一种TRIP/TWIP型双相不锈钢的相图及其亚稳奥氏体组织稳定性计算

利用热力学软件Thermo-calc计算了一种具有相变诱导塑性(TRIP)和/或孪晶诱导塑性(TWIP)功能的双相不锈钢的相图及其中亚稳奥氏体(相)组织的稳定性,得到了其M-N的伪二元平衡相图、平衡条件下的相比例变化、两相中合金元素的配分规律以及层错能SFE与马氏体转变温度M_(d30)的变化规律。计算结果表明,试验钢中相组成、相比例等均对温度敏感,特别是在不同加热温度下(800~1 200℃),由于两相中合金元素含量变化,使得亚稳奥氏体相稳定性(SFE和M_(d30))发生改变,进而将导致试验钢的变形机制变化。     

高淬透性硼微合金化特厚板钢成分优化设计

海洋工程用特厚板钢通常要求具有良好的淬透性，合理设计此类钢化学成分是改善其淬透性的主要方法之一。传统钢成分设计大多以实验为主，耗费巨大。本文以热力学计算软件Thermo-Calc和材料性能计算软件JMatPro为工具，采用计算、预测与实验相结合的研究模式，对含B微合金化特厚板钢进行成分优化，以期获得高淬透性能。使用Thermo-Calc计算了B微合金化钢的热力学平衡析出相。通过对析出相的析出温度、析出量及相间关系分析，阐述了此类钢的成分设计原则，给出了可获得高淬透性的B微合金化钢的设计成分。采用JMatPro对设计钢淬透性进行预测，预测结果很好地说明了设计钢成分的合理性。经过淬透性实验和化学相分析，进一步肯定了优化设计结果。理论计算与实验结果表明高铝含量有利于改善硼微合金化钢淬透性。     

高含铁量铝硅合金中铁相的凝固行为与形貌控制

研究了较高含铁量的铝硅合金中，铁相在不同合金成分，冷却速度以及不同含锰量下的凝固行为和微观组织形貌，对α铁相基于β铁相形核长大的现象进行了分析。并对铁相的形核理论进行了初步的探讨，结果表明，在含铁1．4％（质量分数）的铝硅合金中，加0．7％的锰能使铁以α相的形式凝固，但冷速较高时，不能完全避免针状铁相的出现；锰的加入量增加到1．4％（Fe/Mn=1:1)时，较高冷速下，仍有针状铁相出现，且使初生铁相更加粗大，在同样的铁锰含量下，亚共晶铝硅合金中的初生铁相明显比共晶合金要少，且α铁相在α铝树枝晶中会形成一种细密的树枝晶结构，可以作为基体的强化相，而形核不是影响铁相形成不同晶体结构的主要原因。     

硫化锰对钢中Sb析出行为的影响

研究了钢中不同夹杂物对Sb的析出和高温氧化过程中富集行为的影响.Fe-1.5％Sb合金1100℃水冷试样中Sb在钢中主要析出位置是晶界.与单一的氧化物夹杂相比,硫化锰是更为有效的Sb异质形核核心,且Sb析出相成分组成接近于FeSb相.实验结果与二维错配度理论计算结果相一致.通过降低氧含量,钢中加入Ti变质硫化锰夹杂等方式,增加了MnS数量,使得更多的Sb在夹杂物上析出,从而减少钢中Sb的偏析和固溶量,改变Sb在钢中的析出位置.     

δ′相(Al3Li) 早期沉淀过程的计算机模拟

通过计算二元铝锂合金中锂原子的占位几率,得出δ′相(Al3Li) 早期沉淀的长程序参数和成分偏离序参数,并对原子有序化和成分相分离过程进行了研究.结果表明:当合金在相图上处在失稳区时,有序化过程首先完成,而后进行成分相分离,即先发生等成分有序化,后进行失稳分解;在失稳区同一温度下,随浓度减小,有序化和成分相分离的孕育期变长.当合金位置处于亚稳区时,合金有序化与成分相分离耦合两过程同时进行.研究还发现:随合金在相图上的位置由失稳区向亚稳区过渡,有序化速度变慢.     

