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刊 号:ISSN 1009-6264
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材料研究

  • Ti40Zr40Ni20合金急冷薄带的组织与相变行为

    王建豹;于皓;周徐洋;欧阳天虹;羌建兵;王英敏;王清;董闯;

    采用单辊甩带法在不同转速下制备Ti40Zr40Ni20合金薄带,通过X射线衍射(XRD)和透射电子显微术(TEM)分析各样品的急冷组织,并结合热分析方法,研究它们加热时的组织演化行为与相变特征。研究结果表明:随着甩带速率从40 m/s下降到10 m/s,Ti40Zr40Ni20薄带样品中依次生成了单相非晶、非晶+β-Ti(Zr)混合相和单相准晶组织;除单相铸态准晶外,前两种急冷组织在温度接近300℃时开始失稳生成纳米尺度的准晶相,当温度上升到540℃附近,组织中出现了cF96-(Zr,Ti)2Ni大单胞面心立方相(点阵参数a≈1.2 nm)。

    2014年12期 v.35;No.174 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 442K]
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  • Co含量对FeCoZrB合金热性能、晶化过程及磁性能的影响

    刘尧棣;孙亚明;华中;

    采用单辊快淬法制备(Fe1-xCox)76Zr9B15(x=0,0.25,0.5)非晶合金薄带,并对3种合金进行不同温度热处理。利用差热分析仪(DTA)、X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)研究3种合金的晶化行为、微观结构和磁性能。结果表明,Fe76Zr9B15、Fe57Co19Zr9B15和Fe38Co38Zr9B15合金的晶化激活能分别为363.50、434.86和536.33 k J/mol。Fe76Zr9B15非晶合金的初始晶化产物为Fe23B6型相和α-Fe相,Fe57Co19Zr9B15非晶合金的初始晶化产物为α-Mn型相和α-Fe(Co)相,Fe38Co38Zr9B15非晶合金的初始晶化产物为α-Fe(Co)相。随着热处理温度的增加,(Fe1-xCox)76Zr9B15(x=0,0.25,0.5)合金的矫顽力随各自晶化产物的不同而发生改变。

    2014年12期 v.35;No.174 6-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 514K]
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  • 退火处理对长波长InAsSb材料电学性能的影响

    高玉竹;周冉;龚秀英;杜传兴;

    研究长波长InAsSb半导体材料在退火处理前、后,傅里叶变换红外(FTIR)透射光谱、组份元素In、Sb和As在外延层中的分布以及电学性质的变化。用熔体外延(ME)技术,在InAs衬底上生长InAs0.05Sb0.95外延层,外延层的厚度达到100μm。在350℃下,在氢气氛中对样品进行了11h的退火。测量结果表明,退火处理使InAsSb样品的电子迁移率从300K下的43600cm2/(V·s)提高到77K下的48300cm2/(V·s),材料的电学性能及元素分布均匀性得到了明显改善。

    2014年12期 v.35;No.174 11-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 399K]
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  • 微波法合成ZrO2和Y-ZrO2纳米晶体与表征

    苗保记;张亚忠;李爱国;刘山虎;

    用微波法在乙醇介质中合成二氧化锆(ZrO2)和6种不同含量的钇稳定二氧化锆(YSZ)纳米晶体,样品经过不同温度的煅烧,分别用X射线衍射(XRD)、EDS元素分析、透射电子显微镜(TEM)和比表面积(BET)等手段进行晶体结构和微观形态的研究。结果表明,用微波法在160℃左右可一步合成二氧化锆纳米晶体,掺杂不同含量的钇可控制二氧化锆的结构从单斜相过渡到立方相。四方相和立方相晶型的YSZ在高温下结构稳定,仍为纳米晶粒,表现了良好的热稳定性。并提出了微波法在乙醇介质中合成二氧化锆的机理。

    2014年12期 v.35;No.174 15-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 420K]
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  • 45钢/T2铜复合界面特征及性能分析

    侯林涛;陈文革;刘盈斌;罗启文;王碧轩;

    采用高温真空熔铸法制备45钢/T2铜复合材料,通过拉伸/剪切试验、扫描电镜观察及能谱分析、硬度测定仪等设备分析钢铜复合界面的结合强度、显微结构及显微硬度、过渡区的成分变化等。结果表明:在(1150±50)℃、4.0×10-2Pa真空条件下熔铸制备的钢铜复合材料,界面结合紧密、呈锯齿状、无冶金缺陷,Cu、Fe金属原子发生互扩散现象,形成一个宽度约60μm的过渡区,其显微硬度介于T2铜和45钢之间,组织是Fe-Cu的固溶体,复合材料的抗拉/剪强度分别是278 MPa、217 MPa,断裂发生在铜端。断裂机制是铜的微孔聚合性断裂。而且随着熔铸温度的升高,复合界面结合更紧密、锯齿状突起更明显、元素扩散更充分。

