V-Ti-N微合金非调质无缝油井管钢中碳氮化物的热力学计算

用包括奥氏体γ相和两个碳氮化物相三相溶解度间隙平衡处理的方法计算了V-Ti-N微合金非调质油井管钢中的碳氮化物析出. 计算结果表明,此钢奥氏体中的析出模式为1 473 ℃时TiN即开始析出;其后部分TiN逐渐转变为复合(TixV1-x)(CyN1-y)颗粒,而其他的TiN直到低温仍保持其化学性质;最后富V-C的V(CxN1-x)在846 ℃开始析出. 实验数据验证了这种析出模式. 计算结果支持了中碳含钒微合金钢中800 ℃以下奥氏体中的析出对其后的奥氏体分解相变具有明显的调控作用的观点.     

渗碳时碳化物的析出形态

本文研究了渗碳过程中碳化物的析出形态。渗碳时碳化物的析出形态与过冷奥氏体连续冷却时析出的碳化物形态不同。渗碳时碳化物的析出形态与合金成分、碳势高低、工艺制度等因素有关。在不同方式下形成的碳化物其形成机制是不同的。     

P/A异种钢焊接接头在高温时碳迁移的计算机模拟

运用Fick第一、第二定律及活度公式，考虑双边界条件，求出了更接近于实际情况的P／A异种钢焊接接头的碳迁移数学表达式，并用QBASIC语言编写了计算机模拟程序，得到其在高温时的碳分布曲线．计算机模拟结果表明，模拟曲线与实验值符合较好；对于具有F／M-L／A两条焊接边界的焊接接头，增碳层主要限制在M-L层中，碳迁移在开始阶段进行得较快，当原固溶于类马氏体层中的强碳化物形成元素脱溶形成稳定的碳化物M23C6后，碳迁移将进行得极为缓慢．     

气体渗碳碳势控制机理及渗层碳浓度分布数学模型

从吸附角度分析了气体渗碳过程,高温奥氏体中铁对碳原子的吸附为物理吸附,碳化物形式元素产生化学吸附。根据所采用渗碳钢的化学成分及渗件表面含碳量,对炉气碳势进行定量控制。根据菲克定律,在恒定碳势、扩散系数Ｄ与碳浓度分布无关且为常数的条件下,给出了渗层碳浓度分布的数学模型。     

Fe-Mn-Al(Cr)-C系合金热处理组织的研究

利用金相显微分析，X衍射分析，测量显微硬度和电子探针分析研究了在固溶处理和时效处理时Fe-Mn-Al(Cr)-C系合金的组织形态，结果表明在1120℃以上温度固溶处理时，合金组织中仍有少量的碳化物(Cr，Mn，Fe)7C3。合金元素在组织中分别起着不同的作用，Cr元素主要参与碳化物的形成，而AL、Mn元素的作用是固溶强化和稳定奥氏体组织和碳化物。     

硼镁铁矿碳热还原的研究

用 MoSi_2电炉、高频感应电炉加热,在石墨坩埚里进行了硼镁铁矿碳热还原研究。探讨了在 1 450—1 800℃ 温度下矿石中有价值元素 Fe,B,Si,Mg 在碳热还原过程中的行为。结果表明,在 1 500℃以下主要是铁的还原;随着反应温度的提高,进入合金相中[B],[Si]含量增加。在 1 800℃ 左右,有利于B,Si 的还原,并有少量 MgO 被还原,合金相中碳的溶解度随[B],[Si]含量的增加而减少,而碳的活度系数γ_c却增大。反应平衡时,a_c≈1。     

钛对包晶钢铸态粗大柱状奥氏体晶粒细化的影响

包晶微合金钢具有高强、高韧、易焊接等优良性能，广泛应用于石油化工、交通运输、海洋工程等领域。然而，包晶钢在连铸过程中常于铸坯表层生成粗大柱状奥氏体晶粒，是致使铸坯矫直过程形成角部横裂纹等质量缺陷的重要因素之一。本文采用快速定向凝固装置实验研究了Ti元素对包晶钢凝固过程铸态粗大柱状奥氏体细化的影响，并利用扫描与透射电镜分析了Ti的析出物在包晶钢凝固过程中的尺寸与分布规律。其研究结果表明，在包晶钢凝固过程中其奥氏体组织主要由粗大柱状奥氏体与细小柱状奥氏体组成，随着Ti含量的增加，粗大柱状奥氏体区域逐渐减小。当Ti含量增加至0.09wt%时，粗大柱状奥氏体完全消失。在凝固过程中，微米级别碳氮化钛将最先在液相中形成，从而降低细小柱状奥氏体向粗大柱状奥氏体不连续生长的转变温度。随着转变温度的降低，纳米级碳氮化钛将在奥氏体相中析出并钉扎晶界，从而细化包晶钢铸态奥氏体晶粒。     

