Ti微合金化对25Cr3Mo3NiNbZr钢碳化物析出行为和高温强度的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、Thermo-Calc热力学计算、物理化学相分析和高温(700℃)拉伸试验，研究了Ti微合金化对25Cr3Mo3NiNbZr钢碳化物析出行为、微观组织和高温强度的影响。结果表明，由于添加了微合金化元素Ti,试验钢的原奥氏体晶粒由50μm细化至20μm,高温(700℃)抗拉强度提升176 MPa,高温屈服强度提升54 MPa。钢中MC型碳化物析出量明显增多，数密度由4.36×10¹⁵ m^-3提升至5.34×10¹⁹ m^-3,且5～10 nm的MC型碳化物占比由81.8%提升至90.1%,同时增加了1～5 nm的MC析出相。此外，Ti元素的添加提高了MC型碳化物的热稳定性，粗化速率由0.301 978 nm·s^-1/3降低到0.169 049 nm·s^-1/3。添加Ti元素后，试验钢中的MC型碳化物更细小，分布更密集，热稳定性更好，是试验钢高温强度提高的主要原因。     

中温低合金耐热钢蠕变行为及其微观机理

通过室温、高温拉伸、Gleeble热模拟试验,光学显微镜(OM)及高分辨透射电镜(HR-TEM)观察,研究了中温低合金(CrMo、Cr-Mo+微合金)耐热钢的拉伸、蠕变行为及其微观机理。结果表明,高温270℃下,低合金耐热钢拉伸应力-应变曲线的屈服平台消失,形成连续光滑的应变强化曲线。相比于C-Mn钢,低合金耐热钢的高温强度明显升高。高温350℃下,相比于C-Mn钢,低合金耐热钢的蠕变速率明显降低,其中Cr-Mo+微合金钢的蠕变速率最小。微合金元素形成的强碳化物抑制了Cr、Mo合金元素从基体中析出,Cr-Mo+微合金钢的蠕变抗力得到提高。     

高浓度氧化铝弥散强化铜合金的高温力学行为（英文）

研究Cu-2.7%Al2O3弥散强化铜合金的微观组织及其高温力学行为。结果表明:细小的Al2O3粒子均匀分布在铜基体当中,部分粗大的Al2O3粒子分布在晶界上。拉伸试验表明Hall-Petch机制是影响氧化铝弥散强化铜合金室温屈服强度的主要因素,其高温强度主要由于Al2O3粒子对晶界和亚晶界与位错的强烈钉扎作用。合金在700°C下的抗拉强度和屈服强度分别达到237 MPa和226 MPa。拉伸断口表明弥散强化铜合金显示出高温脆性。蠕变测试表明400°C下的稳态蠕变速率比700°C下的稳态蠕变速率小很多,其400°C和700°C的蠕变应力指数分别为7和5,蠕变机制为位错核心扩散型和晶格扩散型蠕变。     

多晶硅制备关键设备用ENiCrMo-2焊条抗裂性

针对ENiCrMo-2镍基焊条采用焊条电弧焊方法焊接130 mm厚12Cr2Mo1R高强钢，通过拉伸试验、纵向弯曲试验及扫描电子显微镜(SEM)观察断口形貌，对熔敷金属的热裂纹敏感性进行探究，获得熔敷金属的裂纹敏感性指数，并利用组织形貌以及晶界析出物解释熔敷金属的抗裂性，通过SEM观察熔敷金属横纵向拉伸试验断口形貌。结果表明，在断口中绝大部分为韧窝，且韧窝大小均匀，未在断口中发现热裂纹；利用体式显微镜统计圆棒拉伸以及纵向弯曲表面裂纹长度，并通过计算得到焊缝金属的热裂纹敏感性分别为2.23×10^-3和6.08×10^-3 mm/mm²；借助JMatPro计算和熔敷金属显微组织表征得出熔敷金属裂纹敏感性较低的原因在于晶界形貌曲折，且在晶界上存在富钼碳化物钉扎晶界。     

Ti对9Cr-3Si-Al铁素体耐热钢微观组织及力学性能的影响

研究了Ti元素对9Cr-3Si-Al系铁素体耐热钢显微组织以及力学性能的影响。研究发现试验钢锻态试样晶粒内分布着大量的碳化物颗粒且细小均匀,经固溶处理后部分碳化物颗粒溶入试样基体。结合XRD以及EDS能谱分析试样表面的碳化物颗粒主要为Ti(C,N)的MX相,而晶界上检测到少量的Cr₂₃C₆相。经600 ℃时效后试样的抗拉强度、屈服强度均明显高于固溶态试样。通过对室温以及650 ℃高温断口形貌观察,发现室温下的断口为脆性断口,呈河流花样状,周围有少量微孔,为准解理断裂;而高温下断口呈微孔聚集型特征,韧窝密度较大,韧性较好。     

