Nb对喷射成形M3型高速钢组织和性能的影响

为了利用NbC的高硬度和高热稳定性,并避免其在凝固过程中的过分长大,采用喷射成形快速凝固技术制备了M3型高速钢和以Nb代V的M3型高速钢.利用SEM,EDX和XRD等方法研究了Nb对喷射成形M3型高速钢沉积态组织的影响;利用SRV高温摩擦磨损试验机和三维白光干涉表面形貌仪研究了Nb对喷射成形M3型高速钢摩擦磨损性能的影响.结果表明,用等原子分数的Nb替代V,可大幅增加沉积态中一次MC型碳化物.减少一次M₂C型碳化物,同时由于喷射成形高冷速的作用,使得MC碳化物尺寸减小,分布更弥散:这些MC型碳化物的存在是M3型高速钢的抗磨粒磨损性能提高的主要原因,但其对抗氧化性能并无贡献,在高载荷时抗氧化剥落磨损能力增加不明显;Nb对提高M3高速钢回火稳定性也有明显的作用.     

合金化Cr优化含Fe过共晶Al-Si合金显微组织及其机制

采用传统铸造工艺和喷射成形技术制备了无Cr和含Cr的含Fe过共晶Al-Si合金,并利用SEM(EDS)、XRD及DSC对其显微组织、相组成及相变过程进行了研究。结果表明:2%Cr的加入不光使铸态粗大针片状的δ-Al4FeSi2相变为"骨骼状"α-Al(Fe,Cr)Si相,而且使沉积态Al-25Si-5Fe-3Cu合金中短棒状的富铁相(～10μm左右)被尺寸小于3～5μm的颗粒状α-Al(Fe,Cr)Si相所替代,从而细化的组织更有利于合金性能的提高。等温处理实验结果显示沉积态含Cr合金具有较好的组织热稳定性,其主要归因于颗粒状α-Al(Fe,Cr)Si相自身的高温稳定性,而沉积态Al-25Si-5Fe-3Cu合金热稳定差主要由于β-Al5FeSi相的长大和A7Cu2Fe相的形成。另外,结合显微组织和喷射成形工艺特点对沉积态组织形成机制分析发现α-Al(Fe,Cr)Si相有可能通过直接从液相析出和经δ-Al(Fe,Cr)Si相转变而来。     

喷射成形过共晶Al-Si合金组织、性能的研究进展

过共晶Al-Si合金作为最具代表性的喷射成形材料在轻质、耐热、耐磨结构件,尤其是发动机缸套的工业化生产方面,已获得大量的应用。目前商用化的过共晶Al-Si合金在热稳定性和高温性能方面的不足已成为开发高性能发动机的限制因素,因而也成为近年来各研究机构的主要研究方向。用Fe,Mn,Cr为主的合金化代替传统的以Cu,Mg为主的合金化,使Al2Cu,Al2CuMg等强化相被稳定性更高的α—Al（Fe,TM）Si相所代替,达到了组织和室温、高温性能的双重优化,制备出继PEAK和OSPREY公司之后开发的可应用于更高性能发动机缸套部件的新型过共晶Al—Si合金。     

小方坯连铸过程温度场和流场的实时模拟

为了寻求在瞬态下仍然有效的实时模拟模型,以便模拟连铸的全过程,基于任意拉格朗日-欧拉（ALE）方法和Lam-Bremhorst低雷诺数k-ε方程,建立了考虑湍流的传热和流体流动的实时模拟模型.该模型有效地实现了移动计算域下的动态网格扩展,可以模拟从拉坯到切割坯连铸全过程的温度场与流场的变化.作为实例,X70钢小方坯的模拟效果与实验验证吻合很好.      