    2014年12期 v.35;No.174 20-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 1080K]
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  • 不同螯合剂对镍铁催化层的结构与抗积碳性能的影响

    汪宗源;张汉清;赵丹丹;唐电;张腾;

    通过热分解法制备Ni0.75Fe0.25催化层,研究了不同螯合剂(柠檬酸,乙醇酸和D-葡萄糖酸)对催化层的结构及抗积碳性能的影响。结果表明:热分解法制得的晶相为Fe Ni3相,其结构及尺寸均与螯合剂有关。氧-程序升温氧化和拉曼光谱分析表明含D-葡萄糖酸的催化层具有最佳的抗积碳能力。采用D-葡萄糖酸改性催化层制作的单电池在650℃的甲烷燃料中最大功率达289 m W·cm-2。另外,该电池在甲烷燃料中以600 m A·cm-2的电流密度下运行9 h后电压仍保持初始电压的61%,而未改性的单电池电压相同运行条件下仅余53%。

    2014年12期 v.35;No.174 26-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 444K]
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  • 成分与热处理对4J36合金力学和物理性能的影响

    石照夏;颜晓峰;段春华;赵明汉;陈霞;

    采用光学显微镜、扫描电镜、线膨胀系数测试、弹性模量测试、显微硬度测试等方法,研究了4J36合金的成分添加及退火温度对显微组织、线膨胀系数、弹性模量、强度、硬度及塑性等性能的影响。结果表明,试验合金中添加C、Si、Mn总量的增加,有利于提高合金的弹性模量、强度及硬度,但会导致线膨胀系数线性增加。三炉次合金中,C、Si、Mn总量最高的4J36合金能很好地满足工况环境下性能指标要求。随退火温度的升高,奥氏体晶粒逐渐长大,并伴有少量的退火孪晶,合金的塑韧性较锻态显著提高,拉伸断口呈韧性断裂特征。退火处理前的锻态合金组织为单一的奥氏体,但组织均匀性较差。在820~850℃范围内进行退火处理后,合金晶粒组织均匀,综合力学性能优于其他温度下处理的合金。

    2014年12期 v.35;No.174 31-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 1171K]
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组织性能

  • TC21钛合金的等温转变行为

    余新平;董洪波;

    针对TC21钛合金,采用JMat Pro软件模拟计算得到该合金的等温转变曲线(TTT),同时采用膨胀法及金相法绘测其TTT曲线进行对比验证。模拟计算结果表明,在温度800~875℃析出α相速度最快。实验结果表明,由于TC21钛合金β→α相转变时相变体积效应小,膨胀法无法测得等温转变开始时间;金相法能较准确的绘测出等温转变曲线,表明在温度800~840℃左右其次生α相析出速度最快,也就是TTT曲线鼻尖位置,β→α相转变对温度敏感性高,淬火及退火时效时在此温度区间的停留时间不能过长,在低温时析出次生α相的速度最慢;JMat Pro软件模拟计算结果和实验绘制得到的TTT曲线吻合得较好。

    2014年12期 v.35;No.174 37-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 751K]
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  • 2618-Ti铝合金制备过程中的显微组织与硬度

    伍波;苏旭平;涂浩;刘亚;彭浩平;王建华;

    采用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪等研究了2618-Ti铝合金制备过程中的显微组织演变和硬度变化。结果表明,2618-Ti铝合金铸态组织主要由等轴状α(Al)相、晶间低熔点共晶组织、分布于晶内和晶界的针状Al9Fe Ni相和存在于晶内的细小Al3Ti相组成。均匀化处理后,在Al3Ti相周围形成了Al18Mg3Ti2相,合金的晶粒组织明显长大。热轧变形后,Al9Fe Ni相得到碎化,呈现为明显的变形组织特征。冷轧后的晶粒组织沿轧制方向伸长,Al9Fe Ni相得到了明显的碎化,Al3Ti相得到了一定程度的破碎。固溶处理后,2618-Ti铝合金晶粒组织变为近似等轴晶,其平均尺寸有所增大。时效处理后,2618-Ti铝合金的晶粒组织没有变化。不同加工状态的2618-Ti铝合金具有不同的硬度值,但该合金时效后的硬度明显低于2168铝合金时效后的硬度值。

    2014年12期 v.35;No.174 43-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 789K]
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  • 预变形对预时效态AA7085铝合金板材组织和性能的影响

    仝洪伟;王浩霖;刘文义;黄光杰;

