医用稀土镁合金微观组织特征及力学行为研究进展

近年来,镁合金作为生物医用金属材料受到了广泛关注,但其较差的力学强度极易导致植入物在服役周期内崩塌断裂,严重危及患者生命安全。稀土微复合金化作为当下提高可降解镁合金力学性能的有效措施,在消除镁合金杂质元素、净化熔体的同时,还可以起到促进动态再结晶、形成长周期堆垛有序相等作用。因此,本文从稀土镁合金微观结构转变及其与力学性能的基本关联出发,综述了近年来医用稀土镁合金组织特征及力学性能的研究进展,深入发掘了稀土元素、第二相及镁合金力学性能之间的本质关联,详细阐述了连续动态再结晶对稀土镁合金的强韧化机理,全面叙述了稀土元素诱导长周期堆垛有序结构对镁合金力学性能的影响规律。最后,本文对医用稀土镁合金未来的发展方向进行了展望。     

TWIP钢层错能及机理的研究进展

综述了TWIP钢的研究现状及进展。重点介绍了TWIP效应过程、各元素对TWIP钢的影响、层错能及其计算、TWIP钢的强韧化机理。简述了退火温度、稀土元素和大变形异步-同步轧制所制备的超细化晶粒对TWIP钢组织和性能的影响,并对未来TWIP钢的发展方向进行了展望。     

荷载和化学腐蚀作用对混凝土抗压强度影响研究现状

文章系统综述了荷载与硫酸根离子与氯离子耦合作用下对混凝土性能损伤劣化的影响,主要总结了荷载与硫酸根离子、氯离子等腐蚀离子单独或复合的外界环境对混凝土抗压强度影响的研究现状,总结了荷载与硫酸根离子、氯离子耦合作用下对混凝土抗压强度的影响规律,对混凝土的耐久设计和安全施工提供理论支持,为今后的相关研究提供借鉴与指导。     

超高氮奥氏体钢的铸态组织研究

采用Thermo-Calc软件对超高氮奥氏体钢的伪二元平衡相图进行热力学计算。通过金相显微镜、扫描电镜和XRD,研究了实验用钢的铸态显微组织。结果表明:氮含量为0.9wt%的奥氏体钢的固相线和液相线温度分别为1310、1440℃。氮化物Cr_2N的析出温度区间为907～1080℃;碳化物M_(23)C_6的析出温度在900℃。超高氮奥氏体钢的铸态组织的基体为奥氏体,析出的氮化物有的呈球状和不规则块状弥散在晶内,有的呈长条状、絮状和块状沿晶界析出。     

AZ31镁合金在表面机械研磨过程中组织的演变

通过表面机械研磨处理(SMAT),在平行于轧面的AZ31镁合金试样表层中产生了纳米级晶粒。采用光学显微镜(OM)、透射电子显微镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)和纳米压痕仪等设备分析了经过SMAT处理后的AZ31镁合金试样的微观组织和力学性能。OM观察表明,SMAT处理后,AZ31镁合金形成了梯度组织结构; TEM观察表明,晶粒细化可归因于位错的运动和动态再结晶的发生。在距离表面较深的低应变区域,由于变形量小,位错缠结起到细化晶粒的作用。在亚微米晶层,由于应变量的增加,晶粒得到进一步的细化。在最表层,由于发生了再结晶,使晶粒得到更进一步细化,从而产生纳米晶层。EBSD分析表明,随着应变的增加,晶界取向差连续增加,说明旋转再结晶主导了晶粒的细化过程。纳米压痕硬度分析表明,由表及里硬度逐渐降低。     

轧制6061/7075铝合金复合板的工艺优化

采用轧制、中间退火和扩散退火的组合工艺,制备了6种不同工艺下的6061/7075铝合金层状金属复合板,分析了不同工艺下复合板的组织特征和形成原因,对比研究了不同工艺下复合板的力学性能。结果表明:冷轧、热轧均能获得沿轧向分布的纤维度良好的晶粒组织,恰当的中间退火和扩散退火加速了两侧基体金属的元素扩散,促进冶金结合。但热轧不存在轧制变形后的加工硬化,力学性能较冷轧复合板差;结合应力-应变曲线可知,冷轧+冷轧+中间退火+冷轧+扩散退火工艺下获得的6061/7075复合板综合性能最高,抗拉强度为214 MPa,伸长率20%,弹性模量8. 026 GPa。     

