H13钢制热挤压模爆裂失效分析

通过金相分析、断口观察以及力学性能测定等,对H13钢制热挤压模爆裂失效进行了系统分析.结果表明,冶金缺陷、组织缺陷致使材料各微区强度性能不均匀,内应力增大,是模具在服役受力时产生瞬间爆裂的主要原因.     

等离子喷涂制备MoSi<sub>2</sub>-CoNiCrAlY复合涂层的高温氧化行为

以高能球磨法制备的纳米MoSi<sub>2</sub>-CoNiCrAlY复合粉末为喷涂材料,利用等离子喷涂技术在GH4169合金表面沉积了MoSi<sub>2</sub>-CoNiCrAlY复合涂层,并研究了GH4169基材和复合涂层合金试样在900°C静态大气环境下的循环氧化行为。结果表明：复合涂层表现出较好的抗高温氧化性能,其氧化速率仅为1.23×10<sub>-7</sub> mg<sub>2</sub>.cm<sub>-4</sub>.s<sub>-1</sub>,这归因于MoSi<sub>2</sub>在氧化早期形成了SiO<sub>2</sub>相,可以自封氧化膜。氧化后期SiO<sub>2</sub>的脱落,Mo<sub>5</sub>Si<sub>3</sub>相的再次氧化生成MoO<sub>3</sub>和MoO<sub>2</sub>气相,以及MoSi<sub>2</sub>的内氧化直接气化,会降低涂层的抗氧化性能。     

分步酸溶法提取镍基高温合金粉末中非金属夹杂物的研究

本文提出利用分步酸溶法准确提取镍基高温合金粉末中非金属夹杂物,实现夹杂物的定量表征。首先选用最佳配比为HCl:HNO3=6:1的混合浓酸溶解镍基高温合金粉末,然后利用H2O2-草酸体系和稀酸将酸溶产物和难溶金属元素完全溶解。利用SEM、EDS等表征手段分析了最终获得的非金属夹杂物的数量、形貌、成分和尺寸分布,结果表明,该方法具有简便快速、分离效率高、回收率高、对非金属夹杂物的影响较小、可提取夹杂物粒径范围广等优点。此外,本文还对比了分步酸溶法和水淘洗法的提取效果,发现分步酸溶法对粒径大于50μm的夹杂物提取效果与常用的水淘洗法基本一致,而对粒径小于50μm的夹杂物提取效果显著提升。     

门式起重机变速机轴断裂分析

大型门式起重机因变速机轴断裂致使起吊物料下坠而造成安全生产事故。通过宏观和微观分析方法对变速机轴断裂原因进行了分析,结果表明,变速机轴在长期服役运行过程中,因局部疲劳开裂并扩展而引发了瞬间脆性断裂,其断裂与轴的制造质量不高和长达50a（年）的服役时间有关。     

铸造Mg-5Zn-0.6Zr-1RE-2Y镁合金的时效硬化和时效析出相

通过X射线衍射、光学金相、扫描电镜以及能谱分析、透射电镜等试验手段,对Mg-5Zn-0.6Zr-1RE-2Y合金铸态及固溶时效后的晶界和晶内合金相进行了研究.结果表明,Mg-5Zn-0.6Zr-1RE-2Y合金铸态晶界合金相主要以两种形态出现,一种是在三角晶界形核,呈"鱼骨状";另一种,在晶界呈连续网状分布.XRD及能谱分析表明晶界的"鱼骨状"共晶组织由Mg3Y2Zn3、Mg12YZn和MSZn2组成,而连续网状组织是Mg3Y2Zn3相.该合金经450℃×12 h固溶处理后,晶粒内和晶界处组织特征有所改变.固溶过程中晶界处部分组织溶解,使固溶处理后晶界组织明显纤细和均匀.经200℃时效处理后,晶内析出Mg3Y2Zn3、MgZn和MgZ2:相,且随时效时间的延长,Mg3Y2Zn3和MgZn相的含量逐渐增多,至8 h时达到最高,而MgZn2相逐渐减少.杆(块)状Mg3Y2Zn3析出相(尺寸大小约为100～300 nm)和针(棒)状的Mgzn析出相(长约100～200 nm)是Mg-SZn-0.6Zr-1RE-2Y镁合金时效强化的两个主要特点.     