    通过硬度、OM、SEM、TEM、X射线衍射、电导率测试,研究了不同预变形量对预时效态AA7085铝合金轧制板材微观组织和性能的影响。结果表明:预时效态合金硬度较低,但分别施加11.8%、20.3%和29.7%的变形后,变形量20.3%的合金再经T6时效硬度达到最高,终时效后合金电导率随变形量增加呈增加趋势。TEM显示,预时效态合金晶内析出相非常弥散细小且密度较小,引入变形后,在合金内部产生大量位错,并且随位错密度增加,终时效合金晶内沉淀相的尺寸先增后减然后再增加,晶界析出相的分布也由连续链状变为粗大断续分布,晶间无析出带的宽度明显增大。

    2014年12期 v.35;No.174 49-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1758K]
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  • 固溶处理对Al-0.9Mg-0.6Si-0.7Cu合金组织与性能的影响

    吴跃;陈文琳;李伟;马勇;

    采用铸锭冶金法制备了Al-0.9Mg-0.6Si-0.7Cu合金,通过电导率测试、显微组织观察、力学性能测试、XRD物相分析以及α(Al)基体点阵常数的计算等方法研究了固溶温度(525~570℃)对该合金微观组织、力学性能和断口形貌的影响。结果表明,实验合金最佳的固溶时效工艺为555℃×45 min固溶水淬,185℃×5.5 h时效;在此条件下,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和电导率分别为396 MPa、377 MPa、19.5%和38.9%IACS。XRD物相分析表明,合金主要由α-Al基体和Mg2Si等合显微组成;通过基体点阵常数的精确计算,能较好地表征合金的固溶程度。固溶处理后残留的析出相粒子和再结晶程度是影响合金拉伸断口形貌的主要因素。

    2014年12期 v.35;No.174 56-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 889K]
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  • Al-Zn-Mg-Cu-Zr-0.2Sc合金的淬火敏感性

    戴晓元;李妮;熊亮;石志豪;

    采用透射电镜组织观察、DSC分析和硬度测试,研究了室温水、沸水和空气3种淬火冷却介质对Al-9.0Zn-2.5Mg-2.0Cu-0.15Zr-0.2Sc铝合金硬度和微观组织的影响。结果表明,采用室温水冷淬火T6时效后合金硬度最高、晶内细小弥散析出相最多、粗大平衡相最少,晶界无析出带(PFZ)基最窄;采用空冷淬火,T6时效后合金硬度最低、晶内析出的粗大平衡相最多,其周围约有50 nm宽的PFZ,合金的晶界PFZ最宽。Sc对合金淬火敏感性的影响取决于其抑制合金再结晶程度与Al3(Sc,Zr)粒子的分布。

    2014年12期 v.35;No.174 62-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 861K]
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  • 喷射成形7475铝合金组织和性能演变

    张林;张豪;朱玉桂;

    采用全自动控制往复喷射成形工艺制备了Ф360 mm×1200 mm工业规格7475铝合金喷射成形坯。采用常规力学性能和电导率测试,应用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察微观组织,研究了沉积态、挤压态和热处理状态下喷射成形7475铝合金组织和性能的演变。结果表明,沉积态组织为等轴晶,粒度宏观均匀,晶粒尺寸在30~40μm,无明显宏观偏析,致密度达97%,强度比传统铸造合金提高63.6%;热挤压后,孔隙基本消除,比传统铸造合金强度提高45.5%,伸长率提高25.3%。T6处理后,强度为738 MPa,电导率为39.4%IACS,比传统铸造合金强度提高33.0%,电导率提高9.4%;双级时效降低合金强度,提高电导率;回归再时效处理后,强度为716 MPa,电导率达43.3%IACS,能使合金获得优异的综合性能。

    2014年12期 v.35;No.174 67-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1640K]
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  • 工艺参数对连续变断面圆柱体镦粗变形特征的影响

    刘莹莹;刘长瑞;王庆娟;李洁;尤雪磊;

    采用一种大塑性变形方法-连续变断面循环挤压法,研究材料在镦粗工序时的变形特征及金属流动规律,并就改善镦粗时的鼓形、失稳折叠现象进行理论分析。研究表明,沿着高向(轴向),材料由上向下依次变形,且直径增大幅度和厚度减小幅度均从上到下依次减小,是一种不均匀变形;面积增大是由于金属质点沿径向流动和侧面翻平叠加的结果。而镦粗工序就是利用这种设定的不均匀变形方法的"时空"特点,改善和消除圆柱体镦粗时产生鼓形及失稳折叠的不均匀变形。

    2014年12期 v.35;No.174 74-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 813K]
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  • 304不锈钢热拉伸实验的组织和性能

    王殊寻;邓沛然;曹阳根;苏钰;李二玲;

    对304不锈钢在25~600℃进行热拉伸实验,得到了不同温度下的真实应力-应变曲线,并且通过扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射仪(XRD)对拉伸断口及断口的形貌变化进行了分析。结果表明:随着实验温度的升高,304不锈钢的强度下降,塑性提高;在实验温度范围内,应变量小于2.5%,在达到同等变形量的条件下,室温下材料变形所需要的应力远高于加热情况下所需应力,这表明只要适当地升高温度,这种材料的塑性就会大为改善。当温度到达600℃时,材料的晶界明显弱化,断口韧窝形态减少,断裂以沿晶断裂为主。