硫化锰对钢中Sb析出行为的影响

研究了钢中不同夹杂物对Sb的析出和高温氧化过程中富集行为的影响.Fe-1.5%Sb合金1100℃水冷试样中Sb在钢中主要析出位置是晶界.与单一的氧化物夹杂相比,硫化锰是更为有效的Sb异质形核核心,且Sb析出相成分组成接近于FeSb相.实验结果与二维错配度理论计算结果相一致.通过降低氧含量,钢中加入Ti变质硫化锰夹杂等方式,增加了MnS数量,使得更多的Sb在夹杂物上析出,从而减少钢中Sb的偏析和固溶量,改变Sb在钢中的析出位置.     

Al元素对Fe-Mn-Al-C钢微观组织和力学性能的影响

使用中频感应炉在大气环境下熔炼不同Al质量分数的Fe-Mn-Al-C钢,利用XRD,OM和EPMA分析不同Al质量分数下Fe-Mn-Al-C钢的显微组织,并对其力学性能进行测试.结果表明:中锰钢由铁素体和奥氏体2相及少量碳化物组成,随着Al质量分数的增多,铁素体的体积分数增大.且不同Al质量分数下奥氏体中都有C元素的富集.另外,Al质量分数为6%、8%、10%的中锰钢的硬度分别为267、330、323HV.合金的强度和塑性都随着Al质量分数的增多而降低,且合金实测强度远低于由经验公式计算得到的理论强度值,合金塑性较差.     

Al-Zn-Cu系室温低Cu侧的相平衡关系

通过显微组织观察和X射线衍射分析,结合电子探针分析,确定了在Al Zn Cu系中所设计的14个不同成分的合金经充分成分均匀化和平衡阶梯冷却至20℃的合金相组成及成分·在其中11个合金中发现了T′相(Al4Cu3Zn)的存在,测定了4个合金中的T′相的成分,并得到了新的相平衡关系·从另一个侧面证实了T′相在室温时(20℃)是可以稳定存在的,同时说明美国金属学会1997年出版的相图集中的Al Zn Cu系20℃等温截面相图在低Cu侧的相关系上是不正确的·     

锌电积过程中锰元素对铝阴极的电化学行为影响

传统湿法炼锌工艺采用纯铝板作为阴极,但随着锌精矿品位的降低,电解液中杂质离子含量增大,造成阴极腐蚀消耗增加.本文以铝锰合金为研究对象,研究锰作为添加元素,与铝形成良好铝锰合金阴极材料的电化学行为,进一步提高铝阴极的耐蚀性和电催化活性.采用交流阻抗、阴极极化曲线、恒电流极化曲线、塔菲尔曲线等分析方法,探讨不同Mn元素含量对铝锰合金在40℃恒温条件,Zn2+65g·L-1和H2SO4150g·L-1溶液中电化学行为的影响.研究结果表明:相比纯铝电极,添加Mn元素的铝锰合金电极的耐蚀性普遍提高,腐蚀电流均减小;随着Mn含量的增加,腐蚀电流逐步降低,腐蚀电位与Mn含量增加无明显变化规律;当Mn质量分数为1.5％时腐蚀电流达最低(1.11mA·cm-2),腐蚀电位最小(-1.0954V);零电势下,表观电流密度i0受Mn元素的添加影响显著,i0随Mn含量增加呈现出先增大后减小的趋势,在Mn质量分数1.5％时达到最大值3.7462×10-16mA·cm-2,远大于纯铝电极4.8027×10-33mA·cm-2,整体变化幅度明显,电极的电催化活性得到提高;不同电流密度下的析氢过电位和纯铝电极的整体接近,电化学过程均为电化学传质步骤控制.综合考虑电极材料的耐蚀性和电催化活性,含Mn质量分数1.5％的铝锰合金可作为理想的电积锌阴极使用.     