爆炸焊复合板热处理过程中的碳扩散计算

以高碳合金钢 8Cr13MoV与奥氏体不锈钢 30 4(0Cr19Ni9)三层爆炸复合板为例 ,在它的热处理过程中进行了碳扩散计算 .结合这些复合材料在制造刀、剪产品中的实际应用 ,分析了在热处理过程中 ,复合板焊接界面存在的碳扩散现象 ,并验证了热处理工艺 .计算表明碳扩散计算对热处理时间的确定有一定的指导意义     

Fe-V合金碳化物析出型渗碳(CDC)组织

通过金相显微镜、扫描电子显微镜及X射线分析研究了Fe V合金CDC处理后表层的相组成、渗层组织和碳的扩散行为·结果表明所有Fe V合金渗层组织由表及里依次为γ +V4 C3 ,α +V4 C3 及α ,最表层碳化物的尺寸为 2 5 0nm ,随渗层的深入碳化物颗粒有所粗化 ,在α相区碳化物的尺寸达 2 5 μm ;CDC处理得到的奥氏体区的厚度与渗碳时间的平方根成正比 ,碳的扩散速度随合金质量分数的增加而降低·     

V,Nb,Ti碳氮化物在铁素体中的析出与组织演变

对高含量的V，Nb，Ti三种微合金钢进行固溶与等温时效热处理试验，深入研究微合金元素碳氮化物在铁素体区中的析出行为。结果表明，在600℃时效时，钒的碳氯化物析出快，钛的碳氮化物析出较快，铌的碳氮化物析出慢；680℃时效时，钛的碳氮化物析出快，钒的碳氮化物析出最慢．铌的碳氮化物析出速度居中。若微合金元素的碳氮化物析出先于再结晶，则钢的组织主要是无碳贝氏体和粒状贝氏体组织．微合金元素碳氮化物后于再结晶析出，得到的组织主要为回火索氏体组织。     

Fe—C—Si合金上贝氏体碳化物析出源的研究

用透射电镜研究了Fe-C-Si合金在480℃等温形成的上贝氏体。电子衍射和晶体学分析证实：合金名碳化物的析出源是初始碳含量低于平均碳含量的过饱和贝氏体铁素体（BF），提出钢中贝氏体转变是奥氏体中碳扩散控制相变位错运动的切变过程。     

Fe－C－Si合金上贝氏体碳化物析出源的研究

用透射电镜研究了Ｆｅ－Ｃ－Ｓｉ合金在４８０℃等温形成的上贝氏体。电子衍射和晶体学分析证实：合金中碳化物的析出源是初始碳含量低于平均碳含量的过饱和贝氏体铁素体（ＢＦ）．提出钢中贝氏体转变是奥氏体中碳扩散控制相变位错运动的切变过程。     

55 SiMnMo钢的上贝氏体形态及其机械性能

本文初步讨论的问题:通过光学显微镜、X 射线衍射、电子显微镜(透射和扫描电镜)、紧凑拉伸等试验方法研究了55 SiMnMo 钢在正火状态下的上贝氏体形态,以及回火转变对其机械性能的影响。根据试验,在中碳合金钢中经900℃0.5小时奥氏体化后空冷所出现的上贝氏体由铁素体和30～35%富碳奥氏体片层相间组成。经简易膨胀仪测定,析出碳化物的回火转变温度约为400℃,此时金相组织变为由铁素体、碳化物和5%奥氏体组成,作者称这种形态为回火贝氏体。在发生回火转变时,裂纹扩展速率(da/dN)随回火温度增加而增加,在400℃时达最大值;断口的扫描电子金相从准解理型过渡到解理型。     

钼对金属型铸造高铬铸铁组织与性能的影响

分别用光学显微镜、扫描电镜、X-ray衍射仪和微机控制电液伺服万能试验机等研究了钼含量的变化对高铬铸铁中碳化物的形态和分布以及力学性能的影响。结果表明:适量的钼可以细化组织和改变碳化物形貌及分布,碳化物由长条状转变为球状,对基体的割裂程度减小明显。在高铬铸铁中加入合金元素钼可在不牺牲其韧性的情况下有效地提高其硬度及耐磨性,其中一部分钼固溶于奥氏体中提高了高铬铸铁淬透性,一部分与碳形成新的化合物Mo2C,从而提高了高铬铸铁的耐磨性。当钼的总加入量为0.9%时,高铬铸铁的综合力学性能达到最佳。     

钢的成分回火温度与硬度间的多元回归模型

在充分研究了强碳化物形成元素对合金钢回火转变的影响机理和规律基础之上,利用计算机对强碳化物形成元素,回火温度(400℃～77℃)与钢间的关系进行了多元回归分析.所建立的多元回归方法具有很高的显著性(α=0.01),可依据合金元素的种类、含量及回火温度较精确地预测钢的硬度,并为合金成分的设计和回火工艺的制订提供了理论指导.     