    2014年12期 v.35;No.174 80-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 692K]
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  • 高温服役4.2万小时超超临界机组用HR3C钢组织与性能

    杜宝帅;魏玉忠;张忠文;李新梅;刘睿;

    采用X射线衍射分析仪、光学显微镜、扫描电镜、透射电镜及拉伸、弯曲力学性能试验对高温服役4.2万小时超超临界机组用HR3C钢的微观组织与力学性能进行了测试表征。结果表明,高温服役后HR3C钢中形成了Cr Nb N,M23C6,Nb(C,N)析出相,受热力学驱动和动力学生长因素影响,各析出相具有不同的数量、形态和分布特征。由于服役过程中形成的析出相的影响,高温服役后HR3C钢塑韧性明显降低,表现时效脆化倾向。

    2014年12期 v.35;No.174 84-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 961K]
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  • 节Ni型Cr25Mn10Mo4Ni2N钢的耐蚀性及力学性能

    刘东;卢奇敏;向红亮;杨彩萍;

    采用中频感应炉制备了经济节Ni型铸造双相不锈钢Cr25Mn10Mo4Ni2N材料并选取双相不锈钢2205及奥氏体不锈钢316L作为比较材料,利用电化学测试技术、拉伸试验机及环境扫描电镜(ESEM)对3种不锈钢的耐蚀性能及力学性能进行了检测及形貌观察。耐蚀性能检测表明:节Ni型铸造双相不锈钢Cr25Mn10Mo4Ni2N材料耐蚀性能最佳,其次为2205,316L最差;力学性能检测表明:1120℃固溶处理Cr25Mn10Mo4Ni2N钢的塑性低于双相不锈钢2205及奥氏体不锈钢316L,但具有较高的拉伸强度和硬度。

    2014年12期 v.35;No.174 90-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 483K]
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  • P91钢马氏体相变过程的直接观察

    刘宗昌;计云萍;黑泽鹏;任慧平;

    应用激光共聚焦显微镜+高温热台+录像装置等设备对P91钢的过冷奥氏体的马氏体相变的动态过程进行直接观察。结果表明,P91钢马氏体在晶界、晶内形核,也可激发形核长大;P91钢淬火得到板条状马氏体,其亚结构为高密度位错+孪晶,马氏体片表面光滑,无应变痕迹,说明马氏体相变不是切变过程。P91钢马氏体片生长速度较快,形成一片马氏体的时间小于4×10-2s,马氏体片平均生长线速度大于0.16 cm/s。

    2014年12期 v.35;No.174 96-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 1185K]
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  • 服役条件下马氏体耐热钢中碳化物演变与寿命相关性

    王岗;胡正飞;何大海;吴细毛;

    12Cr马氏体耐热钢是发电及其它行业高温高压部件的关键用材。在高温高压环境下长期服役会导致材料的性能下降和组织结构退化。评价服役材料的可靠性一直是高度关注的实际问题。本文通过对发电锅炉X20再热器炉管在不同服役时期的性能和组织结构比较研究,材料硬度随寿命减损而下降,尤其是晶界硬度低于基体硬度。相应的微观结构出现碳化物粗化和蠕变损伤现象。定量分析显示,主要碳化物M23C6成分显示出明显的合金元素富集,粗化的M23C6碳化物中Cr/Fe原子比随服役时间的变化规律存在明确的动力学规律。

    2014年12期 v.35;No.174 102-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 1115K]
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  • 固定管板换热器管板泄露失效分析

    宋文明;杨贵荣;郭志军;马颖;郝远;李健;

    固定管板式换热器在运行过程中发生了角焊缝处泄露造成失效,利用光学显微镜、扫描电镜、X衍射以及化学分析等方法对换热管、管板以及焊缝区进行化学成分、显微组织、腐蚀形貌、腐蚀产物进行了分析。结果表明:换热管以及管板等化学成分符合标准要求,母材及热影响区为铁素体+珠光体,焊缝不同区域出现了马氏体以及贝氏体,裂纹周围管板侧和焊缝区的组织差别较大,焊缝区的应力集中以及壳程介质进入缝隙并在操作工艺条件下浓缩,形成高风险碱应力腐蚀敏感性,最终导致在马氏体或贝氏体含量较高的区域开始萌生裂纹并导致了自焊缝底部开裂向焊缝中心发展的裂纹,进而导致换热器角焊缝泄露。

    2014年12期 v.35;No.174 107-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 1254K]
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  • 低合金高强度钢焊缝针状铁素体联锁组织与性能

    王恒辉;万响亮;李光强;王红鸿;吴开明;

