非平衡晶界偏聚的临界时间问题研究

以近期建立起来的非平衡晶界偏聚模型为基础，介绍了非平衡晶界偏聚动力学理论。该理论引入了临界时间概念，将等温过程中溶质原子的非平衡晶界偏聚动力学过程分为偏聚过程与反偏聚过程。对等温过程中的临界时间公式进行了理论分析与实验验证，证实了临界时间公式用于预测溶质原子非平衡晶界偏聚量达到极大值的恒温时间的准确性。并且研究了等温过程中的临界时间与连续冷却过程中的有效时间之间的区别和联系，将连续冷却过程等效为恒温过程，利用恒温动力学方程计算连续冷却过程中溶质原子的偏聚量。     

等温保持状态下非平衡晶界偏聚动力学的研究

海军舰艇主机及核动力设备中，壁温在570－590℃以及壁温为540℃左右的蒸气道和集箱用钢，长期在回火脆性温度范围服役，会由于磷的晶界偏聚而导致沿晶间的脆性断裂。为此介绍了等温保持状态下磷的非平稳晶界偏聚动力学的研究进展，建立了非平衡偏聚过程和反偏聚过程动力学方程，依此可计算某一温度下任意时刻的晶界偏聚量，并求出对应最大偏聚量的临界时间，从而可以预报钢的晶界脆性，为钢的晶界生控制研究提供了依据。     

12Cr1MoV钢的可逆回火脆性非平衡晶界偏聚机制研究

根据实验获得的磷在12Cr1MoV钢中的非平衡晶界偏聚恒温动力学曲线,进行了12Cr1MoV钢的可逆回火脆性动力学研究.在P的偏聚过程、临界时间、反偏聚过程分别选取试样,对试样进行了系列示波冲击试验,测得了不同时效时间试样的DBTT值.实验发现该钢存在过时效现象,即钢材的脆性在开始时随时效时间的延长而逐渐增加,然后又逐渐下降。对材料的可逆回火脆性非平衡晶界偏聚(NGS)机理进行了分析,建立了12CrlMoV钢的可逆回火脆性NGS机制,并依此给出了一种预报和控制钢材晶界脆性的方法.     

磷的非平衡晶界偏聚恒温动力学实验及计算研究

选用12Cr1MoV工业用钢,通过俄歇电子能谱分析方法(AES),对磷在1050℃固溶处理温度下,540℃恒温时效过程中的非平衡晶界偏聚浓度进行了测试,在国际上首次获得了磷在钢中的非平衡晶界偏聚动力学完整曲线,该曲线直接验证了由徐庭栋提出的非平衡晶界偏聚动力学理论模型.论文还进行了非平衡晶界偏聚动力学计算,求出了12Cr1MoV钢在540℃恒温过程中复合体的扩散系数Dc及磷原子的自扩散系数Di,并应用非平衡晶界偏聚动力学方程进行了动力学曲线模拟,拟合曲线与实验曲线符合完好.证实了非平衡晶界偏聚的空位-溶质原子复合体扩散机制.     

奥氏体合金中溶质原子的晶界偏聚与晶界沉淀

用扫描电镜和透射电镜研究了晶界沉淀的形貌和化学组成，发现高温加热时生成富Ｔｉ的厚片状晶界沉淀（ＭＣ）；以后的低温加热时生成Ｍｏ含量较高的薄片状晶界沉淀。不同冷却速度条件下的晶界沉淀（Ｍ７Ｃ３）的Ｃｒ含量不同，加热后的冷却过程中，较低温度下析出的晶界沉淀（Ｍ２３Ｃ６）的Ｃｒ，Ｍｎ含量较高。结果表明：溶质原子的错配度、点阵溶解度及沉淀温度对晶界沉淀产生影响。     

Effects of Phosphorus Grain Boundary Segregation and Hardness on the Ductile-to-Brittle Transition for a 2.25CrlMo Steel

The combined effect of phosphorus grain boundary segregation and hardness on the ductile-to-brittle transition was examined for a P-doped 2.25CrlMo steel by using Auger electron spectroscopy in conjunction with hardness measurements, Charpy impact tests and scanning electron microscopy. With prolonging time at 540 ~C after water quenching from 980℃, the segregation of phosphorus increases and the hardness decreases. The DBTT （FATT） increases with increasing phosphorus segregation and decreases with decreasing hardness. The effect of phosphorus segregation is dominant until 100 h aging and after that the hardness effect becomes dominant. This effect makes the DBTT （FATT） decrease with further prolonging ageing time although the segregation of phosphorus still increases strongly.     

12Cr1MoV/304不锈钢焊接接头高温时效碳迁移现象

针对高温环境下异种钢焊接接头在服役过程中出现碳迁移,进而导致脱碳层在服役中失效的问题,采用电弧堆焊方法研究了12Cr1Mo V低合金耐热钢和304不锈钢焊接接头在不同时效时间下的碳迁移问题.研究表明,经高温时效后,焊态区域的组织并未受到影响;在过热粗晶区形成的碳过饱和的上贝氏体和粒状贝氏体组织则发生退化,转变成回火索氏体组织.形成的脱碳层组织以铁素体为主,里面夹杂少量的颗粒状渗碳体,特别是在增碳层出现大量的碳化物,形成类似于马氏体的复杂的不规则组织.经菲克定律推导出的扩散方程计算后,证明碳扩散的理论曲线与实际曲线较为接近,可用于研究碳扩散的迁移机制.     

拉应力对不同厚度Q345钢磁记忆信号的影响

为明确磁记忆信号与拉应力之间的对应关系和几何尺寸对试件表面磁场的影响,对Q345低合金钢不同厚度板状试件进行静载拉伸实验.利用TSC-1M-4型磁检测仪,研究3种厚度的光滑试件表面磁记忆信号在不同拉应力下的变化规律.结果表明:弹性阶段磁记忆信号与拉应力之间有较好的相关性,塑性阶段两者相关性较弱;切向磁记忆信号对试件局部屈服的表征比法向磁记忆信号更敏感,利用切向磁场的畸变性可预判试件的早期塑性变形和应力集中区;同一应力水平下,试件表面磁场强度随厚度增加而减小,但不影响其变化规律.