晶界空位与碳原子对铁晶界力学性能的影响

 为了从纳米尺度上探究与表征bcc-Fe的晶界变形行为,采用分子动力学方法分析了4种不同的bcc-FeΣ3晶界(Σ3(111)、Σ3(112)、Σ3(111)/(115)、Σ3(112)/(552))的拉伸与剪切变形过程,研究了晶界上空位和碳的原子分数对晶界拉伸和剪切性能的影响。结果表明,随着空位与碳原子所占晶界原子分数的增加,Σ3(112)晶界的拉伸应力-应变曲线屈服阶段逐渐消失。随着空位原子分数的升高,Σ3(111)晶界抗拉强度逐渐降低,而其余3种晶界抗拉强度也有不同程度的减小。含碳原子的Σ3(111)晶界抗拉强度有所增加,相反,其余3种晶界抗拉强度均低于原始无缺陷晶界。4种晶界的剪切强度均由于空位的存在或碳原子置换而明显减小。     

316L/Q345R热轧复合板界面组织演变及性能

利用扫描电子显微技术结合能谱分析对316L/Q345R热轧复合板结合界面组织及元素扩散情况进行了检测,通过热力学计算分析了界面附近碳的分布规律,并测量了结合界面的显微硬度与剪切强度。结果表明,结合界面碳钢一侧存在约50μm的铁素体带,而不锈钢侧存在约100μm的元素扩散影响区;不锈钢中铬、镍等元素向碳钢中扩散,碳钢中碳元素向不锈钢中扩散;复合板界面剪切强度为373 MPa,明显高于标准规定的210 MPa,略低于Q345R与316L剪切强度和的1/2(379 MPa)。     

一种核级316LN钢的相图计算与微合金化设计

用热力学方法计算了一种核级316LN钢及其在Nb、V微合金化条件下的伪二元平衡相图,研究了不同温度下钢的平衡相组成。结果表明,316LN钢中的主要析出相为Cr2N、M23C6、和相,Nb微合金化316LN钢中会形成含C的MX,有望提高材料的力学性能和耐晶间应力腐蚀性能,V微合金化316LN钢中会形成VN,但对稳定C的作用不大。     

温压缩变形过程中渗碳体的球化行为

在Gleeble-3500热模拟试验机上对原始组织为层片状珠光体的高碳钢进行温度为640～700℃、应变速率0-01～10s-1,最大真应变为1的温压缩变形.采用扫描电镜研究了该过程中渗碳体片层的组织演变情况,并用DEFORM-3D软件模拟了温变形过程中试样内部等效应变的分布情况.结果表明,温压缩变形过程中存在着形变不均匀性,使得试样心部和边缘组织形态有明显差异,随着应变速率的降低,边缘层片状珠光体组织球化为粒状珠光体;在变形过程中珠光体组织主要发生渗碳体片层的球化,随着应变量、应变速率以及变形温度的增加,渗碳体球化率明显增大.     

锰和硅添加对重度冷轧及退火后珠光体钢力学性能的影响

研究了几种锰、硅含量的Fe-0.8C合金在重度冷轧及退火后珠光体的显微组织变化及拉伸性能。结果表明,锰、硅的添加可使90%冷轧及450-650℃退火后共析珠光体的抗拉强度与屈服点均大幅度提高,但它们对冷轧珠光体延性的影响却是可以忽略的;与锰相比,硅的添加对冷轧及退火后珠光体钢延性的提高更有效,尤其当钢的强度较高时;锰、硅复合添加对重度冷轧及退火珠光体钢力学性能的提高也同样非常有效;经重度冷轧及低温(450℃)短时间退火,含硅或锰钢的抗拉强度和屈服点与冷轧态试样相比几乎没有下降,但其延性却明显提高;以硅、锰合金化的共析珠光体钢经90%冷轧及在450℃退火30-120s后强度-延性平衡达到最佳。     

热压缩变形不均匀性的有限元模拟与试验研究

用FEM方法对一种共析珠光体钢经700℃、0.1～10 s-1的热压缩变形过程进行了数值模拟,分析了变形后试样纵剖面上等效应变与应变速率的分布情况,确定了实际变形条件与试验设定条件比较一致的区域范围,并通过相应的显微组织变化进行了验证.结果表明,热压缩变形试样心部的等效应变与应变速率比设定值大40%左右,而端面值则为设定值的1/5～1/4;在从试样端面到中心距离的2/5～3/5区域内,实际应变及应变速率与试验设定的变形条件基本一致,且1/2处一致性最好.     

