Cu-Cr-Co-Ti合金微观组织和高温性能研究

采用真空感应熔炼结合两步低温轧制-时效处理（CRA）工艺制备了Cu-Cr-Co-Ti合金,分析了峰时效样品的室温性能和高温性能。通过电子背散射衍射（EBSD）和透射电子显微镜（TEM）观察了Cu-Cr-Co-Ti样品的微观组织。结果表明：两步低温轧制-时效处理能够在铜基体中引入高密度的变形孪晶片层、位错和纳米析出相,有效提升了Cu-Cr-Co-Ti合金的室温强度和导电率。具有面心立方结构的纳米Cr析出相均匀弥散地分布在铜基体内,和基体具有立方-立方位向关系。Co和Ti元素能够聚集在纳米Cr析出相表面上,阻碍了析出相在时效处理和高温变形过程的粗化和长大现象。在经过300 ℃高温拉伸测试后,纳米Cr析出相仍稳定地阻碍了晶界运动,显著提升了Cu-Cr系合金的高温性能。经过500 ℃时效处理2 h后,峰时效CRA样品的室温抗拉强度为571 MPa、导电率为73.9%IACS （国际退火铜标准）。高密度孪晶片层具有优异的热稳定性,将铜合金在300 ℃和400 ℃下的高温强度分别提升至481 MPa和379 MPa。     

正火温度对压力容器用钢Q370R组织性能的影响

在压力容器用钢同类产品技术要求、生产工艺调研的基础上,进行Q370R化学成分设计、轧制及正火工艺研究等工作,开展正火温度对试验钢性能、组织等影响研究。添加微合金元素Nb、V、Ti的钢板正火后强度下降,延伸率和冲击功显著提高,随着正火温度的升高,试验钢强度逐渐下降。而添加少量Cr元素轧态和同一正火工艺下钢板的强度均高于不添加Cr元素钢板,延伸率和冲击功值低于不添加Cr元素钢板,同时添加少量Cr元素,吨钢成本会有所增加。正火后组织为细晶粒铁素体和珠光体。综合考虑,试验钢采用添加微合金化元素Nb、V、Ti成分体系,经控制轧制,840～880℃正火后钢板性能满足标准要求。     

两步低温轧制与时效工艺对Cu-Cr-Zr-Hf合金组织和性能的影响

采用两步低温轧制与时效（CⅡ）工艺制备Cu-1Cr-0.2Zr-0.2Hf合金,利用电子背散射衍射（EBSD）、扫描电镜（SEM）等技术分析了该合金轧制态和时效态样品微观组织演变,同时测定其相应的抗拉强度和电导率,重点研究了两步低温轧制和最终时效对Cu-1Cr-0.2Zr-0.2Hf合金取向和性能的影响。结果表明,低温轧制促进该合金织构由铜型向黄铜型转变,形成黄铜型织构的主要原因是Copper型取向的晶粒发生孪生以及随后的滑移。最终时效处理不会改变轧制态样品的织构类型,只会影响其织构强度。两步低温轧制与时效工艺样品断口处有大量韧窝,断裂模式为典型的韧性断裂。两步低温轧制时效工艺制备出了具有抗拉强度为（642±2） MPa、电导率为（79.00±0.15）%IACS（国际退火铜标准）的高强高导Cu-1Cr-0.2Zr-0.2Hf合金,为制备高强高导铜合金提供了一种新策略。     

激光熔覆WC/Ni60B复合涂层在水润滑滑动摩擦环境下的磨损特性

采用激光熔覆技术制备了Ni60B镍基合金涂层以及微米WC、纳米WC和微-纳米WC颗粒增强的Ni60B基复合涂层（分别称为WCm、WCn和WCmn复合涂层）.对制备涂层在Amsler200磨损试验机上进行了不同载荷和滑动距离的水润滑滑动磨损试验.结果表明:WC颗粒的加入显著提高了Ni60B涂层的耐磨性.WCm复合涂层和纳米WCn复合涂层的耐磨性差别不大,但磨损形貌不同.涂层在水润滑环境下的磨损量均远远低于干滑动摩擦,其原因是水膜的支撑或隔离作用降低了涂层与磨轮之间的接触应力,水的冷却作用减少了摩擦热引起的温度升高,降低了涂层摩擦表面的温升和热软化.水润滑摩损条件下,WCm和WCn复合涂层中过饱和W元素发生扩散和聚集.      