冷轧DC01钢板屈服强度偏高的原因

冷轧DC01钢板屈服强度高于要求的≤240 MPa。为此对屈服强度偏高的冷轧DC01钢板进行了化学成分分析、金相检验以及冷轧压下率、退火工艺和平整延伸率的复查。结果表明：钢板的含氮量偏高,退火过程中析出的AlN量过多,阻碍晶粒的回复和再结晶,导致其屈服强度偏高。通过控制DC01钢的含氮量≤60×10^-6和调整退火工艺,冷轧DC01钢板的屈服强度达到了要求。     

激光冲击强化TC17钛合金室温和高温拉伸性能研究

目的分析激光冲击强化对钛合金室温和高温拉伸性能的影响。方法用YAG纳秒脉冲激光器对TC17钛合金板状拉伸试样表面进行双面激光冲击强化,脉冲能量为25 J,脉冲宽度为15 ns,光斑尺寸为4.2 mm×4.2 mm,搭接率为10%,强化1次。通过室温及400℃下拉伸试验,获得强化前后试样的抗拉强度、屈服强度和断裂伸长率,利用X射线衍射法测试拉伸前后试样表面的残余应力,并在扫描电镜下观察拉伸试样断口微观形貌。结果室温拉伸试验时,激光冲击强化对TC17钛合金的室温抗拉强度和伸长率几乎无影响,但强化后的室温屈服强度下降约6.1%,有/无强化试样均没有明显的屈服点,距离强化试样断裂位置10 mm的表面残余压应力较拉伸前下降约12%。400℃拉伸试验时,激光冲击对TC17钛合金的高温抗拉强度和屈服强度均影响较小,有/无强化试样均出现明显的屈服点,距离强化试样断裂位置10 mm的表面残余压应力较拉伸前下降约44%。结论激光冲击强化在TC17钛合金表面引入显著的残余压应力分布,对屈服强度具有一定程度的影响。强化后试样的屈服强度与拉伸过程中残余压应力松弛速率有关,室温拉伸过程的残余应力松弛较高温拉伸过程慢,试样内部的平衡拉应力区更容易先发生屈服。这是造成室温拉伸屈服强度小幅降低的主要原因。     

淬回火温度对高铁用25CrMo车轴钢屈强比的影响

研究了不同淬火温度和回火温度下,高铁用25CrMo车轴钢屈强比的变化趋势。采用调质处理,即淬火+高温回火处理试样,通过拉伸试验检测试样的力学性能,并进行微观组织分析。试验结果表明:改变回火温度对屈强比的影响比改变淬火温度的影响更加明显。随着淬火温度的升高,抗拉强度和屈服强度均增加,但是屈服强度的增量比抗拉强度的增量大;回火过程中,位错密度降低,随着碳化物以及合金元素析出,固溶强化降低,使得屈服强度增幅降低;但是合金元素析出,形成第二相粒子,沉淀强化作用比较显著,使得抗拉强度增幅增加,两者对抗拉强度和屈服强度的影响程度基本相同,故屈强比的变化波动很小。随着回火温度的升高,试验钢的抗拉强度和屈服强度均下降,在550～610℃时,屈服强度降低的幅度较小,屈强比增加;在610～670℃时,随着温度的升高,回火马氏体板条变宽,碳化物以及合金元素析出并聚集长大,随着析出物的增加,固溶强化作用减弱,析出物所产生的沉淀强化作用弱于固溶强化的减弱作用,所以强度降低,且屈服强度降低的幅度更大,故屈强比降低。因此在610℃时,屈强比增加形成峰值。     

拉伸温度对Cr18Ni10Ti不锈钢力学性能影响

首先对Cr18Ni10Ti不锈钢进行1050℃固溶处理及650℃时效24 h处理,随后在不同温度(500 ～ 800℃)下以1.43×10-4 s-1拉伸速率对其进行高温拉伸试验.采用扫描电镜与能谱仪分析了试验钢的组织、析出相及断口形貌,采用高分辨透射电镜观察其位错和晶界处的P和S元素的浓度.结果 表明:Cr18Ni10Ti不锈钢的组织主要是奥氏体组织,基体中有富Cr析出相及AlMgTiO复合析出相.当拉伸温度从500℃升高到800℃时,试验钢的屈服强度、抗拉强度均减小,断面收缩率先减小后增大,在650℃拉伸时,断面收缩率最小.当拉伸温度较低时,试验钢出现明显的颈缩现象,随拉伸温度升高,拉伸过程中的颈缩现象不明显,出现韧窝与沿晶混合断口.当拉伸温度升高到800℃时,试验钢发生蠕变断裂,出现冰糖状断口.第二相、拉伸过程的回复与再结晶、P和S元素的晶界偏聚行为以及晶界蠕变等多种因素的影响使得Cr18Ni10Ti不锈钢在500～800℃拉伸时出现不同的强度与断面收缩率.     