    采用金属包埋切片微米-纳米表征法和电子背散射衍射技术分别研究了焊缝金属中针状铁素体形核夹杂和联锁组织特征。结果表明,由于Mn元素扩散到夹杂物内部使得周围形成贫Mn区,诱发针状铁素体在复合夹杂物上形核。同时针状铁素体还可以在已经形成的铁素体表面激发形核;铁素体生长过程中同原奥氏体保持固定取向关系;铁素体相互之间发生硬碰撞和交错现象;这些因素共同形成针状铁素体联锁组织。这种细小有效晶粒尺寸的针状铁素体联锁组织具有良好的强韧性匹配。

    2014年12期 v.35;No.174 114-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1129K]
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  • 轴承套圈用钢42CrMo的热变形行为

    蒋波;董正强;霍朝霞;周乐育;张朝磊;刘雅政;

    通过热模拟实验与组织观察,研究了盾构机轴承套圈用钢42CrMo在热变形中的动态再结晶行为以及锻造镦粗过程道次压下量对组织精细化与均匀化的影响。结合动态再结晶规律,对锻造镦粗过程中的不同压下规程下的组织进行预测,得到在实验条件下:当单道次变形量为1 mm和2 mm时,变形过程中未发生动态再结晶而发生静态再结晶时,晶粒细化不明显,道次压下量越大,变形组织越细小;当单道次变形量为4 mm和8 mm时发生动态再结晶后,变形组织明显细小,但由于处于部分再结晶区,组织存在混晶现象。实验结果有效地验证了预测的准确性。因此,为了使镦粗过程发生动态再结晶以获得均匀细小的组织,在单道次变形量为40%条件下,应提高镦粗锻造温度到1100℃以上;在镦粗锻造温度为1050℃条件下,应加大单道次变形量到52.7%以上。

    2014年12期 v.35;No.174 121-127页 [查看摘要][在线阅读][下载 828K]
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  • 铸态27SiMn钢热变形行为及热加工图

    郭俊锋;周旭东;李汉;

    利用Gleeble-1500D热模拟试验机,在应变速率为0.01~10 s-1,变形温度为1000~1150℃条件下对铸态27Si Mn钢进行等温恒应变速率压缩试验。通过真应力-真应变曲线,分析了应变速率和变形温度对流变应力的影响规律,建立了铸态27Si Mn钢热变形时的本构方程和热加工图。结果表明,铸态27Si Mn钢高温变形时的峰值应力随应变速率的增大和变形温度的降低而升高;变形激活能为Q=369.0 k J/mol;热变形失稳区域集中在变形温度1000~1060℃、应变速率为1~10 s-1的区域内;最优热加工条件为变形温度1130~1150℃,应变速率4~10 s-1的区域,此时表现为典型的动态再结晶,对应的峰值效率达到35%。

    2014年12期 v.35;No.174 128-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 586K]
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  • 热变形条件对F40MnV钢冷却相变点及产物的影响

    王敏婷;刘晓东;李学通;杜凤山;

    利用Gleeble3500热模拟试验机对非调质钢F40MnV不同热变形条件下的相变过程进行了实验研究,得出了Zener-Hollomon参数对相变转变点、相变组织及硬度的影响规律。结果表明,随形变条件Z因子值增大,先共析铁素体和珠光体的转变温度增高、珠光体的转变区间减小,而铁素体的转变区间基本不变;当完全再结晶时,随Z因子值增大,相变前奥氏体晶粒尺寸减小,转变后先共析铁素体的体积分数增大;在完全再结晶和Z参数值较高(大于1.1×1011)的情况下时,相变后组织的硬度随Z值增大而提高,而在形变中部分再结晶时由于组织处于混晶状态导致该钢的硬度较低。

    2014年12期 v.35;No.174 134-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 969K]
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  • 钛微合金化热轧高强钢奥氏体晶粒粗化行为

    惠亚军;于洋;王畅;王林;陈斌;李文远;焦会立;

    对钛微合金化热轧高强钢奥氏体晶粒粗化行为进行了实验研究。结果表明:当保温时间相同时,随着加热温度的升高,实验钢奥氏体平均晶粒尺寸呈现出先缓慢上升后迅速上升的趋势;当加热温度相同时,实验钢奥氏体平均晶粒尺寸随着等温时间的延长呈抛物线规律长大,1150℃加热奥氏体平均晶粒尺寸与保温时间的经验公式为:D1150℃=17.1 t0.2385,1250℃加热奥氏体平均晶粒尺寸与保温时间的经验公式为:D1250℃=29.9 t0.2916。综合考虑加热温度与保温时间对实验钢奥氏体晶粒尺寸的影响,并考虑微合金元素的溶解与析出规律,实验钢的加热温度定为1250℃左右,保温时间定为40 min较合适。

