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.     

低拉应力下12Cr1MoV钢中P原子的晶界非平衡偏聚

对低应力作用下12Cr1MoV钢中磷原子的晶界偏聚现象进行了俄歇能谱实验研究和动力学分析．实验获得了在30MPa拉应力作用下，磷原子在晶界处发生的非平衡晶界偏聚，临界时间是1h．分析表明，低拉应力极大地提高了磷-空位复合体在钢中的扩散速率，低拉应力引起的晶界变形对磷-空位复合体具有强烈的吸引作用．通过动力学计算给出了磷-空位复合体偏聚阶段扩散系数Dc和磷原子反偏聚扩散系数Di随时间变化的表达式．     

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。     

Cr17Ni2钢高温回火脆性的研究

本文运用扫描电镜、俄歇能谱仪、透射电镜等,研究了Cr17Ni2铜高温回火脆性的产生原因。试验结果表明,这种铜在550℃左右回火时所产生的脆性属于可逆回火脆性,并呈沿晶断裂。俄歇能谱仪分析结果发现,回火脆的Cr17Ni2钢中,磷、铬、镍在奥氏体晶界上偏聚显著。透镜薄膜观察结果发现晶界和位错上有小质点析出。上述现象是高温回火脆性的产生原因。     

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。     

5Cr_4Mo_3SiMnVAl基体钢回火马氏体脆性

前言按照热处理规范,钢中的回火脆性现象被分为两类——第一类回火脆性与第二类回火脆性,这种脆性一般是在临界温度范围内使钢加热或缓慢冷却“后所产生的。第一类回火脆性往往亦称为“低温回火脆性”,“不可逆回火脆性”,“回火马氏体”脆性,“350℃(500F)脆性”等等。关于此类脆性的形成机理,至今尚无肯定的结论,过去已经进行了大量的研究并提出了一系列的理论来解释这一现象。例如提出了残余奥氏体转变理论,碳化物薄壳理论,晶界偏聚理论和基体强化使晶界相对弱化理论等     

硼向晶界扩散机理的研究

通过解变温扩散方程,导出非平衡晶界偏聚的数学表达式,建立了晶界贫硼局域尺寸与淬火加热温度、冷却速度以及非平衡晶界偏聚扩散激活能与扩散系数之间的关系,所得结果与实验结果相一致.     

硼向奥氏晶界的扩散机制

通过解变温扩散方程,导出了硼在非平衡晶界偏聚的理论公式,建立了晶界贫硼区宽度与淬火加热温度、冷却速度以及非平衡晶界偏聚扩散激活能与扩散常数之间的关系,理论预言与实验结果能较好地吻合.     

硅和磷对铁素体可锻铸铁回火脆性的影响

本文对不同的硅、磷含量及不同的热处理条件下的铁素体可锻铸铁试样,测试了其冲击韧性和显微硬度,根据其变化规律阐明了硅和磷对铁素体可锻铁回火脆性的影响.同时利用扫描电镜、电子探针等显微分析方法研究了具有回火脆性试样的显微组织,以及因冷却速度变化引起硅、磷的晶界偏析与回火脆性的关系;并对试验过程中发现具有回火脆性试样中部分铁素体晶界变为“双晶界”这一特殊现象,作了比较深入的探讨.     

Ti的添加对Cr12MoV钢力学性能的影响

为研究Ti的添加对Cr12MoV钢组织结构及力学性能的影响,利用真空感应电炉制备含Ti量0,0.1%,0.2%,0.3%,0.4%,0.5%的试样,借助光学显微镜和扫描电子显微镜分析试样的微观组织,电子万能试验机、摆锤式冲击试验机及洛氏硬度计测试试样的力学性能。结果表明:Ti的加入改善了Cr12MoV钢中碳化物的分布以及碳化物颗粒大小,提高了Cr12MoV钢的冲击韧性、抗拉强度和硬度。随着Ti含量的增加,Cr12MoV钢的抗拉强度和硬度有一定程度的提高,冲击韧性显著升高,当Ti含量为0.5%,冲击韧性达到11.3 J/cm2,是未添加Ti时的2.8倍。     

Theoretical progress in non-equilibrium grain-boundary segregation (I): Thermally induced non-equilibrium grain-boundary segregation and intergranular embrittlement

The research progress of non-equilibrium grain-boundary segregation theories in the last 20 years is reviewed. Based on studies by the present authors, the critical time of non-equilibrium segregation and its impact on the development of non-equilibrium segregation theories are described. Quasi-thermo-dynamics and kinetics for thermal non-equilibrium grain boundary segregation are detailed along with a non-equilibrium grain boundary cosegregation model. The experimental validation of the theories and their application to the reversible temper embrittlement of steels and the intermediate temperature brittleness in metals and alloys are also addressed. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50771036)     