80SH钢中温临界应力条件下的稳态蠕变速率与机理

对80SH钢在中温临界应力条件下的稳态蠕变速率进行了研究,选取300、350、400和450℃这4个不同温度,以及临近屈服强度的4种不同应力幅条件进行试验。结果表明:80SH钢在中温区具有良好的抗蠕变性能,温度对稳态蠕变速率无显著影响,且温度低于350℃时,几乎不发生蠕变。应力幅是影响中温区稳态蠕变速率的主要影响因素,当应力幅趋近屈服强度时,蠕变速率显著增加。TEM结果表明,Nb、V的强碳化物和Cr、Mo固溶元素是影响蠕变性能的主要因素。     

固溶温度及时间对高氮不锈钢耐蚀性能的影响

使用真空感应炉+电渣重熔炉在0.08 MPa下制备了氮含量0.54%的高氮无镍奥氏体不锈钢,热轧后分别在800、900、1000、1100、1200 ℃下保温不同时间,研究在不同固溶工艺下试验钢的显微组织和耐蚀性。采用动电位极化曲线研究不同固溶工艺下高氮不锈钢在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能,并在6%FeCl₃溶液中浸泡8 d后计算其质量损失率和腐蚀速率。结果表明,固溶对高氮不锈钢组织及耐蚀性能的影响很大,经1000、1100 ℃热处理后的试验钢为单一的奥氏体组织;未经热处理和经800、900 ℃热处理的试验钢组织中存在析出相Cr₂N;经1200 ℃热处理的试验钢从奥氏体中析出了铁素体组织;1100 ℃下保温1 h的试验钢耐蚀性最好,腐蚀速率仅为1.35×10^-5 g·cm^-2·h^-1;800 ℃保温3 h后试验钢的耐蚀性最差,腐蚀速率高达8.18×10^-4 g·cm^-2·h^-1;而316L不锈钢的耐蚀性能介于两者之间,腐蚀速率为1.24×10^-4 g·cm^-2·h^-1。     

应变速率对低C高Mn TRIP/TWIP钢组织演变和力学行为的影响

研究了Fe-18Mn低C高Mn TRIP/TWIP钢在应变速率范围为1.67×10^-4-10³s^-1的室温拉伸实验过程中力学性能和组织的变化.在准静态拉伸应变速率范围内(1.67×10^-4-1.67×10^-1s^-1),应变速率对高Mn TRIP/TWIP钢的抗拉强度产生逆效应,随着应变速率的加快,抗拉强度和延伸率都降低;而在动态拉伸应变速率范围内(10¹-10³s^-1),应变速率对高Mn TRIP/TWIP钢的延伸率产生逆效应,抗拉强度和延伸率都随着应变速率的加快而增加;在应变速率为10³s^-1时,高Mn TRIP/TWIP钢抗拉强度可达到957 MPa,延伸率达到55.8%,具有较好的综合力学性能;随着应变速率的提高,马氏体转变量减少,孪生变形向多个方向发展.采用SEM,TEM和XRD等方法对变形前后的组织进行了分析,在所有应变速率范围内的拉伸变形过程中都产生了奥氏体向马氏体转变和形变孪晶,并且在应变速率为10³s^-1的高速拉伸过程中产生绝热温升效应,使得基体软化.     

碳素模具钢板瓢曲缺陷的研究与改善

针对沙钢所生产的碳素模具钢板在轧制过程中板形良好,轧后无水冷而产生瓢曲的问题,利用Gleeble3800热模拟试验机测定了 S45C碳素模具钢的相变膨胀量与热膨胀量;通过模拟轧制试验,研究了冷却过程中的相变膨胀力、热收缩力的相互作用机理.结果表明,相变过程中碳素模具钢膨胀系数约为-4.25×10-5/℃,而热胀冷缩引起...     

激光辅助热喷涂NiCoCrAlYTa-Cr2O3-Cu-Mo涂层高温静态氧化行为

为探究高温润滑耐磨涂层抗高温氧化行为,采用激光辅助等离子喷涂技术(LPHS)在GH4065A镍基高温合金上制备NiCoCrAlYTa-Cr₂O₃-Cu-Mo涂层,研究了该涂层在(850～1000)℃×220 h的抗高温氧化行为。计算得出氧化激活能约为128.5 kJ·mol^-1,850、900、1000℃氧化速率常数分别为1.44×10^-2、3.61×10^-2、7.71×10^-2 mg²·cm^-4·h^-1。结果表明,850℃×220 h氧化后表面生成Al₂O₃为主的连续致密氧化膜,阻碍涂层内部的进一步氧化;1000℃×220 h氧化后表面生成疏松NiO为主,致密Cr₂O₃·NiO为辅的氧化膜。致密氧化膜的生成阻止了涂层及基体的进一步氧化。     

