H13钢RE-N-C-S-V-Nb多元共渗成分优化

用RE-N-C-S-V-Nb盐浴多元共渗的方法对H13钢表面进行改性处理,形成了含有钒铌碳氮化物的高性能复合层.以多元共渗渗层厚度和显微硬度作为正交试验的参考指标,对多元共渗配方成分进行优化.根据正交试验中各因素水平对指标的影响结果得到最优的成分为:硼砂盐浴中,稀土质量分数5％,V2O5质量分数6％,Nb2O5质量分数6％;盐浴回火中,稀土质量分数1％,CNO-质量分数34％.利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对多元共渗层的组成和显微结构进行了分析和研究,结果表明:共渗后试样表面形成了NbN、VN、NbC、V8 C7等高性能物相和组织,渗层厚度达100～120 μm且组织致密并呈弥散性分布.与常规氮化处理的试样比较,高温氧化增重速率缓慢仅为氮化处理的1/4,微裂纹出现在热疲劳循环2 000次以上.     

H13热作模具钢RE-N-C-S-V-Nb多元共渗层的研究

对H13热作模具钢进行盐浴RE-N-C-S-V-Nb多元共渗,研究了渗层试样的组织、硬度及高温抗氧化性.结果表明:H13钢经盐浴RE-N-C-S-V-Nb共渗处理后,形成了厚约17 μm的表面渗层,渗层主要由含V,Nb和C,N的化合物组成,且组织细小而均匀,显微硬度呈梯度变化,高温抗氧化性能较好.     

H13钢RE-N-C-S-V-Nb多元共渗层的组织与性能

采用X射线衍射、扫描电镜、能谱分析及显微硬度测试手段,对H13钢RE-N-C-S-V-Nb共渗层进行了研究。结果表明,共渗层主要由NbN、VN、NbC、FeS、V8C7等相构成;共渗层厚度达100～120μm,其组织致密且连续性好,显微硬度高达1350 HV0.1,硬度的梯度分布比较平缓。     

7020铝合金型材的疲劳行为及微观机制

采用光学显微镜、扫描电镜、扫描透射电镜和电子背散射衍射等分析方法研究了7020铝合金型材疲劳行为及微观机制。结果表明在应力比R为0、疲劳极限寿命取10~7周次时,合金疲劳强度为232.9 MPa。疲劳裂纹尖端应力强度因子ΔK=8 MPa·m~(1/2)时,裂纹扩展速率约为6.44×10~(-5 )mm/cycle。合金中尺寸在3～12μm的粗大难熔结晶相不仅易成为疲劳裂纹源,也会加速疲劳裂纹扩展。在未再结晶区域,疲劳裂纹主要以穿晶方式扩展。当裂纹扩展到易滑移平面取向差较大的再结晶小晶粒时,裂纹易沿其大角度晶界快速扩展。合金再结晶程度及其对应的大角度晶界占比越低时,疲劳裂纹扩展路径越曲折,扩展速率越慢。     

均匀化升温速率对7N01铝合金组织与力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、电子探针显微镜、透射电镜和常温拉伸等测试方法研究均匀化升温速率对7N01铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:与升温速率较快的均匀化制度相比,采用升温速率小于100℃/h的慢速升温均匀化制度更有利于细小弥散Al3Zr粒子的析出,使Al3Zr粒子分布均匀;细小弥散的Al3Zr粒子能有效地阻止再结晶晶界的迁移,抑制再结晶的发生。随着均匀化升温速率由500℃/h降低到20℃/h,析出的Al3Zr粒子数量增加,尺寸减小,析出相体积分数和半径的比值φ/r由75.8μm-1增大到359.1μm-1,使得Al3Zr粒子对晶界的钉扎力增大,因此合金的再结晶分数相应地由31.92%逐渐降低到1.32%;保留下来的大量位错和未再结晶组织提高了合金的综合力学性能。     

H13钢RE–N–C–S–V–Nb多元共渗成分优化

用RE-N-C-S-V-Nb盐浴多元共渗的方法对H13钢表面进行改性处理,形成了含有钒铌碳氮化物的高性能复合层。以多元共渗渗层厚度和显微硬度作为正交试验的参考指标,对多元共渗配方成分进行优化。根据正交试验中各因素水平对指标的影响结果得到最优的成分为:硼砂盐浴中,稀土质量分数5%,V2O5质量分数6%,Nb2O5质量分数6%;盐浴回火中,稀土质量分数1%,CNO-质量分数34%。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对多元共渗层的组成和显微结构进行了分析和研究,结果表明:共渗后试样表面形成了NbN、VN、NbC、V8C7等高性能物相和组织,渗层厚度达100～120μm且组织致密并呈弥散性分布。与常规氮化处理的试样比较,高温氧化增重速率缓慢仅为氮化处理的1/4,微裂纹出现在热疲劳循环2 000次以上。     

难溶结晶相对7020铝合金型材疲劳行为的影响EI北大核心CSCD

采用疲劳强度及裂纹扩展测试、扫描电镜和电子背散射衍射等方法研究难溶结晶相分布特征对7020铝合金型材疲劳行为的影响。结果表明:合金中直径小于2μm的难溶结晶相占比较大,且数量较多;当直径大于4μm的难溶结晶相较少时,疲劳强度可达113.3 MPa,比含较多大尺寸难溶结晶相的合金疲劳强度高16.4%。当应力强度因子ΔK=10 MPa·m1/2时,含较多大尺寸难溶结晶相比含密集且细小的合金裂纹扩展速率快21.0%。直径在3~17μm的粗大难溶结晶相在疲劳循环中因自身开裂或与基体界面脱粘而易形成裂纹源,其中直径在3~7μm之间的难溶结晶相加速疲劳裂纹扩展的频率最高。尺寸细小的难溶结晶相能均匀分散应力,增加裂纹断面粗糙度,提高合金疲劳性能。难溶结晶相也能影响合金再结晶程度和晶界特征,再结晶分数和大角度晶界降低时可以提高疲劳裂纹扩展抗力。     

H13钢RE-N-C-V-Nb多元共渗层形成机理及生长动力学

采用X射线衍射、扫描电镜、能谱分析等手段分析H13钢RE-N-C-V-Nb盐浴共渗层的组织及形成机理,依据Fick定律和Arrhenius公式建立了多元共渗层生长与工艺参数之间定量的动力学数学模型.结果表明,钒铌氮碳化物共渗层的形成是钒铌原子与从基体扩散到渗层的氮碳原子结合的结果,渗层主要含NbN、NbC、VN、V8C7相.在一定温度下,渗层厚度随热处理时间的增长呈抛物线规律变化,钒铌氮碳化物层厚度生长动力学公式为s=6.0×10-4√t·exp(-10159.02/T).