    2014年12期 v.35;No.174 140-145页 [查看摘要][在线阅读][下载 887K]
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  • Co含量对Fe80-xCoxZr8Mo2B9Cu1合金热稳定性和组织的影响

    于万秋;龙东;孙亚明;李博;华中;

    采用单辊快淬法制备3种Fe80-xCoxZr8Mo2B9Cu1(x=10、20、30)非晶合金,并对3种合金进行不同温度热处理,研究Co含量对该系列合金热稳定性和微观组织的影响。利用差热分析仪(DTA),X射线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)等仪器测量样品的热性能和微观组织。研究结果表明,高Co含量合金的热稳定性较差。3种合金的晶化过程相似,晶化过程初期仅析出α-Fe(Co)晶粒。Co含量的增加增大了合金的平均晶粒尺寸。

    2014年12期 v.35;No.174 146-149页 [查看摘要][在线阅读][下载 556K]
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  • 超高强度帘线钢C92DA的连续冷却特性

    余万华;刘飞;高山;刘力哲;孙理;刘澄;

    利用淬火热膨胀仪对C92DA钢进行了连续冷却转变曲线(CCT曲线)的测定,对其热处理后的显微组织进行观察,对其硬度进行测定,并对选取部分冷速下的试样进行了扫描电镜下的珠光体片层间距进行观察和测定,拟合回归片层间距与过冷度的线性关系模型。最后对连续冷却转变的冷速与相变温度关系进行拟合,建立相变温度与冷却速率的关系模型。结果表明,其拟合度较高。

    2014年12期 v.35;No.174 150-154+159页 [查看摘要][在线阅读][下载 1227K]
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  • 应变时效对X70大变形钢冷弯管拉伸性能和组织的影响

    卿颖;杨眉;晏利君;刘宇;叶刚;

    将X70大变形管线钢管冷弯加工后进行不同温度时效处理,利用拉伸试验机和金相显微镜对其拉伸性能及显微组织开展研究。结果表明:230℃和250℃时效后,应力应变曲线出现屈服平台;时效后显微组织仍为铁素体+贝氏体(F+B),随时效温度上升,析出碳化物增多,材料屈强比增大,最高为0.93,应力比Rt1.5/Rt0.5减小,最低为1.01,均匀变形伸长率减小,最低为6.52%;受拉伸应变部位与受压缩应变部位相比,性能改变更明显,说明应变状态是影响应变时效后性能的主要因素;应变时效降低冷弯管塑性变形能力,综合涂覆效率及安全服役因素,防腐涂覆温度应在200℃左右为宜。

    2014年12期 v.35;No.174 155-159页 [查看摘要][在线阅读][下载 476K]
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  • 热处理工艺对高硅钢复合板软化行为的影响

    杨兴文;韩静涛;刘靖;姬帅;

    采用显微硬度计、光学显微镜、X射线衍射仪等手段,对经复合方法及热轧工艺制备的高硅钢薄板(覆层为Fe-3%Si,芯层为Fe-10%Si)进行不同工艺的热处理,研究其软化行为,并通过温轧实验进行验证。结果表明:经850℃保温1 h,采用盐水冷的热处理工艺可使得复合板综合硬度最低;晶粒大小不是高硅钢复合板软化的主要原因;B2相的出现,使得材料的有序度下降,从而造成复合板芯层硬度的降低,同时急冷还可导致材料的芯层出现B20相。经热处理工艺后在720℃下温轧可获得表面质量良好、厚度为0.45 mm的薄板,高温扩散后整体Si元素含量为6.2%。

    2014年12期 v.35;No.174 160-165页 [查看摘要][在线阅读][下载 1158K]
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表面改性

  • 海水腐蚀对几种金属材料耐磨性能的影响

    陈君;李全安;张清;付三玲;陈晓亚;

    研究TC4钛合金、Hastelloy C-276合金、Inconel 625合金和Monel K500合金与316不锈钢对磨时在纯水和模拟海水下的摩擦磨损行为,评价海水腐蚀环境对几种耐海水腐蚀材料耐磨性的影响以及316不锈钢与几种金属配副的磨损行为。结果表明,四对摩擦配副在纯水润滑条件下的摩擦系数明显大于其在海水润滑条件下的摩擦系数,海水具有较好的润滑作用。在腐蚀磨损过程中,腐蚀磨损交互作用量占总腐蚀磨损量的比例ΔV/V为45%~86%,表明在海水环境下腐蚀与磨损的交互作用不可忽视。与不同金属对磨时,316不锈钢对偶材料的磨损量表现出不同的趋势,这可能与摩擦过程中存在的电偶腐蚀有关。

    2014年12期 v.35;No.174 166-171页 [查看摘要][在线阅读][下载 1252K]
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  • 夹杂物对低合金钢在酸性Cl-溶液环境中点蚀行为的影响