钢铁制造流程铁钢界面时间参数“涨落”特征

 时间是钢铁制造流程物质流的基本参数之一,研究其“涨落”特征对钢铁制造流程的动态有序运行、动态精准设计和结构重构优化具有重要意义。以钢铁制造流程铁钢界面为例,采用以中位数和稳健变异系数为主要指标的稳健统计方法,对物质流运行过程各环节时间的集中性和离散性特征及其影响因素进行深入分析。研究结果表明,铁钢界面物质流运行过程中,各作业环节的时间集中性指标和离散性指标的差异均较大,主要与作业内容和主体独立性有关;而各等待环节的时间集中性指标差异较大而离散性指标差异较小,主要受系统结构及生产组织的综合影响。工序自身生产特点、流程静态物理结构和物质流动态运行程序是影响钢铁制造流程多维物质流时间参数“涨落”特征的主要因素。     

CO2和H2O气氛下Fe-C合金薄带脱碳对比

 为了对CO₂和H₂O两种气氛的脱碳效果进行对比,将碳质量分数约为4.2%的Fe-C合金薄带分别在两种气氛中进行脱碳处理。通过热力学分析结合试验保证碳被脱除且铁不氧化的气氛条件分别为:Ar-CO-CO₂(气体流量为850 mL/min,CO的体积分数为25%,$P_{CO_2}$/(P_CO+$P_{CO_2}$)为0.26),Ar-H₂-H₂O(气体流量为500 mL/min,H₂体积分数为15%,水浴温度为313 K)。当脱碳温度为1 413 K时,Ar-H₂-H₂O气氛下,脱碳时间为50 min时,脱碳后的平均碳质量分数为0.6%,Ar-CO-CO₂气氛下,脱碳时间为70 min时,脱碳后的平均碳质量分数为0.92%。当脱碳时间相同时,Ar-H₂-H₂O的脱碳效果优于Ar-CO-CO₂的脱碳效果,由于随着脱碳反应的进行薄带表面与氧化气体反应达到平衡,Ar-H₂-H₂O反应平衡时薄带的碳活度要低于Ar-CO-CO₂气氛条件的碳活度,导致Ar-H₂-H₂O气氛条件下薄带的碳浓度梯度高于Ar-CO-CO₂气氛条件,进而导致Ar-H₂-H₂O气氛条件的扩散通量大,脱碳效果好。     

连铸结晶器保护渣渣膜传热特性研究进展

传统保护渣主要以CaO和SiO₂为基料,辅以适量助熔剂如CaF2等构成;而无氟保护渣则是选用B₂O₃、TiO₂等合适的助熔剂来替代CaF₂达到绿色环保的目的。从保护渣的碱度、化学成分和结晶性能三方面,分别综述了传统含氟渣系CaO-SiO₂-CaF₂和新型无氟渣系CaO-SiO₂-B₂O₃、CaO-SiO_2-TiO₂渣膜传热的影响规律,总结了近十年来冶金工作者对含氟和无氟保护渣渣膜传热的研究成果,得出无氟保护渣结晶矿相中硅硼酸钙和钙钛矿与传统保护渣中枪晶石具有相似的结晶行为,B₂O₃和TiO₂的含量在4%~8%和3%~11%可有效控制传热,从而减少铸坯纵裂纹的发生。并提出了开发新型高效无氟保护渣的进一步研究方向,即无氟渣中氟化物替代物的迁移赋存规律对渣膜传热性能的影响机理。     

镀锡板中钙铝酸盐夹杂物的形成及控制

镀锡板具有广泛的应用及良好的发展前景,但由于其中大尺寸钙铝酸盐夹杂物的存在,易造成镀锡板钢出现点状缺陷,在后续加工过程表现为冲压开裂.为研究这一现象,利用扫描电镜和能谱仪等检测手段,对某公司的镀锡板缺陷样中夹杂物进行形貌和成分分析,结果表明,镀锡板中大尺寸钙铝酸盐夹杂物是造成产品质量缺陷的主要原因.通过分析缺陷发生率与连铸坯位置的关系,发现缺陷主要发生在交接坯与尾坯上.通过优化钢包顶渣改质工艺和优化中包流场,制定了一套钙铝酸盐夹杂物的控制技术,基本消除了镀锡板的钙铝酸盐夹杂.