热轧钢材显微组织-力学性能预报和控制技术

概述了热轧产品显微组织演变的计算机模型以及显微组织与力学性能之间的关系 .简要阐述了组织 性能预报和控制技术的发展历程和发展趋势 ,讨论了组织 性能预报和控制技术在生产上的应用     

负偏压对电弧离子镀CrAlN涂层组织和性能的影响

采用电弧离子镀技术在高速钢基底上沉积CrAlN涂层.对CrAlN涂层的表面形貌、微观组织、显微硬度、结合强度、摩擦学性能进行了分析,研究了负偏压对CrAlN涂层组织和性能的影响.结果表明:在一定范围内随着负偏压的增加,涂层表面大颗粒数量逐渐减少,涂层变得更加致密;但过大的负偏压导致离子轰击作用过强,使涂层表面再次出现缺陷.当负偏压为 -200V时,涂层的晶粒尺寸最小,并具有良好的结晶度.涂层的显微硬度和结合强度均随负偏压的增加呈现出先增加后减小的趋势. 当负偏压为 -200V时,显微硬度达到最大值,为28.6GPa,同时具有最好的摩擦学性能.     

P92耐热钢接头组织与冲击性能

P92铁素体耐热钢因其优异的高温综合性能而作为超超临界发电机组用钢.采用金相显微镜﹑显微硬度计和扫描电子显微镜等分析方法,研究了TIG自熔焊后760℃回火不同保温时间对P92钢接头组织、显微硬度及冲击性能的影响,从显微组织和断口形貌角度对性能的变化进行了分析.结果表明:P92钢焊态下焊缝区平均显微硬度为400HV_(0.5),冲击韧性值为20J.经回火热处理,焊缝区显微硬度显著降低,冲击韧性提高,接头中δ-铁素体体积分数显著减少.在760℃回火保温7h后,焊缝区平均硬度下降到234HV_(0.5),冲击韧性值增加到86J.随回火时间的延长,断口形貌从韧/脆混合断裂向韧性断裂过渡.     

热处理对硬质合金-球铁复合材料组织和硬度的影响

对硬质合金-球墨铸铁复合材料进行了不同工艺的热处理试验,观察了试样的显微组织,比较了热处理工艺对复合材料硬度的影响.结果表明：在对硬质合金-球墨铸铁复合材料进行热处理时,只有球铁基体的组织及性能发生变化,而硬质合金的组织及硬度基本不发生改变.     

稀土对Cr12MoV钢渗硼层组织和性能的影响

研究了稀土对Cr12MoV钢渗硼层组织和性能的影响,并对影响机理进行了初步探讨.结果表明,硼-稀土共渗层的组织、显微硬度、脆性、耐磨性比单一渗硼明显改善,尤其是耐磨性显著提高.     

球墨铸铁显微组织的体视学定量分析

为了测试球墨铸铁显微组织中给定相的体积分数、粒子的平均截线长度等参数,采用了显微组织体视学定量分析方法,从图像中提取特定几何形态数据进行显微组织特征定量分析,解决了显微组织形貌与性能之间的相互关系。结果表明:该方法初步实现了显微组织特征的参数化描述,为定量化研究球墨铸铁显微组织演变及性能与组织的关系提供了借鉴。     

冷速对10CrMo910钢焊缝组织性能影响的试验研究

针对10CrMo910钢焊接中常出现的淬硬、冷裂现象,制定合理的焊接工艺,成功制备了三组焊接接头.利用温度测试系统实时测试了焊后三种冷却方式下的温度-时间曲线,通过金相组织观察和显微硬度试验研究了冷速对接头组织和硬度的影响.结果表明:冷速对焊后组织和硬度影响较大,可通过控制冷速获得焊后所需的组织和性能.     

放电等离子烧结TiAl基合金的显微组织及力学性能

以Ti-47.5Al-2.5V-1.0Cr合金粉末为原料,采用放电等离子烧结工艺制备出TiAl基合金,并研究了制备工艺、显微组织与室温力学性能三者的关系.结果表明,采用放电等离子烧结方法可制备出致密度高、组织均匀的TiAl基合金.烧结温度对合金的显微组织影响显著,且其室温力学性能与显微组织密切相关,显微组织越细小,室温强度和塑性越高.当烧结温度为1100℃时,制备出的TiAl-V-Cr合金显微组织类型为细小双态组织,具有35.2%的压缩率和3321MPa的断裂强度,显示出较好的室温压缩性能.     

结晶器铜板上激光熔覆镍基合金

利用5kWCO2激光器在结晶器铜板上熔覆镍基合金,并研究了熔覆层组织性能.选用与结晶器铜板成分相近的镍基自熔合金粉末Nickel-baseHMSP1015-00(Ni1015),利用等离子喷涂技术在铜板上预涂Ni1015合金,然后再采用高能量密度激光进行重熔.借助OM,SEM和显微硬度计分析测定了涂层的显微组织形貌、组织成分和截面显微硬度分布情况.所得到的熔覆层表面平整均匀,与基体为冶金结合;熔覆层平均显微硬度为270HV0.05,是基体的3.2倍(85HV0.05).确定出本实验合适的激光熔覆工艺参数功率密度为1.58×102kW/cm2时,扫描速度为3~4m/min.     