一种新型的含镍耐蚀高硅铁基合金

借助光学显微镜、扫描电镜、能谱分析、X衍射分析和力学性能检测设备及腐蚀性能检测仪器等手段,结合奥氏体不锈钢的设计思路以及Fe-Ni-Si和Fe-Mn-Si三元相图,分析了普通高硅铁基合金的性能和组织,设计并研究了含镍或锰奥氏体高硅铁基合金的组织、力学性能和耐蚀性能. 结果表明:普通高硅铁基合金的基体均为铁素体,主要是长程有序的Fe3Si相,这种相有低温脆性现象同时是合金产生硅脆的根本原因. 在合金中加入18%的镍,能使合金中出现奥氏体相,其冲击韧性达到5.52 J·cm-2,比普通高硅铁基合金提高7倍以上,腐蚀率和普通高硅铁基合金相当.     

硫含量对中碳非调质钢中硫化物及组织的影响

利用真空感应炉冶炼了不同硫含量的中碳非调质钢,研究了S含量对非调质钢中硫化物形态分布及显微组织的影响.结果表明：在0.025%~0.065%范围内,随S质量分数的增加,非调质钢中硫化物的数量增多,偏聚分布现象加重;晶内铁素体比例随之升高,组织得到细化.通过热力学计算及相图信息研究了硫化物的类型转变. S含量增加时第Ⅲ类MnS在凝固末期以离异共晶形式较早析出,剩余液相中的S在凝固结束时以共晶形式析出为第Ⅱ类MnS.单独MnS以及MnS- V( C, N)复合硫化物均可作为晶内铁素体的有效形核核心,促进铁素体的生成.     

6005A与6082铝合金热变形流变行为

利用Gleeble-1500热模拟试验机对6005A和6082铝合金进行高温等温压缩试验,研究了在变形温度为450-550℃和应变速率为0．005-10s^-1条件下两种铝合金的热变形流变行为．6005A铝合金在低应变速率条件下,不同变形温度时的流变曲线均呈现波浪形特征,随着应变速率的增加,硬化和软化接近平衡,表现为稳态流变特征;在高应变速率条件下,硬化过程占据主导地位,回复和硬化过程的竞争使流变曲线呈现波浪形上升的趋势．6082铝合金在低应变速率情况下,不同变形温度时的流变曲线未出现周期性波动;在中等应变速率条件下也表现为稳态流变特征;在高应变速率条件下出现波浪形特征．两种铝合金均为正应变速率敏感材料,其热变形是受热激活控制．最后给出了铝合金热变形条件下流变应力、应变速率和变形温度三者之间的关系式．     

Precipitation behavior of B2-like particles in Fe-Cu binary alloy

The precipitation behavior in Fe-Cu binary alloy was investigated under transmission electron microscope (TEM) during aging at 650℃ for the time range of 100 s to 300 h. In addition to the zones with higher copper content and ε-Cu were observed, a metastable phase with B2-like structure was found in the early stage of the precipitation process, which is quite different from the equilibrium copper phase shown in the Fe-Cu binary phase diagram and has perfect coherent relationship to the α-Fe matrix. The appearance of B2-like structure is very important concerning the mechanism of aging strengthening effect and mechanical properties of corresponding engineering steels and alloys containing copper.     

Valence electron structure analysis of refining mechanism of Sc and Ti additions on aluminum

The mechanism of the difference of refining effect between Sc and Ti adding to aluminum can not be explained substantially with traditional theory. Valence electron structures of Al-Ti and Al-Sc alloys have been studied by using the empirical electron theory of solids and molecules (EET). The covalent bond electron numbers and interfacial electron density differences are calculated. The conclusion is that, in the two alloys, different covalent bond electron numbers of nucleation particles, and different electron densities on the interface between the second phase particles and the matrix, fundamentally lead to the difference of refining effect between Sc and Ti adding to aluminum. Supported by the Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China (Grant No. 20050003042)     