淬火温度对2200 MPa级超高强度钢力学性能与微观组织的影响

采用力学性能测试、光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等材料分析方法研究了淬火温度对2200 MPa级超高强度钢的力学性能及微观组织的影响。结果表明,试验钢最佳淬火温度为1025 ℃,再经后续热处理能获得最佳的强韧性匹配,此时抗拉强度为2244 MPa,屈服强度为1836 MPa,U型缺口冲击吸收能量为59 J,断裂韧性为57.7 MPa·m^1/2。淬火温度较低时,出现粗大一次碳化物富Mo型M₆C碳化物,严重影响强度和韧性。随着淬火温度升高,一次碳化物逐渐减少,直至1000 ℃完全消失,当淬火温度高于1025 ℃时晶粒显著粗化,晶粒尺寸成为主要的负面影响因素。     

返红温度对低屈强比高强度耐火耐候钢组织及性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等方法对不同返红温度下的低屈强比高强度耐火耐候钢的微观组织及力学性能进行了研究与分析。结果表明:当钢板水冷后的返红温度从550 ℃下降至350 ℃时,试验钢显微组织由铁素体和少量贝氏体逐渐转变为由板条贝氏体和弥散细小的M-A岛组成的复相组织结构,贝氏体板条尺寸进一步细化,钢板的屈服强度、屈强比明显升高,抗拉强度变化不大,断后伸长率降低。在返红温度为450~500 ℃范围内试验钢具有较低的屈强比和更优异的强韧性匹配。     

淬火温度对新型齿轮钢组织及力学性能的影响

通过SEM、TEM和XRD分析,结合拉伸试验、断裂韧度试验和硬度测试,研究了淬火温度对新型齿轮钢组织及力学性能的影响。结果表明,经850～1050℃淬火+深冷+回火,试验钢的抗拉强度、屈服强度和洛氏硬度均随着淬火温度的升高先升高后逐渐降低,在900℃时分别达到峰值,此时抗拉强度为1483 MPa,断裂韧度则在淬火温度为1000℃时达到最高,为62.4 MPa·m^1/2。淬火温度低于1000℃时,试验钢的晶界及马氏体板条上存在富Mo型M₆C碳化物,碳化物随淬火温度的升高逐渐溶解,在1000℃时未再观察到未溶相。试验钢的原始奥氏体晶粒尺寸随淬火温度的升高先缓慢增大,当温度超过1000℃时,原始奥氏体晶粒及组织快速粗化,断裂韧度和断面收缩率也出现大幅度降低。     

淬火温度对电弧微铸锻AerMet100钢组织与性能的影响

采用OM、XRD、SEM、TEM和力学性能试验方法,研究了在885～1150℃范围内不同淬火温度对电弧微铸锻增材制造AerMet100超高强度钢组织及力学性能的影响规律。结果表明,电弧微铸锻AerMet100钢原始态组织主要由板条马氏体和奥氏体组成,呈现出快速凝固的组织特征;随着淬火温度的升高,试验钢的凝固组织逐渐消失,当温度超过1050℃时基本上完全消除;断裂韧度随着淬火温度的升高表现出升高的趋势;抗拉强度和屈服强度随着淬火温度的升高没有明显变化;冲击吸收能量随着淬火温度的升高呈现先升高后下降的趋势,在淬火温度为1050℃时达到峰值。在试验温度范围内,1050℃左右淬火可获得优异的强韧性匹配,此时试验钢的断裂韧度为82.9 MPa·m^1/2,抗拉强度为2010 MPa,冲击吸收能量为50 J。     

中锰钢ART工艺C、Mn元素配分的热力学研究

利用Thermo-Calc软件对0.1C-7.2Mn中锰钢奥氏体逆转变 (Austenite reverted transformation,ART)过程中C、Mn元素配分的热力学过程进行模拟,并根据结果进行了ART工艺的热处理试验。热力学计算和试验结果表明,当退火温度为640 ℃时,C、Mn在奥氏体中含量均高于680 ℃时的含量,在配分初始阶段,C在奥氏体中的质量分数迅速达到最高点0.87%,在由Mn元素控制界面移动的过程中,Mn在奥氏体中的质量分数接近10%;C原子配分控制的界面移动平均速率达2.5×10^-4 m·s^-1,主导的界面迁移占总迁移距离的46.9%;而由Mn元素配分控制的界面移动速率仅为2.5×10^-12 m·s^-1,迁移距离占总迁移距离的53.1%;当试样在640 ℃保温30 min时,残留奥氏体的体积分数达到36.5%,抗拉强度为1041 MPa,并且强塑积达到24.36 GPa·%。