热处理工艺对3J53合金组织及性能的影响

研究了热处理工艺对测量膜片材料3J53合金组织性能的影响。结果表明,3J53合金在920～1010℃温度区间固溶处理10 min时可获得均匀细小的晶粒组织和较低的硬度。并且,在980℃固溶温度下,合金晶粒尺寸的大小随固溶时间的增长变化不明显。进一步研究证明,3J53合金经920～1010℃×10 min固溶+670℃×5 h时效后,硬度为302～346 HV0.2,无法满足压力变送器要求。但经920℃固溶+冷轧+650～700℃×5 h时效处理后,材料的硬度显著提高。同时,当时效处理温度为670℃时,硬度达到峰值483 HV0.2,满足核级压力变送器要求。与进口产品对比发现,研制的3J53合金测量膜片样品的硬度、回差性能和原始量程温度影响性能均无显著差异,满足国产化应用要求。     

田间触土部件用60Si2Mn钢激光熔敷硬质相增强耐磨层的组织性能

设计了3种不同成分(I、Ⅱ、Ⅲ)的高耐磨粉末材料,利用激光熔敷对犁铧用60Si2Mn钢进行了表面强化,结合淬火和回火来调控硬质相的形貌分布特点,提高入土工作部件的耐磨性能。结果表明,淬火态熔敷层中主要析出相包括VC碳化物、晶界富Fe和Cr网状碳化物和Fe₂O₃颗粒。500℃高温回火后,微观组织以回火马氏体和碳化物为主。XRD物相分析证明熔敷层中存在VC、MoC、Cr₃C₂等多种碳化物。成分Ⅲ的熔敷层具有最高的硬度值;回火试样的磨损率全部高于淬火试样,且回火态成分Ⅱ的熔敷层的磨损率最低。不同熔敷层的磨损机制包括磨粒磨损和氧化磨损。     

Al、Si元素含量对高温低膨胀合金组织及性能的影响

研究了Al、Si元素微调对Incoloy909合金组织及性能的影响。结果表明：Si元素含量的提高，有利于合金中Laves相及ε相的析出，使得合金中晶粒分布更加细小均匀，提高了合金高温持久寿命。Al元素含量的提升，使得合金在双时效热处理后，析出更多γ′强化相，提升了合金的强硬度。Al、Si元素的微调对合金平均线膨胀系数影响不大，固溶+双时效热处理后合金内部位错密度降低，γ′强化相弥散析出，组织更加稳定，平均线膨胀系数有所降低。     

Si合金化对C15 NbCr2 Laves相稳定性和断裂韧性影响的第一性原理研究

基于第一性原理计算方法,通过对形成焓、结合能、原子自由体积和电子结构的计算,研究了Si合金化对C15 NbCr₂Laves相稳定性和断裂韧性的影响。位点占据能表示Si原子倾向于占据Cr位点。形成焓和结合能计算表明,随着Si含量的增加,Nb₈Cr_16-xSi_x(X= 0~ 5)相的形成能力和稳定性均得到提升且与Si含量保持线性相关性。原子自由体积计算表明,Nb₈Cr_16-xSi_x相的原子自由体积较NbCr₂基体相均得到增加,其中在Si含量为8.33 at%(Nb₈Cr₁₄Si₂)时,原子自由体积取得最大值,断裂韧性达到最优。电子结构计算表明,Si合金化使得DOS曲线右移,费米能级向赝能隙峰谷靠近,稳定了NbCr₂基体相,同时所有的成键峰变得下降和展宽,削弱了Nb-Cr原子的键合强度,使得剪切变形易于进行,从而提高韧性。