铸态AZ61镁合金热压缩变形组织变化

利用Gleeble-1500对铸态AZ61镁合金在变形温度200~500℃,应变速率0.001~1s-1的条件下进行压缩变形;利用显微结构分析和硬度测试等研究不同变形条件下AZ61镁合金的组织和性能,引用Z值(Zener-Hollomon系数)研究温度和应变速率对AZ61镁合金组织的影响,建立再结晶晶粒尺寸与Z值之间的关系。结果表明:铸态AZ61镁合金在热变形时表现出动态再结晶特征,随温度上升,再结晶容易发生且峰值应力降低,再结晶晶粒尺寸随温度升高而增大;随应变速率上升,峰值应力增大且峰值应力对应的应变量增大,再结晶晶粒尺寸减小;硬度大小的变化也与动态再结晶密切相关。     

本科院校金属工艺课程教学改革

金属工艺课程是本科院校工科类专业的一门重要基础课,对培养学生的工程综合素质具有其它课程不可替代的作用.由于人才培养质量标准观念的转变以及科学技术的发展等因素,原有金属工艺课程的教学已不完全适用.为了提高本科院校金属工艺课程的教学质量和教学效果,针对该课程的特点,根据教学改革的发展趋势,并结合多年的教学经验,从教师素质、教学内容和教材、教学过程、考核方式、实验和实习几个方面,对目前本科院校在金属工艺课程方面存在的主要问题进行了分析和讨论,并提出了相应的改进措施.     

高碳钢中珠光体在温楔横轧过程中的组织演变

采用温楔横轧方法制备出表层具有超微细复相组织的高碳珠光体钢棒件,研究了珠光体组织在温变形过程中的演变.结果表明,珠光体组织中的渗碳体片层主要以弯曲扭折的形式协调塑性变形,表现出较强的塑性变形能力;剧烈塑性变形促进了渗碳体片层的球化,表层球化完全的渗碳体颗粒粒径均小于0.2μm;温楔横轧后铁素体基体发生了动态连续再结晶,等轴铁素体平均晶粒尺寸为0.3～0.4 μm,0.5R处和心部的渗碳体球化不完全,铁素体再结晶也不完全;铁素体晶粒的超细化和渗碳体片层的球化明显改善高碳珠光体钢棒件的塑性,温变形过程中应变、应变速率及温度分布的不均匀是引起组织性能差异的根本原因.     

2Cr12Ni4Mo3VNbN钢中析出相的热力学计算与试验分析

 利用Thermo-Calc热力学软件计算了2Cr12Ni4Mo3VNbN钢中各个元素在成分范围内均为中值时的平衡相图,同时计算了2Cr12Ni4Mo3VNbN钢中碳、铬、钼、铌、氮元素含量变化时的平衡相图,以此分析钢中主要平衡析出相和合金元素含量对析出相析出行为的影响。为验证热力学计算的可靠性,采用XRD、SEM及TEM等分析方法对热处理后的2Cr12Ni4Mo3VNbN钢中析出相类型进行了试验验证。结果表明,钢中的平衡析出相为MX相、M₂₃C₆、M₆C、Z相和Laves相。在热力学平衡条件下,MX相在850 ℃转化为Z相,M₆C在787 ℃转化为Laves相。但是在实际热处理过程,由于保温时间较短且冷却速度较快,上述转化过程不会发生,所以钢中主要析出相为MX相、M₂₃C₆和M₆C。平衡析出相种类与相分析的试验结果基本一致。MX相存在大尺寸的一次MX相和细小弥散的MX相,MX相主要受铌、氮元素影响,其析出量随氮含量升高而升高,析出温度随铌含量升高而升高;M₂₃C₆相的析出温度随碳含量增加而升高,析出量也随之升高;M₆C的析出温度随铬含量增加而降低,随钼含量增加而升高;在成分范围内,元素控制原则为增加碳含量以增加M₂₃C₆的析出强化作用,减少铬含量以避免热加工时进入δ-Fe相区,减少钼含量以降低Laves相析出倾向,减少铌含量以降低一次MX相的析出温度,氮含量需要采取中间量以减少一次MX相析出,增加低温阶段细小弥散的MX相析出。