EBSP在大塑性变形材料微观组织结构研究中的应用

The microstructures of the commercial aluminum heavily deformed by the accumulative rolled bonding (ARB), the equal channel angular pressing (ECAP) and the common cold rolling (CR) were determined by the electron backscatter patterns system in SEM with thermal field gun. It was found that the EBSP system can be used to determine the microstructure in the deformed state, even in the heavily deformed state. The local texture of the deformed materials was reveal also in this paper.     

弹丸质量对高强度薄钢板抗弹性能影响的模拟分析

利用有限元模拟法研究了弹丸质量对两种高强度薄钢板抗弹性能的影响,从钢板的破坏形貌、受力和吸收能量的角度分析了不同质量弹丸冲击钢板的过程,最后设计相关试验对模拟结果进行了验证。结果表明:较高强度钢板的抗弹性能要优于较低强度钢板,钢板背凸高度和残余弹丸的长度均较小。随弹丸质量增加,钢板的背强下降,但是弹丸穿透钢板时需要的动能增加。低质量小口径弹丸能量集中传递给钢板,钢板受力较大,能够吸收的弹丸能量较少。     

国内外轴承钢的现状与发展趋势

目前国产关键轴承与日本、欧美等先进国家相比,在使用寿命、可靠性、Dn值与承载能力等方面存在较大差距,成为制约中国装备制造业发展的瓶颈.首先介绍了国内外在航空航天、高速动车和其他工业用高端轴承质量上的差距和中国高端装备制造对高端轴承的需求.然后介绍了国外超纯化、多样化、定量化和低成本化的轴承材料的发展现状,以及大幅度提升轴承材料寿命的新型热处理和表面改性技术.最后指出未来中国轴承钢研发不仅需要传统轴承钢冶金质量的提升和新型轴承材料的创新研发,还需要进行2～5 GPa超高疲劳应力作用下轴承钢的组织演化、加工硬化和破坏机制等基础理论研究,以实现中国高端轴承钢的国产化,满足高端装备对高端轴承的需求.     

两种不同强塑性薄钢板抗弹性能的试验和数值模拟

 利用51B式7.62mm手枪弹对不同强度和塑性的薄钢板进行枪击试验,采用ANSYS/LS-DYNA软件对试验过程进行数值模拟,对试验和数值模拟过程的钢板破坏形貌、背凸高度、残余弹丸长度等宏观形貌进行比较。结合抗弹过程中弹丸和钢板消耗的能量,分析了强度和塑性对钢板抗弹性能的影响。结果表明：尽管两种钢板的抗拉强度和断后伸长率差异较大,但其抗51B式7.62mm手枪弹性能相当。试验和数值模拟结果吻合较好,模拟方法能够正确地反映弹丸冲击靶板过程。因较高强度钢板使弹丸变形消耗的能量大于较低强度钢板,塑性较好钢板本身变形消耗的能量大于较低塑性钢板,从而解释了两种钢板抗弹性能相当的试验结果。     

逆相变退火对连铸坯组织和力学性能的影响

 研究了逆相变退火温度对0.1C5Mn钢连铸坯的组织结构和力学性能的影响规律,采用SEM进行组织结构的表征,利用XRD技术分析连铸坯退火后奥氏体含量,并测试了退火试样的力学拉伸性能。试验结果表明,连铸坯退火过程中发生奥氏体逆转变且在较低退火温度下有少量碳化物析出,随着退火温度升高,奥氏体含量先增加后减少,析出物逐渐溶解消失。提高退火温度可以显著提高试验钢的抗拉强度但却降低它的屈服强度,另外随退火温度升高,断后伸长率和强塑积先增高后降低。在625~650℃退火,可以获得20%~25%的伸长率。研究结果说明利用逆转变退火可以大幅度提高中锰钢铸坯的力学性能。     