Si含量对高强高韧7050铝合金组织和力学性能的影响

通过熔炼制备8种不同杂质Si含量的7050铝合金,研究了Si含量从0.033%~0.491%的变化对7050铝合金组织和力学性能的影响规律.结果表明：当Si含量增加至0.134%时,合金铸态组织中出现明显的粗大富Si杂质相,并且随Si含量增加,富Si杂质相含量增多;粗大富Si杂质相在均匀化退火、热挤压以及固溶处理过程中都难以溶解,残留在时效态合金组织中;当Si含量增加至0.134%时,时效态合金的室温拉伸强度和塑性明显提高;在Si含量高于0.344%后,Si含量的增加使合金的室温拉伸强度、塑性和断裂韧性都显著降低.为获得最佳的室温强度和塑性,7050铝合金的Si含量应控制在0.121%~0.134%,但要获得更好的断裂韧性,需进一步降低合金中Si含量.     

新型铝合金超常铸轧辊套材料的切削加工性能实验研究

满足铝合金超常铸轧工艺所需综合技术性能要求的辊套材料,是采用双辊连续铸轧方法实现铝合金超常铸轧的重要技术保障.辊套材料良好的切削加工性能是获得高性能铸轧辊的基础.对新型铸轧辊套材料的切削加工性能进行了综合分析;从切削力和已加工表面粗糙度两方面,对新型铸轧辊套材料的切削加工性能进行了实验研究.结果表明,新型铝合金超常铸轧辊套材料具有优良的切削加工性能;在相同的加工条件下,切削新型辊套材料时的切削力明显小于切削现有典型合金钢辊套材料,磨削新型辊套材料时的表面粗糙度值与磨削合金钢辊套材料无明显差别.图4,表4,参12.     

活化极化控制下合金表观与真实腐蚀极化图

提出了描述合金的腐蚀动力学存在两种腐蚀极化图:(1)合金的表观腐蚀极化图——以电极电位相对单位合金面积上的阳极电流和阴极电流为坐标系;(2)合金的真实腐蚀极化图——以电极电位相对合金中各相的真实阳极电流密度和阴极电流密度为坐标系.研究了在活化极化控制下,阴阳极面积比对合金腐蚀动力学的影响,获得了在两种坐标系中合金腐蚀动力学的定量关系式,由此建立了表观腐蚀极化图与真实腐蚀极化图之间的关系.将表观和真实腐蚀极化图两者结合起来,既可以直观地表示出合金的腐蚀速率,又可以清楚地分析控制腐蚀电池过程的机理.     

马氏体—铁素体组织的耐磨料磨损性

本文研究了45钢和50CrVA钢马氏体—铁素体混合组织的耐磨料磨损性,试验通过亚温淬火低温回火获得硬度相同,但马氏体和铁素体体积比不同的混合组织,进而在ML—10型肖盘式磨损试验机和SKODA—SAV IN快速磨损试验机上研究了铁素体相对量对耐磨料磨损性的影响。研究结果表明,在硬质回火马氏体基体上均匀分布着适量(10～20％)细小条粒状软韧相铁素体对耐磨料磨损性是有益的。但软韧相铁素体过多或无软韧相铁素体存在时都使耐磨料磨损性降低。     

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。     

YB-10Al铝合金物相组成和断口形貌分析

【目的】研究YB-10Al铝合金的物相组成和断口形貌,分析掺杂对合金结构和性能的影响。【方法】利用X射线粉末衍射仪和带能谱的扫描电子显微镜研究两组不同成分的YB-10Al铝合金的物相组成及断口形貌。【结果】YB-10Al铝合金所含物相有Al(主要相)、Al N(少量)、Si(少量)、Fe(微量)等,且两组样品所含物相略有差异;合金断口形貌显示为浅而小的韧窝。【结论】YB-10Al铝合金试样为韧性断裂,断裂机制为微孔聚集型。