脉冲电流对热处理过程中非金属相形态的影响

以铝硅合金和球墨铸铁为研究对象,分别采用正常热处理、室温及高温下施加脉冲电流处理的方法,研究了脉冲电流对固态金属中非金属相形态的影响.结果表明:在脉冲电流处理下,铝硅合金中粗杆状共晶硅的粒化速度加快;球墨铸铁经脉冲电流处理后,原有石墨的直径没有明显增大,石墨的平均似圆度略有增加,组织中出现了新生的球状小石墨;在脉冲电流作用下非金属相周围位错的行为及原子的扩散是决定非金属相形态的主要原因.     

黑心可锻铸铁的组织及性能研究

采用中频炉熔炼得到坯料白口铸铁.采用石墨化退火得到KTH300-06可锻铸铁.通过金相组织分析,铸态白口组织为珠光体加莱氏体;经过石墨化退火得到黑心可锻铸铁组织为铁素体加团絮状石墨.单独用0.007%Bi孕育可锻铸铁铸态组织中渗碳体较不加元素的细小;用0.007%Bi和0.002%的B复合孕育可锻铸铁得到铸态细小均匀网状渗碳体,石墨化后为细小均匀的絮状石墨.经硼铋联合处理的可锻铸铁,抗拉强度提高到348.7 MPa,伸长率6.275%.     

铸态QT550-7球墨铸铁制备及组织研究

为了研究铸态QT550-7球墨铸铁组织,铁液凝固过程及石墨球化机理,用回炉铁、生铁、废碳钢、球化剂、孕育剂等材料,采用双联熔炼法制备了球墨铸铁.经测试,化学成分和力学性能满足QT550-7球墨铸铁要求,球墨铸铁组织由铁素体+珠光体+球状石墨组成,凝固过程为糊状凝固.     

形变对板条马氏体回火组织的影响

对Q235级低碳钢板条马氏体在550 ℃多道次单向压缩变形后退火和室温大塑性变形轧制后在此温度退火的显微组织演变规律进行了对比研究,结合未变形板条马氏体在此温度的回火组织演变,讨论了变形对马氏体分解过程、铁素体再结晶晶粒尺寸和析出碳化物形貌的影响. 实验结果表明,变形显著影响马氏体分解过程,促进渗碳体的析出和铁素体回复及再结晶. 热变形组织铁素体再结晶晶粒尺寸在0.5 μm左右;渗碳体形貌从细棒状向球状转变,随变形量增大渗碳体尺寸增大,继续保温60 min导致铁素体晶粒长大到1 μm左右,晶粒内部的渗碳体消失,原先在铁素体晶界析出的渗碳体球化、粗化. 冷轧试样在550 ℃退火保温时间在30 min内得到0.3～0.4 μm超细晶粒和尺度小于150 nm的弥散渗碳体颗粒组织;随退火保温时间延长到60 min,铁素体再结晶晶粒长大到1.9 μm,渗碳体颗粒尺寸约160 nm.     

初始组织形态对中碳钢温变形组织演变的影响

中碳钢温变形过程的组织演变包含铁素体动态回复、再结晶和渗碳体的析出球化等过程.采用Gleeble1500热模拟试验机研究了初始组织形态对含碳0.48%(质量分数)的中碳钢在温变形中上述复杂过程的影响.结果表明:初始组织为珠光体 先共析铁素体的试样在温加工变形中渗碳体层片发生了扭折、溶断到逐渐球化的过程,在铁素体回复再结晶的同时伴随着细小弥散的渗碳体颗粒从过饱和铁素体中析出,得到微米级铁素体晶粒和颗粒状渗碳体弥散分布的复相组织,但等轴状铁素体晶粒与弥散的渗碳体颗粒沿变形方向呈带状不均匀分布.温加工变形促进初始组织为马氏体的中碳钢中渗碳体析出和铁素体回复与再结晶.由于初始条件下碳的分布在微观尺度下相对均匀,变形后获得细小等轴铁素体与均匀分布颗粒状渗碳体的组织.     

低温石墨化退火对低钼、低镍球墨铸铁组织和力学性能的影响

对含钼0.25%,含镍0.2%~0.8%的球墨铸铁进行低温石墨化退火,测试了其力学性能,并对显微组织和冲击断口进行观察和分析.结果表明:添加少量钼和镍后铸态球墨铸铁中铁素体含量增加,冲击韧度提高50%以上,强度和硬度下降;进行低温石墨化退火后球墨铸铁中珠光体逐渐转变成铁素体,与铸态相比冲击韧度有大幅度提高,冲击吸收功最多增加500%,冲击断口存在较多的撕裂岭和少量韧窝;此外,添加钼和镍后,不同的退火工艺下试样的力学性能参数比较稳定,波动小.     