高氮不锈轴承钢组织表征与滚动接触疲劳失效机制

高氮不锈轴承钢作为第三代轴承钢材料,被广泛应用于航天飞机燃料泵轴承、飞机发动机主轴轴承等领域,现已经成为航空航天关键基础材料。而国内关于高氮不锈轴承钢滚动接触疲劳性能研究几乎空白,因此对加压电渣冶炼工艺制备的高氮不锈轴承钢采用不同回火温度热处理,进行力学性能测试、微观结构表征和滚动接触疲劳性能测试。结果表明,试验钢1 030℃淬火+180℃回火热处理工艺抗拉强度为1 899.7 MPa、硬度为60.7HRC,500℃回火后硬度与180℃相当,抗拉强度提升至2 213.5 MPa;通过对500℃高温回火试样基体表征,发现基体内纳米级Cr-N第二相析出是二次硬化现象产生的主要原因。180℃回火试样滚动接触疲劳寿命L10为1.67×107,500℃回火试样L₁₀为2.85×10⁷,提高了70%;通过对2组试样疲劳剥落坑深入表征,发现180℃回火试样次表层沿晶断裂是引起滚动接触疲劳失效的主要原因;结合基体残余应力测量结果分析,500℃高温回火残余拉应力为41 MPa,低于180℃回火的101 MPa。高温回火基体内析出的纳米级Cr-N第二相可以降低位...     

GCr15轴承钢静态再结晶行为

在Gleeble-3800热模拟实验机上利用双道次热压缩的实验方法,获得了GCr15轴承钢在不同实验条件下的应力-应变曲线,研究了该钢种在高温变形道次间隔时间内的静态软化行为以及再结晶规律,模拟材料热加工组织性能,为制定合理的轧制工艺提供实验基础和理论依据。分析了变形温度、应变速率和道次间隔时间对其静态再结晶行为的影响,建立了GCr15钢静态再结晶动力学模型,相应的静态再结晶激活能约为118.72kJ/mol。结果表明:静态再结晶体积分数随变形温度的升高、应变速率的提高或道次间隔时间的延长而增大。     

2%铝质量分数超高碳钢的球化退火工艺

 为获得完全球化的超高碳钢组织,基于离异共析转变机制对2%铝质量分数超高碳钢进行球化退火工艺研究。研究发现,由于成分的不均匀性,超高碳钢锻态组织由片层间距不一致的珠光体和网状碳化物组成,单纯使用离异共析工艺无法使其完全球化;2%铝质量分数超高碳钢锻态组织网状碳化物厚度在1 μm以下,[Acm]温度以下正火即可获得片层均匀细小的珠光体并消除网状碳化物;提高正火温度能显著减少正火组织中长条和短棒状碳化物的数量,利于获得较好的球化组织。2%铝质量分数超高碳钢经900～925 ℃正火后在830 ℃奥氏体化并在760 ℃等温4 h后获得了由超细铁素体＋细小球状渗碳体组成的完全球化组织。     

加热温度对含Nb中碳钢奥氏体晶粒长大的影响

利用微合金析出物与临界晶粒尺寸的定量关系,研究了Si含量较高的中碳Nb微合金钢在不同加热温度下的奥氏体晶粒长大规律。结果表明,随着加热温度的升高,试验钢中奥氏体晶粒逐渐长大,当温度高于1100℃时,晶粒开始粗化。由经验模型可得,随着温度的升高,析出相的体积分数逐渐减少,而颗粒半径逐渐增大,由于二者的共同作用导致了奥氏体晶粒在高于1100℃时迅速粗化;在实验的基础上,得到了适用于试验钢的晶粒长大模型。     

高强度高塑性第三代汽车钢的M3组织调控理论与技术

高强度、高塑性是汽车钢的重要发展方向,本文综述了高强度高塑性第三代汽车钢的"多相(multiphase)、亚稳(metastable)和多尺度(multiscale)"M~3组织性能调控理论和技术,以及面临的新挑战。M~3组织与性能调控理论为高强度高塑性钢提供了理论支持,亚稳奥氏体的相变诱发塑性(TRIP)效应能够提高加工硬化率并推迟颈缩的发生,从而提高了钢的强度与塑性,同时产生了剪切边裂纹敏感性提高,氢致延迟断裂性能下降,循环载荷下亚稳奥氏体的转变行为复杂等新的问题和挑战。当前,含亚稳奥氏体高强度高塑性钢的质量一致性和应用基础研究缺乏,而汽车钢作为量大面广的产品,需要从它的成分设计和组织调控-冲裁切割-成形制造-连接涂装-服役评价等全链条环节中开展组织演变和性能评估,充分考虑产品的技术适用性和成本,进而为组织调控理论和技术的完善提供依据。