微量Nb在低碳微合金钢中的作用机理

分析了微合金元素Nb在低碳微合金钢中的作用,讨论了添加微量合金元素Nb对推迟再结晶发生、轧制过程中细化晶粒的过程,实验表明微量Nb即使在高温发生析出,低温时效时仍然有沉淀发生。     

Ti和/或Nb对高温合金25Cr37Ni0.6Nb组织和力学性能的影响

研究了150 kg真空感应炉冶炼并轧成30 mm板的0.05C-25Cr-37Ni-0.6Nb(0.6Nb),0.05C-25Cr-37Ni-0.6Nb-0.6Ti(0.6Nb-0.6Ti)和0.05C-25Cr-37Ni-1.8Nb(1.8Nb)3组合金1160~1220℃ 1 h空冷固溶处理的组织和性能。结果表明,与0.6Nb合金相比加Ti的(0.6Nb-0.6Ti)合金的晶粒明显粗化,析出相主要为微米级Ti(CN),室温强度降低,760℃蠕变性能降低;增加Nb含量的1.8Nb合金的晶粒细化,析出相主要为纳米级Nb(CN),室温强度和蠕变性能没有明显变化。     

基于超硬TiC增强耐磨性超级耐磨钢研究与应用

在常规低合金马氏体耐磨钢合金成分的基础上,添加一定量的Ti元素,通过冶炼连铸过程中形成大量微米、亚微米超硬TiC陶瓷颗粒,并结合控制轧制和控制热处理的工艺控制,使其弥散均匀分布在板条马氏体基体上,研发出一种新型连铸坯内生超硬TiC陶瓷颗粒增强耐磨性超级耐磨钢板,并在涟钢进行了工业化生产;分析了连铸、热轧和离线热处理过程时实验钢中TiC的演变规律和组织性能的变化,并研究了其耐磨性能。结果表明,新型钢板中由于较多Ti元素的添加,在连铸凝固过程中形成仿晶界的微米、亚微米级的超硬TiC粒子,轧制和离线热处理过程中,仿晶界的TiC粒子在马氏体基体中弥散均匀分布;耐磨性测试表面,在同等硬度的条件下,新型耐磨钢板的耐磨性达到传统马氏体耐磨钢的1.5-1.8倍,展现出优异的耐磨性能。     

WC含量对明弧堆焊奥氏体合金显微组织及耐磨性的影响

采用金属粉型药芯焊丝自保护明弧焊制备Cr9Mn6Nb2WVSi Ti奥氏体耐磨堆焊合金,借助XRD,SEM,EDS及光学显微镜研究外加WC颗粒对其显微组织及耐磨性的影响。结果表明,随焊丝药芯中WC增加,奥氏体晶粒细化,沿晶分布的多元合金化碳化物数量增加。初生γ-Fe相原位析出了(Nb,Ti,V)C相和残留WCx颗粒,起到晶内弥散强化作用,沿晶分布的(Nb,Ti,V)C和M_6C(M=Fe,Cr,Mn,V,W)相隔断了网状或树枝状的沿晶M_7C_3相,使其细化、断续分布而提高合金韧性,减轻沿晶碳化物数量增加的不利影响。硬度和磨损测试结果显示,明弧堆焊奥氏体合金洛氏硬度仅为40~47,但其磨损质量损失低于高铬铸铁合金,具有良好耐磨性;随外加WC含量提高,奥氏体合金晶内和晶界显微硬度差异显著减小,合金表面趋于均匀磨损而改善耐磨性。该奥氏体合金的磨损机制主要是磨粒显微切削,适用于带有一定冲击载荷磨粒磨损的工况下使用。     

激光熔覆改性铁基合金涂层的硬度和耐磨性能研究

为提高石油钻井行业中工件表面涂层的硬度和耐磨性,提升工件使用寿命,本文设计开发了含Cr、V元素的三种铁基激光粉末,通过激光熔覆加工工艺进行涂层制备,对铁基激光涂层的物相、硬度和摩擦磨损性能检测,成功开发了硬度高达60 HRC,摩擦系数为0.6094,15分钟50N载荷条件下磨损量仅为0.0007 g的高耐磨铁基激光熔覆涂层,满足石油钻井行业对于高硬度、高耐磨、长寿命的涂层需求。     

30 wt.% 碳化物含量 (Cr,Fe)7C3/Fe3Al 金属陶瓷涂层磨损行为

采用销-盘往复干摩擦磨损试验研究了30wt.%碳化物含量的由原位自生(Cr,Fe)_7C_3颗粒弥散强化的(Cr,Fe)_7C_3/Fe_3Al金属陶瓷涂层的形貌、硬度,以及室温和400℃下的磨损性能。为了便于对比,同时测定了不同温度下的RuT350基体、Fe3Al涂层硬度。此外,在相同条件下,测定了室温和400℃时RuT350基体和NiCr-MoCr_3C_2涂层的摩擦磨损情况。结果表明,(Cr,Fe)_7C_3/Fe_3Al涂层硬度随温度升高衰减较慢,且在相同的接触载荷下,(Cr,Fe)_7C_3/Fe_3Al涂层的摩擦系数明显低于RuT350铸铁,其与摩擦副的总磨损量400℃下仅为RuT350基体与摩擦副总磨损量的45.8%,其室温与400℃下的耐磨性优于Fe3Al涂层和NiCr-Mo-Cr_3C_2涂层。(Cr,Fe)_7C_3/Fe_3Al具有较高的中高温耐磨性主要源于金属间化合物Fe3Al粘结相在特定的温度范围具有异于普通合金的R现象,致使(Cr,Fe)_7C_3/Fe_3Al具有较高的高温硬度,并存在大量弥散分布的细小(Cr, Fe)_7C_3晶粒,不易造成陶瓷颗粒从金属相中脱落在磨损表面形成第三粒的协同机制。