粗碳化物组织韧脆转变温度低,同一温度下的断裂韧度好,而且晶粒尺寸对韧脆转变温度和断裂韧度值的影响要比碳化物尺寸显著得多。通过断口微观参数的测量得知,韧脆转变温度区的断裂能量主要消耗在裂纹尖端的钝化与塑性裂纹扩展中。韧脆转变低温区,裂纹尖端在钝化过程中吸收大量能量从而韧性陡升。     

CLF-1低活化铁素体/马氏体钢的热处理工艺

用显微硬度测试、微观组织观察、室温拉伸试验等方法研究了不同的热处理工艺参数对CLF-1低活化铁素体/马氏体钢(RAFM)显微组织与力学性能的影响,在此基础上确定了其适宜的热处理工艺。结果表明:经980℃×45 min固溶+740℃×90 min回火工艺热处理后,该钢显微组织良好且力学性能优异,抗拉强度达到760 MPa,伸长率为19.5%,可满足该钢的使用性能要求;其再结晶温度约为780℃;由α区进入α+γ两相区的相变点为820℃;在略高于920℃后将进入γ单相区。     

焊接电流对铜中间层钛/钢异种金属等离子焊接头成形性能及显微组织的影响

采用等离子焊接工艺,在Q235B钢基板上依次熔覆铜层和TA0钛层,研究了焊接电流(85,90,95,100,105A)对钛/钢异种金属焊接接头成形性能及显微组织的影响。结果表明:焊接电流大于90A时,该焊接工艺能够有效抑制脆性相和焊接裂纹的形成;随焊接电流增大,熔覆层中未熔合区域减少,厚度均匀性提高;焊接电流为100A时,熔覆层成形性最好,钛层、铜层、钢基板之间呈良好的冶金结合;钛层、铜层的显微组织分别为细针状树枝晶和柱状树枝晶,钢基体热影响区为细小的珠光体+铁素体相和粗大的铁素体相;不同焊接电流下,铜/钛界面附近硬度均最高,该区域钛、铜晶粒相互交错,有大量CuTi_2、CuTi等低脆性金属间化合物析出。     

多向锻造制备超细晶45#钢的组织细化研究

研究选取45#钢为试验材料,利用多向锻造及热处理加工,以光学显微镜（OM）观察和扫描电子显微镜（SEM）分析试验材料的显微结构的演变,使用显微硬度测量仪对试验材料进行硬度测试。结果表明,试样组织明显细化,硬度大幅提高,这是由于多向锻造后硬度较高的渗碳体碎化成短棒状或颗粒状,同时堆积的位错胞崩塌为较细的亚晶,产生了细晶强化。     

先进高强度钢氢脆的研究进展

综述了先进高强度钢氢脆的研究进展,重点介绍了双相钢、相变诱发塑性钢、孪生诱发塑性钢、淬火-配分钢等材料中的氢脆特征、断裂模式、断口形貌特点以及相关的断裂机制,为揭示先进高强度钢的氢脆机理及提出相应的预防措施提供参考。     

齿轮轴的氮碳共渗及复合处理工艺应用

对20CrMo钢齿轮轴零件进行氮碳共渗+淬、回火复合热处理。研究了热处理工艺,分析了渗层显微组织和渗层 表面硬度变化梯度,进行了耐磨性试验,并抽查了齿轮轴的变形。结果表明,变速箱齿轮轴经复合热处理工艺后,降低了 废品率,热处理质量较渗碳淬火的有较大提高。     

18MND5/309L焊接过程中组织演变以及界面剥离机理研究

采用光镜、扫描电镜以及显微硬度仪,研究了18MND5/309L异种合金焊接过程中熔合线附近组织、显微硬度以及界面结合强度的变化。结果表明,单层309L堆焊时,母材粗晶组织外延生长,在距离熔合线20~100μm范围内形成连续的二型晶界,并且在晶界上有较多孔洞存在;多层堆焊过程中,后层焊道的热循环显著细化了母材热影响区的粗晶组织,促进贫碳区的形成。此外,多层堆焊使得界面处的焊接热应力增加,诱发二型晶界处裂纹萌生并快速扩展。     

35CrMo钢离子氮化与激光相变硬化复合处理及真耐磨性的研究

介绍了３５ＣｒＭｏ钢氮化加激光相变复合处理后组织及硬度分布的规律，并在各种工艺和材料条件下进行了滑动磨粒磨损试验。结果证明：复合处理的淬硬层深度大于非氮化激光处理的硬化层。在滑动磨粒磨损条件下，与３５ＣｒＭｏ钢氮化或激光相变硬化相比，复合工艺可获得更好的耐磨性，基本与ＧＣｒ１５钢淬火、低温回火相当。     

梯度聚晶金刚石复合材料的开发

应用粉末层铺法制备梯度聚晶金刚石复合片材料 ,并通过SEM、XRD、显微硬度等对该材料进行组织与性能分析。结果表明 ,在以钴作粘结剂的聚晶金刚石层中金刚石相实现了D D结合 ,通过梯度过渡层与硬质合金基体结合既保证了聚晶金刚石的硬度 ,又改善了界面的结合状况 ,从而提高了聚晶金刚石复合片的性能和使用寿命     