喷射成形M3型高速钢碳化物组织特征与加热过程演化

采用常规铸造和喷射成形工艺分别制备了M3型高速钢铸坯和沉积坯.利用扫描电子显微镜、X射线能谱和X射线衍射等分析方法对冷却速度对合金的显微组织的影响,加热温度对M3高速钢中M₂C共晶碳化物分解行为的影响,以及热加工变形后铸态和沉积态组织的变化进行了研究.结果表明:铸态合金含有粗大的一次枝晶和M₂C共晶碳化物,而喷射成形沉积坯主要为等轴晶且碳化物细小均匀;冷却速度的提高极大地抑制了碳化物的析出和晶粒长大;加热温度的提高有利于M₂C共晶碳化物分解,过高的温度使得分解后的M₆C长大,不利于合金性能的提高;沉积坯经恰当的预热处理和热变形可以获得理想的变形组织.      

铌对喷射成形M3:2高速钢组织和耐磨性的影响

研究了Nb对喷射成形高速钢M3:2组织和硬度的影响,并对含Nb喷射成形高速钢在不同温度下的摩擦行为进行了研究。结果表明,Nb可以使一次MC型碳化物变得更细小、球形度更好,M2C片层厚度变薄,有利于高速钢回火过程中的二次析出,提高其回火后的硬度。0.5 %Nb的添加可显著提高喷射成形M3:2高速钢的耐磨性。常温（20 ℃）时高速钢的磨损机制主要为磨粒磨损;中温（300 ℃）时,磨损机制则以粘着磨损为主,氧化磨损增加;高温（500 ℃）时,主要以氧化磨损为主。     

H13钢回火组织及碳化物转变规律

通过微观组织和第二相分析,以及力学性能测试,研究了400～700 ℃范围内回火温度对H13钢组织及碳化物转变的影响。结果表明,400～550 ℃回火,基体组织为回火马氏体,碳化物主要为Mo2C和VC;硬度在550 ℃回火达到峰值,出现二次硬化效应。600～650 ℃回火时,组织为回火屈氏体,主要碳化物为Fe3M3C和Cr7C3,同时,马氏体大量分解,碳化物粗化,硬度急剧下降,韧性快速升高;700 ℃回火时,基体为回火索氏体,碳化物明显聚集长大,表现出过时效。     

铝合金铸热裂预测数值模拟研究进展

热裂是铝合金熔铸过程中常见的一种铸造缺陷,是工业生产大型均质无缺陷铸锭所面临的重要挑战之一.尽管经过几十年的研究提出了很多理论和模型,但是在对热裂本质的认识上仍存在很多不足和局限性.本研究从固液两相区的性能测量,数值模拟研究所需边界条件的设置,热裂判据的开发及数值模拟的应用等多个方面,总结了铝合金熔铸热裂预测研究中数值模拟方面的研究进展,并就其发展方向提出了建议.     

新型Al-Mg-Zn合金不同应变率动态冲击性能与组织变化

通过Gleeble-1500、分离式Hopkinson压杆、金相、扫描和透射电镜探究了Al-Mg-Zn合金准静态及动态冲击过程中的力学性能和组织演化。Al-Mg-Zn合金在准静态下表现为整体应变硬化效应。合金在1300s_^-1~3800s_^-1对应变率敏感,在4800s_^-1时几乎无应变率敏感性。合金晶粒随应变率变化发生不同程度的变形,且随着应变率的提高,晶粒变形不均匀性加重;析出相粒子形态、密度、尺寸等在4800s_^-1动态冲击前后发生明显变化。     

Oxidation and hot corrosion behaviors of HVAF-sprayed conventional and nanostructured NiCrC coatings

The oxidation and hot corrosion behaviors of HVAF-sprayed conventional and nanostructured NiCrC coatings were studied. The oxidation experiment was conducted in air, and the hot corrosion was conducted in the Na₂SO₄–30%K₂SO₄ environment, in the temperature range of 550–750 °C for periods up to 160 h. The corrosion kinetics was tested with the thermogravimetric method. The corrosion products were characterized by scanning electron microscopy(SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and X-ray diffractometry (XRD). As indicated by the results, both types of coatings possess high corrosion resistance, especially the nanostructured NiCrC coating. The enhanced grain boundary diffusion in the nanostructured coating not only promotes the formation of a denser Cr₂O₃ scale with a higher rate, but also helps to mitigate the Cr depletion at the metal/scale interface. The less porosity of the nanostructured coating is also thought to be beneficial to the anti-corrosion properties.