    武会宾;王迪;梁金明;张鹏程;刘晓童;岳远杰;

    为了探究低合金钢中夹杂物在低pH值,高浓度氯离子腐蚀环境下诱发点蚀的作用机理,利用pH为0.85的10%NaCl溶液,模拟货油舱下底板腐蚀环境,采用扫描电镜(SEM)、X射线能量色散谱(EDS)、夹杂物原位观察等手段,分析了不同类型、尺寸、形状的夹杂物对E36级船板钢点蚀行为的影响。结果表明:试验钢中存在MnS、TiO2等不同类型的夹杂,夹杂物在酸性溶液中最先被溶解,是点蚀的诱发源。夹杂物周围存在直径10μm左右的阴极保护区,在早期不易被腐蚀。此外,不同类型和形状的夹杂物诱发点蚀的优先顺序不同,MnS较TiO2优先诱发点蚀,长宽比大的夹杂较圆形夹杂优先诱发点蚀。

    2014年12期 v.35;No.174 172-178页 [查看摘要][在线阅读][下载 2221K]
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  • 超疏水船用铝合金表面微结构对耐海水腐蚀性能的影响

    连峰;王增勇;张会臣;

    为提高船用铝合金的耐海水腐蚀性能,利用激光在5083船用铝合金表面分别刻蚀点阵、直线、网格3种微结构,采用聚合物基纳米复合材料构建微纳双层结构,制备超疏水船用铝合金表面。采用光学显微镜和扫描电子显微镜表征其形貌;用接触角测量仪测量接触角和滚动角;采用电化学分析方法测试在海水环境中的耐腐蚀性能。结果表明,具有微纳双层结构的超疏水表面符合Cassie状态,且随着微结构间距的增大,接触角减小,滚动角增大,其耐海水腐蚀性能显著增强。间距为100μm的网格微结构表面具有最大的接触角157.8°和最小的滚动角0.57°,可将铝合金的腐蚀阻抗提高2个数量级。

    2014年12期 v.35;No.174 179-183页 [查看摘要][在线阅读][下载 509K]
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  • NaCl溶液浓度对304不锈钢腐蚀过程的声发射特征影响

    杨立清;张超;肖俊生;

    为了研究Na Cl溶液浓度对304不锈钢腐蚀过程的声发射特征影响,采用声发射检测技术(AE)及光学显微镜(OM)监测并分析了试样在不同浓度Na Cl溶液中腐蚀过程的声发射信号及表面形貌。结果表明,随Na Cl溶液浓度增加,试样受腐蚀产生的声发射信号幅度降低,达到最终稳定值的时间先增加后减小,声发射信号幅度范围缩小。在0.1、0.3和0.5 mol·L-1的Na Cl溶液浓度下,声发射撞击数累积以线性递增,试样受腐蚀产生的声发射信号振铃计数集聚区较多,0.1和0.5 mol·L-1浓度下的声发射振铃计数集聚区比0.3 mol·L-1多,且持续于整个腐蚀过程。随浓度增加,试样点蚀明显。

    2014年12期 v.35;No.174 184-189页 [查看摘要][在线阅读][下载 1305K]
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  • 镁合金微弧氧化陶瓷层形成及生长过程

    葛延峰;蒋百灵;王聪婕;龙燚;

    为了探讨通电时间对镁合金微弧氧化陶瓷层形成和生长过程的影响规律,利用高速相机记录微弧放电状态,采用扫描电子显微镜观察膜层表面形貌,借助电化学测试分析膜层表面阻值,根据电压变化曲线计算能量消耗。结果表明:随微弧氧化时间增加,镁合金表面微弧放电斑点由边缘逐渐扩展至整个表面,放电强度增大且数量增多;微弧氧化初期,样品表面有含氧元素的不规则颗粒生成,数量逐渐增多,直至起弧瞬间形成孔径小于0.2μm的放电微孔;随微弧氧化时间增加镁合金表面阻值增大,直至3.1×104Ω时出现明显微弧放电现象;镁合金微弧氧化各时间段所消耗能量逐渐升高,陶瓷层生长阶段能量消耗54.62 k J明显高于起弧阶段的7.98 k J。

    2014年12期 v.35;No.174 190-194页 [查看摘要][在线阅读][下载 944K]
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  • 放置角度对低碳微合金钢腐蚀行为的影响

    李晓;屈少鹏;庞晓露;王燕斌;高克玮;