模拟层流冷却方式对厚板微观组织和性能的影响

为了研究层流冷却方式对中厚板组织和性能的影响,用耦合有限差分和微观组织演变模型模拟计算了中厚板层流冷却过程中的温度和组织变化,预测出了不同冷却方式下的铁素体晶粒尺寸和相组成.在此基础上,利用组织-性能关系模型对产品的屈服强度、抗拉强度进行了预报,并进行了实验验证.模拟结果和轧制实验表明,对于低碳中厚板,层流冷却方式对最终相组成的影响较小,而对产品的铁素体晶粒尺寸有较大的影响.两段冷却方式能获得较好的组织和力学性能.     

调质钢棒材组织性能预报软件的开发与应用

介绍了调质钢棒材组织性能预报软件的开发和应用情况,软件利用VB和ANSYS相结合,模拟了从轧制到调质整个工艺过程中的温度场、微观组织变化情况、组织性能、热处理效果等。温度场的计算中,实现了VB和ANSYS之间的相互调用,相变量化分析计算中充分考虑了影响CCT曲线位置的影响因素,并对CCT曲线进行解析化处理,有效提高了组织转变的预报精度。软件的实际应用表明,无论是热轧态还是调质态,组织性能的预报值均与现场实测值基本相符,这对提高调质钢产品质量的稳定性,改善产品的组织性能,提高产品合格率,具有重要的参考价值。     

水土化学力学效应研究现状与展望

水溶液在入渗土体过程中会发生水土化学作用,进而影响土体力学性质,该作用在土质滑坡孕育阶段扮演重要角色,是诱发滑坡形成的关键因素。本文研究系统性地总结和梳理了水土化学作用对土体力学性质、微观结构影响,以及土体强度变化机理与力学模型等方面的研究现状。在近50年的研究历程中,水土化学作用力学效应研究不断深入,从力学性质影响规律的定性描述到初步建立水土化学力学效应模型,从细微观结构变化的唯象认识到土体强度变化机理性研究,但由于土体物质组成复杂,影响因素较多,现有研究成果还不足以指导土质滑坡的预报和防治工作。为进一步有效指导土质滑坡预报、预警和防治工作,根据现阶段研究状况,提出有必要就土体抗剪强度本构模型、水土化学作用下非饱和土体黏聚力变化定量模型、水土化学作用机理应用等深层次问题,持续展开深入细致的研究。     

热轧带钢力学性能预测模型及其应用

为实现对热轧带钢的屈服强度、抗拉强度、断裂延伸率等力学性能的预测及控制,利用人工神经网络技术,分别建立了根据生产工艺参数预测力学性能的质量模型,以及根据力学性能要求对生产工艺参数进行优化的逆质量控制模型.利用质量预测模型,分析得出屈服强度随卷取温度的上升而下降的变化规律,进而可以对组织性能进行在线调整,实现在线应用.     

钢回火碳扩散行为的表征方法

在第三代高强钢设计中,碳是最重要的合金化元素,表征碳元素在钢中的扩散行为,是设计和调控钢中显微组织结构以获得优异力学性能的关键。本文对中钢中碳原子占位及扩散行为表征技术的研究进展进行综述,分析了钢回火过程中碳原子占位状态及扩散行为与组织性能的关系,对相关表征技术进行了梳理及对比,为研究、掌握碳原子扩散运动与微观组织转变关系规律提供借鉴和参考。     

实时测温技术在调质热处理中的应用

热处理工艺参数对金属部件的组织和力学性能有显著的影响,以盘形工件淬火热处理为例,采用实时测温技术准确监控淬火热处理过程中工件的加热和冷却的温度-时间历程,并结合随炉试样的组织和力学性能,科学制定出热处理工艺规范,控制热处理工艺过程,稳定热处理质量,使工件性能满足了使用要求.     

EBM成型TC4钛合金研究进展

电子束熔化成型技术（electron beam melting,EBM）是3D打印的代表性技术之一,特别适合传统工艺不易加工的Ti-6Al-4V合金（TC4钛合金）的快速成型,目前在航空航天、化工、生物医疗等领域展示出巨大的应用前景。从EBM的原理出发,综述了EBM制备TC4钛合金的显微组织、缺陷以及力学性能。分析了受成型工艺参数和成型件位置等因素影响的冷却速度的变化所导致的TC4钛合金的显微组织发生变化;并指出了导致TC4钛合金出现缺陷的主要原因。EBM成型TC4钛合金的拉伸性能已与锻造TC4钛合金相当,其较低的疲劳强度可以通过热等静压处理提高。     

金属热变形时组织演化的有限元模拟及性能预报

提出了流变应力的描述方法，该方法考虑了热变形时组织演化的影响，在此基础上，提出了一种新的金属热变形时组织演化的模拟方法，并确定了组织演化模拟程序中后些关键性因素，还讨论了冷却过程中的组织变化性能预报问题，对Ｑ２３５低碳钢的双道次压缩过程的组织演化情况进行了模拟，并和实验结果进行了对比。     

无电焊接焊缝组织性能研究

无电焊接是传统焊接与自蔓延高温合成（SHS）的集成创新技术,它工艺简便,不需外界能源即可进行焊接.对45钢无电焊接焊缝组织及力学性能的研究表明：焊缝冶金结合良好,线扫描曲线表明焊缝元素明显进入45钢基体组织;其抗拉强度可达348MPa,冲击韧性达44J/cm^2.该技术还能焊接有色金属,尤其适用于野外应急维修.     

薄板坯连铸连轧工艺试制600 MPa级C-Si-Mn系TRIP钢的研究

在实验室条件下模拟薄板坯连铸连轧工艺试制了600MPa级C-Si-Mn系TRIP钢,其力学性能检测及组织分析结果表明,用此工艺生产600MPa级C-Si-Mn系TRIP钢是可行的。