铁基基体化学气相沉积TiN的机理

本文研究了在低碳钢、T10钢和Cr12MoV钢基体上,在由表面过程控制的沉积条件下,CVD法沉积TiN的机理;测出了在这些基体上,用CVD法沉积TiN的表面过程表观活化能和铁的催化反应的表观活化能;确定了铁的催化反应的限制性环节是铁在TiN涂层表面的扩散步骤;提出并讨论了T10钢和Cr12MoV钢基体CVDTiN的沉积机理的转变温度。     

模具钢Cr12MoV精密硬态切削过程刀具磨损

模具钢Cr12Mo V硬态切削过程中,工件材料的高硬度导致了刀具在切削过程中受到剧烈的热力耦合作用,刀具的磨损机制也明显不同于常规的切削过程.本研究以PCBN刀具精密硬态切削模具钢Cr12Mo V过程为对象,分析了刀具前刀面和后刀面的磨损规律,通过元素变化分析得到刀具不同位置的磨损机制;通过揭示不同切削速度和进给量下的刀具磨损规律为合理选择切削参数提供理论依据;研究揭示了切削合力和切削三分力受刀具磨损量的影响机制;通过建立磨损刀具的几何模型,采用有限元仿真软件Deform对不同刀具磨损量下的切削过程进行了仿真分析,得到了刀具磨损对切削温度场的影响机制.     

12Cr1MoV短期高温冲击断裂韧性及其参数的研究

针对实际运行中短期高温冲击对12Cr1MoV材料的断裂韧性及其参数的影响,根据实际工况温度的条件,对12Cr1MoV实施短期高温冲击,并通过裂纹张开位移(COD)三点弯曲实验的方法得出短期高温冲击后12Cr1MoV的断裂韧性及其参数.结果显示,经过短期高温冲击后的12Cr1MoV的材料与常温下所获得的断裂韧性及其参数具有较大的变化,说明短期高温冲击对材料的影响较大.     

25Cr2Mo1V钢在高温服役中的组织和性能研究

采用SEM、金相及能谱分析方法,通过力学性能测试,对25Cr2Mo1V钢在高温服役状态下的组织和性能进行了研究．结果表明：25Cr2Mo1V铜在长期高温下服役会形成黑色网状晶界,且晶界粗化及V、S元素在晶界处的偏聚,导致冲击韧性降低,产生脆化现象,造成其服役时间缩短．     

速度效应对淬硬钢最小切削厚度的影响

塑性材料加工中,存在一个最小切削厚度,当切削加工中实际有效切削厚度小于工件材料的最小切削厚度时,将造成刀具与工件无法正常切削,而主要以滑擦为主,此时加工精度很难保证,确定材料的最小切削厚度对提高工件的加工质量及精度具有重要意义.针对以上问题以淬硬钢Cr12Mo V材料为研究对象,提供了一种确定工件材料最小切削厚度的试验方法,并通过提供的试验方法,确定了淬硬钢Cr12Mo V(58 HRC)不同切削速度下的最小切削厚度值,试验结果表明:在所选的速度范围内,热软化效应对淬硬钢Cr12Mo V(58 HRC)成屑机制的影响大于应变率效应的影响,淬硬钢Cr12Mo V(58 HRC)最小切削厚度值的确定,为汽车覆盖件模具精加工余量的选取提供了理论依据.     

Cr12MoV钢热变形行为研究

利用Gleeble1500多功能热力模拟试验机对Cr12MoV钢金属塑性变形抗力进行试验研究,实测了不同变形温度、变形速率、变形程度下Cr12MoV钢的变形抗力,分析了各工艺参数对变形抗力的影响．回归计算得出Cr12MoV钢再结晶激活能;利用最小二乘法回归出峰值应力、峰值应变与Z参数的关系．     

Theoretical progress in non-equilibrium grain-boundary segregation (Ⅰ): Thermally induced non-equilibrium grain-boundary segregation and intergranular embrittlement

The research progress of non-equilibrium grain-boundary segregation theories in the last 20 years is reviewed. Based on studies by the present authors, the critical time of non-equilibrium segregation and its impact on the development of non-equilibrium segregation theories are described. Quasi- thermo- dynamics and kinetics for thermal non-equilibrium grain boundary segregation are detailed along with a non-equilibrium grain boundary cosegregation model. The experimental validation of the theories and thei...     

锅炉异种钢焊接工艺的试验研究(ASTM213-T91、12CrMoV)

文章对ASTM 213-T91与12Cr1MoV异种钢焊接工艺问题进行了研究,通过对比试验和试验验证,提出了简单实用、可指导实际施工的焊接工艺.依据该焊接工艺,制定焊接作业指导书完成异种钢焊接的全过程.     

金竹山电厂12Cr1MoV钢的θ法寿命研究

通过化学成分分析、常温拉伸试验、高温持久强度试验对金竹山电厂4号机组的12Cr1MoV钢进行试验研究.利用修正的θ法和多元线性回归方法求得材料的相关参数,建立12Cr1MoV钢在任意温度和应力条件下的蠕变曲线方程,从而对材料的寿命进行预测,与持久强度外推法相比,θ法可合理地外推更长的寿命.