    研究了3种放置角度的低碳微合金钢在CO2腐蚀、盐雾腐蚀、海水腐蚀等3种腐蚀体系中的腐蚀行为。利用SEM、XRD对不同腐蚀环境中3种放置角度下形成的腐蚀产物膜的表面形貌、截面形貌以及物相结构进行了分析。结果表明,放置角度对低碳微合金钢在3种腐蚀体系中的腐蚀行为有显著影响,在CO2腐蚀体系中,90°放置试样腐蚀速率最大,180°放置试样腐蚀速率最小;在盐雾腐蚀体系中,0°放置试样腐蚀速率最大,180°放置试样腐蚀速率最小;在海水腐蚀体系中,0°和90°放置试样腐蚀速率相差不大,但明显大于180°放置试样的。不同放置角度的低碳微合金钢在同种腐蚀体系中产生的腐蚀产物膜的物相没有显著差别。

    2014年12期 v.35;No.174 195-200页 [查看摘要][在线阅读][下载 1463K]
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  • (CrTiAlZr)N多元硬质膜制备及在硬质合金钻头上的应用

    张健;张钧;井治;

    采用多弧离子镀技术,通过Ti-Al-Zr三元合金靶与Cr单质靶组合,在YG10X硬质合金钻头上制备了(CrTiAlZr)N多组元硬质膜。利用扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)对膜层表面形貌、成分进行了观察和测试,系统考察了膜层的硬度和膜/基附着力。对镀膜钻头进行钻削高速钢试验,并对钻削后的钻头进行观察分析。结果表明,(CrTiAlZr)N多组元硬质膜达到超硬性同时具有良好的膜/基附着力,镀膜后的钻头与未镀膜钻头相比提高钻削寿命近5倍。

    2014年12期 v.35;No.174 201-205页 [查看摘要][在线阅读][下载 639K]
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  • 超声表面加工对X80管线钢及焊缝电化学行为的影响

    王炳英;司姗姗;苗燕;

    通过超声表面滚压(Ultrasonic Surface Rolling Processing,USRP)技术对X80管线钢及焊缝进行加工处理,利用透射电镜对超声表面加工后母材和焊缝表面进行观察,用交流阻抗技术和动电位极化技术对X80钢及焊缝在高p H值溶液中表面的电化学腐蚀行为进行研究。结果表明,USRP处理可以使X80管线钢及焊缝表层晶粒细化至纳米级别,降低电化学腐蚀发生的可能性;试样在腐蚀介质中发生活化-钝化转变,USRP处理能够增大极化电阻,使得X80管线钢及焊缝的电化学腐蚀倾向降低。

    2014年12期 v.35;No.174 206-209页 [查看摘要][在线阅读][下载 421K]
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  • 热镀锌钢板成形后镀层脱落原因分析

    岳崇锋;江社明;刘昕;王贺贺;张启富;曲选辉;

    对成形后镀层脱落的热镀锌钢板镀层组织进行了观察,从抑制层形成机制、热浸镀工艺等方面对镀层脱落的原因进行解析。结果表明,镀层发生脱落原因是由于基板表面抑制层不完整,发生铁锌合金反应生成脆性的铁锌合金相,在变形过程中,镀层从铁锌合金相处破坏并产生剥离脱落。建议通过优化以下关键工艺以提高产品质量:提高带钢表面清洁度、严格控制锌液中铝含量、合理控制热浸镀工艺等。经过以上工艺优化与严格控制,最终得到了抑制层连续致密的合格镀锌板产品。

    2014年12期 v.35;No.174 210-215页 [查看摘要][在线阅读][下载 899K]
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模拟计算

  • 基于内聚力模型的纤维复合材料残余应力分析

    赵玉萍;袁鸿;韩军;杨雄飞;

    采用界面弹性-软化内聚力模型,用解析法研究了单纤维/聚合物基体复合材料高温固化后的残余应力分布。结果表明:较高固化温度引起界面软化和脱粘;纤维中残余应力分布由应力增长区和应力平台区组成,残余应力平台值与固化温度及纤维和基体热膨胀系数差值成正比,界面参数只对残余应力增长区的分布有影响;在界面断裂韧性相同情况下,界面弹性模量增加缩短应力传递长度,界面软化模量增加减少软化长度,弹性和软化模量变化不影响界面脱粘的温度。

    2014年12期 v.35;No.174 216-221页 [查看摘要][在线阅读][下载 425K]
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  • 06Cr25Ni20不锈钢的热压缩变形行为

    王孟;王忠;孙世超;冯显磊;谢玲珍;

    采用Gleeble-3500热模拟机研究了06Cr25Ni20不锈钢在变形温度为950~1200℃,应变速率为0.5~50 s-1条件下的热压缩变形行为。通过线性回归分析确定06Cr25Ni20不锈钢的应变硬化指数以及变形表观激活能,获得06Cr25Ni20不锈钢高温条件下的流变应力本构方程,并验证该流变应力本构方程的准确性。研究结果表明,06Cr25Ni20不锈钢在热压缩变形过程中发生了明显的动态回复与动态再结晶,流变应力随应变速率的增加而增加,随温度升高而降低。

    2014年12期 v.35;No.174 222-225页 [查看摘要][在线阅读][下载 563K]
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