SKD61模具钢激光仿生强化后的组织和性能

为了提高SKD61模具钢表面的硬度和抗疲劳性能,采用激光熔凝处理方法对模具钢进行表面强化,利用光学显微镜、扫描电镜及附带的能谱仪等分析了SKD61钢激光熔凝处理区的显微组织和化学成分,测试了不同区域的显微硬度,并对处理后的模具进行使用试验。结果表明:激光熔凝处理后SKD61钢组织分为熔凝区、热影响区和基体三层,熔凝区组织为极细的等轴晶和柱状晶,消除了夹杂相,合金元素基本均匀分布;与常规热处理相比,熔凝区的显微硬度显著提高;经激光熔凝处理的SKD61钢顶盖压铸模具的使用寿命提高了1倍以上。     

45钢等离子表面硬化后的组织及性能分析

利用常压等离子相变硬化设备对45钢进行了表面相变硬化处理,分析了处理后45钢的显微组织和硬度特征.结果表明,处理后淬硬层的显微组织为隐针马氏体 屈氏体 铁素体,熔凝硬化层的组织为马氏体 网状索氏体 铁素体.45钢的表面硬度最高达到了HV805,比一般淬火硬度高出100以上.     

1M2高速钢齿轮刀具激光熔凝强化组织与显微硬度研究

采用合理的工艺参数在原始组织为淬火态的M2（W6Mo5Cr4V2）高速钢齿轮刀具试样表面进行激光熔凝淬火,再在570℃温度下进行一次回火。根据显微组织的形态特征,划分出激光淬火加热层的分布区域;分析了显微组织与显微硬度的对应关系;建立了显微硬度拟合曲线的数学模型。研究表明,经激光熔凝淬火＋一次回火的M2高速钢加热层显微组织由外向内分为熔化区、微熔区、相变硬化区、回火软带和不充分回火区5个区域,并呈同心圆环分布,分别对应等轴晶及树枝晶、粗等轴晶及细等轴晶、马氏体＋残余奥氏体＋未熔碳化物、回火索氏体、短暂回火后略微软化的基体组织．与显微硬度具有良好对应关系;齿轮刀具激光熔凝淬火表面应该是后刀面和侧后刀面;高精度拟合的显微硬度曲线有助于预测和有效控制经激光强化的齿轮刀具刀刃精磨后在加热层中的位置及切削性能。     

Ti600/TC17钛合金惯性摩擦焊接头组织与力学性能研究

采用惯性摩擦焊方法对TC17和Ti600钛合金进行了连接,着重分析接头焊态和热处理条件下的组织特征与力学性能。接头焊态TC17一侧：在热力影响区原始β晶粒发生破碎,晶界以及晶内α相扭曲变形;在再结晶区β晶粒发生动态再结晶形成细小的等轴晶粒,晶内为亚稳态的β相;接头Ti600一侧：在热力影响区片层组织随着金属流动发生变形;在再结晶区,α片层团簇发生再结晶形成大量细小的α片层团簇片层。经过热处理后,TC17钛合金一侧亚稳态β相析出细小的层片状α相,Ti600钛合金一侧层状α相长大,但是不明显。热处理使接头的显微硬度升高,TC17钛合金焊缝一侧显微硬度增加明显。接头抗拉强度与Ti600母材相当,断裂发生在Ti600钛合金一侧,断口为典型的杯锥状断口。     

磨削强化技术对中碳钢磨削淬硬效果的研究

磨削强化技术是利用磨削加工过程中产生的大量磨削热对工件材料进行表面热处理的新工艺技术。它利用磨削热使退火或回火钢零件材料表层产生马氏体相变,达到表面强化的目的,实现了表面淬火工艺与机械加工过程的集成。本文选取45钢和60钢为研究对象,进行磨削强化试验研究。研究结果表明:在磨削温度场作用下缓进给磨削表面硬化层在深度和宽度方向上具有不同的组织变化趋势和显微硬度分布特征;表面硬化层始终存在由过渡区与未淬硬区或高温回火区组成的软化带。     

一种铝基复合材料的制备技术

研究了加工道次对PI颗粒增强Al7075复合材料显微组织、微观硬度和耐磨性的影响。研究表明:FSP技术可以使得材料组织细化、显微硬度提高且磨损体积下降;添加PI颗粒后复合改性层的显微硬度要低于FSP样品的显微硬度,且磨损体积较FSP样品有所下降;增加加工道次可以使得复合改性层的显微硬度提高、磨损体积降低。     

激光切割对TWIP1180钢组织和力学性能的影响研究

通过激光切割技术切割TWIP1180钢,研究并讨论了激光切割对TWIP1180钢组织和显微硬度的影响规律。结果表明,TWIP1180钢经过激光切割使试样边缘组织通过亚晶界迁移出现层错和共格孪晶界面,形成大量的孪晶组织,硬度值为323 HV。切割试样边缘与基体的过渡区域由等轴晶和孪晶组成,硬度值为341 HV。随着与激光切割边缘距离的增加,孪晶数量减少,晶粒尺寸逐渐趋于原始母材,硬度值降低到305 HV。