钢中的块状碳化物

本文研究了渗碳时碳化物相直接从高温奥氏体中的恒温析出,分析了碳化物相的结构和成份,并定量地测定了碳化物相的平均直径和时间的关系,讨论了碳化物相直接从高温奥氏体中恒温析出长大的机构及其影响因素。本文为渗碳热处理工艺的革新和正确选用合金渗碳钢提供了一些理论根据。     

含硼微合金钢中硼氮化物形成的热力学分析

应用合金元素在奥氏体中的固溶度积公式,对含硼铝镇静钢,Ti-B和Ti-Nb-V-B系微合金钢中各种析出相的析出关系和析出量及其对奥氏体中固溶硼质量分数的影响进行了热力学分析.结果表明:含硼铝镇静钢中BN的析出优先于Al N的析出,使增加奥氏体稳定性的B的有效质量分数减少;提高含硼钢中的固溶B质量分数的有效方法是加入比B与N的结合力强的Ti;复合微合金钢中Nb,V的质量分数对固溶B的质量分数几乎没有影响,只与钢中加入Ti的质量分数有关,Ti-B和Ti-Nb-V-B系微合金钢中Ti的质量分数最少为钢中N质量分数的3.4~3.8倍.     

含磷TRIP钢的CCT图

为了探索合金元素在TRIP钢相变过程中的重要作用,利用金相、显微硬度等方法研究了四种不同合金成分C-Mn-Al-PTRIP钢的CCT图.结果表明:Al元素强烈地缩小奥氏体相区,提高Ac3与Ms;Al元素促使CCT图左移和上移.P元素能够阻碍碳化物生成,当钢中P质量分数达到0.14%时,能显著地将CCT图中的珠光体区与贝氏体区右移;P元素对铁素体相变和马氏体相变没有显著的影响.结果还显示出随着冷却速率的增加,材料的显微硬度随之增加.对于每一种成分,超过其临界冷却速率时,将得到完全的马氏体组织.     

高硼多组分铸铁的组织及相元素分布

这种新提出的新型铸铁的化学成分为在0.7C–5W–5Mo–5V–10Cr–2.5Ti (wt%)中分别添加1.6wt% B和2.7wt% B。这项工作的目的是研究硼的含量对合金的结构状态和阶段元素分布对耐磨结构成分的形成影响。结果表明,当B含量为1.6wt%时,合金由三种共晶组成:(a) “M₂(C,B)₅+铁素体”具有“汉字”形貌 (89.8vol%), (b) “M₇(CB)₃+奥氏体”具有“莲座”形貌,(c) “M₃C+奥氏体”具有“莱氏体”形貌 (2.7vol%)。当硼含量为2.7wt%时,基体硬度由HRC 31提高到HRC 38.5。组织中出现了平均显微硬度为HV 2797的初生碳化物M₂(C,B)₅,体积分数为17.6vol%。共晶体(a)和(b,c)的体积分数分别降低到71.2vol%和3.9vol%。基体为“铁素体/奥氏体” (1.6wt% B) 和“铁素体/珠光体”(2.7wt% B),两种铸铁均含有致密析出碳化物(Ti,M)C和碳硼化物(Ti,M)(C,В),体积分数为7.3%–7.5%。基于能量色散X射线能谱,给出了元素相的分布和相应的相公式。     

航空轴承钢渗碳热处理组织演变行为研究

利用EPMA与XRD等实验方法对航空轴承钢在渗碳热处理过程中的微观组织演变行为进行定性及定量分析.结果表明:在渗碳淬火处理后,试样表层及次表层组织中有大量的碳化物及少量的残留奥氏体,其中碳化物为M₂₃C₆和M₆C.随着渗层深度的增加,碳化物含量减少,残留奥氏体含量增加.经过二次淬火处理后,奥氏体与马氏体中碳质量分数增加,使得淬火后残留奥氏体质量分数大幅度增加,在渗层0.1mm处达到22.7%.经过两次深冷与回火处理后,马氏体与奥氏体中碳质量分数降低,碳化物含量增加,渗层硬度提升.