H13钢550℃复合渗铬工艺研究

通过光镜、扫描电镜、X射线能谱仪、X射线衍射仪和AUTOLAB电化学工作站研究了H13钢在540～560℃离子渗氮8h再进行550℃低温盐浴复合渗铬后的表层相组织结构的转变.在550℃复合渗铬6h后CrN化合物层平均厚度为5μm,化合物层的显微硬度为1500HV.渗铬层主要由最外层的CrN、中间的扩散层和内部剩余的氮化物层组成.内部的氮化物层会随渗铬时间的延长而消失,转变的过程为ε-Fe2N→γ'-Fe4N→α-Fe.获得高硬度和强耐腐蚀性的表面层是由于生成了大量的细小的CIN晶粒.     

高氮奥氏体的中温转变行为

采用OM,XRD,SEM和TEM研究了由纯铁穿透渗氮所得高氮奥氏体经225℃中温转变后的显微组织,确定了转变产物的种类和形态.等温转变属于γ→α-Fe γ'-Fe4N上贝氏体转变,转变产物由α-Fe板条和γ'-Fe4N板条交替排列而成的贝氏体板条团以及离散分布在贝氏体团块间的残余奥氏体(γr)小团块组成.该贝氏体相变在晶界和晶内位错线上优先形核、长大,具有扩散型相变的特征,其领先相是γ'-Fe4N.γ'-Fe4N与奥氏体晶体结构上的相似性及界面良好的共格性,保证了γ'-Fe4N从奥氏体的顺利析出.     

高氮奥氏体中温转变高硬度的显微组织及其表征

通过对0.1mm厚的纯铁片在640～650℃气体渗氮的方法制备含氮量均匀的单一高氮奥氏体,其含氮量约为2.7wt.%.利用光学显微镜、X射线衍射和透射电子显微镜研究了高氮奥氏体中温转变后的显微组织,初步确定了高氮奥氏体中温转变产生高硬度的原因是由于晶内纳米级γ′-Fe4N相的析出后,在晶内形成(a-Fe γ/γ′-Fe4N)微纳级的晶粒,由这些微纳米颗粒引起的显微晶界强化是高氮奥氏体中温转变组织具超过常规时效强化的高硬度.     

Cu元素对ZK60铸造镁合金显微组织和力学性能的影响（英文）

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X-射线衍射仪、电子探针、拉伸测试仪研究Cu元素的添加对铸态ZK60镁合金显微组织和力学性能的影响,并讨论了添加Cu改善合金拉伸性能的机制。结果表明,Cu可有效消除ZK60镁合金中存在的晶内偏析,随着Cu含量的增加,合金的晶粒尺寸得到明显细化。在含Cu镁合金中,出现了一种具有面心立方结构的MgZnCu三元共晶相,该相主要富集在晶界处且在合金发生塑性变形时成为微裂纹源。拉伸实验表明,当Cu添加量为0.5%~1%时,ZK60镁合金的力学性能得到改善,当添加量达到2%时,合金的力学性能下降。     

Cu含量对铸造Mg-3Zn-xCu-0.6Zr镁合金时效析出行为的影响

研究铜含量对铸造Mg-3Zn-xCu-0.6Zr镁合金时效行为的影响,利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、显微硬度计和X射线衍射仪确定T6时效处理后Mg-3Zn-xCu-0.6Zr镁合金中主要析出相的形态、数量和种类。结果表明:含Cu的Mg-3Zn-0.6Zr合金经180℃时效后,主要析出强化相是以其轴线垂直于基面(0001)Mg的板条状β′2-MgZn2,其次是以其轴线平行于基面(0001)Mg的短棒状β-MgZn;晶界共晶组Mg+(Mg2Cu,CuMgZn)基本保持不变;Cu含量越大(w(Cu)2.0%),析出相的数量越多、分布越弥散,平均晶粒尺寸越小;Cu的加入一方面提高合金的固溶温度,提高固溶处理后合金中的空位浓度,因而显著促进析出相的空位形核和析出密度;另一方面,Cu的加入还能有效促进Zn在镁基体中的扩散,随Cu含量的增加,β′2-MgZn2数量随之增多,Zn的消耗随之增加,β-MgZn相却减少。