共析钢经表面研磨处理后微观组织的演化

利用表面研磨处理(SMAT)在共析钢上制备出具有纳米晶体结构的表面层,并利用X射线衍射和透射电镜分析了纳米表面层的微观组织结构及其演变.结果表明:原始组织为层片状铁素体 渗碳体两相复合组织的共析钢经过SMAT后,铁素体晶粒由于位错产生、位错缠结形成位错胞,然后分割晶粒使铁素体细化至纳米尺度,而渗碳体在强烈塑性变形下,经历弯曲、断裂,最终分解成体心立方铁素体和底心正交的石墨.     

二次孕育及终硅量对铸态铁素体球墨铸铁组织性能的影响

将铸态球墨铸铁经退火处理生产铁素体球墨铸铁的工艺复杂、周期长。本研究进行了调整终硅量及釆用二次瞬时孕育处理工艺直接得到铸态铁素体球墨铸铁的试验。结果表明,釆用稀土镁球化剂和硅铁孕育剂,对铁液进行立即孕育、立即浇注的瞬时孕育处理,并控制终硅量为2.95%~2.99%,可直接获得铁素体球墨铸铁,石墨球径仅为0.019~0.017mm,球化级别提高至3~2级,铁素体量多达88.4%~94.7%,力学性能完全达到国家标准。     

共析钢温变形过程的组织球化与超细化

利用热模拟压缩变形、SEM和热磁法实验,研究了共析钢在600~700℃变形过程的组织演变规律,探讨了变形及随后保温过程对珠光体球化、组织超细化和渗碳体溶解、再析出的影响.实验表明:共析钢温变形过程中发生珠光体片层溶断,渗碳体逐渐球化,以及伴随铁素体动态回复再结晶的同时细小弥散渗碳体颗粒在基体析出的过程.提高温度有利于上述复合过程的进行.形变组织经过保温后,亚微米级别的等轴铁素体晶粒和渗碳体颗粒弥散分布的复相组织的均匀性程度有所提高.温变形过程中渗碳体溶解和在铁素体内再析出的事实得到证实.     

40Cr钢表面纳米化的研究

采用高能表面处理技术在40Cr钢表面制备出具有纳米晶体结构特征的表面层.利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜分析研究了表面纳米层的组织结构.结果表明,高能表面处理后40Cr钢表面形成纳米层的过程中,渗碳体先于铁素体纳米化.     

强磁场对球墨铸铁退火处理的影响

研究了强磁场对退火处理球墨铸铁力学性能以及渗碳体分解、碳扩散的影响．在平行试样方向上施加强磁场进行退火处理后，球铁的拉伸强度、硬度降低．延伸率、断面收缩率升高．SEM分析表明，施加强磁场能够显著地提高渗碳体分解和碳扩散的速度．磁化力F是加速渗碳体溶解和碳扩散的驱动力，通过推导可以得出单位体积力F的表达式。     

铁素体球铁和珠光体球铁疲劳断口形貌的研究

借助于扫描电镜,对铁素体球铁、珠光体球铁常温下旋转弯曲疲劳断口进行了大量观察和分析,确认“穿晶疲劳组织特征”是球铁疲劳断口的显著形貌特征;滑移线条是“穿晶疲劳组织特征”的主要细节形态。     

Microstructural and mechanical characteristics of Al-alloyed ductile iron upon casting and annealing

Ductile iron containing 6.16wt% Al was developed to investigate the effects of aluminum on both its microstructure and hardness. It was found that aluminum not only increases the nodule count and pearlite content but also improves the hardness in both sand mold and metal mold castings. Annealing treatments were conducted to attain a homogenous microstructure and improve high-temperature serviceability. A ferrite/carbide or ferritic matrix was gained depending on the annealing temperature. It is also discovered that annealing has inverse influences on the hardness of the bulk alloy and the ferrite phase. Although it causes a small decrease in the bulk hardness of the specimens, it leads to an increase in the microhardness of the ferrite. Micro-segregation of the alloying elements was also investigated by means of electron probe micro-analysis for the specimens with different annealing durations and the as-cast specimen as well. An optimum annealing time was proposed to result in the least amount of micro-segregation of aluminum and silicon between graphite nodules.     

石墨化过程中元素铁对PAN基碳纤维成分及结构的影响

运用EA、Raman和XRD等方法分别研究了PAN基碳纤维石墨化过程中非结构型成分铁对碳纤维中C、N、H等结构型成分、化学结构和聚集态结构的影响,探讨了碳纤维成分变化与结构演变的关联关系。研究表明,元素铁对碳纤维中N元素的逸出具有较强的催化作用,碳纤维中C元素含量由于N元素被催化脱除而提高的更快;元素铁催化脱氮减少了碳纤维结构重排中的能耗,从而有利于碳纤维中的乱层结构碳向石墨结构碳的转变;同时,元素铁促进石墨片层基面宽度（L_a）增长;由于N元素沿纤维径向地逸出,元素铁催化脱氮产生的气胀作用力阻碍石墨片层的堆叠,因此铁对石墨片层层间距（d₀₀₂）几无影响,层间距的发展主要体现温度效应。     

纳米尺度碳的微结构及电化学性质

采用高分辨透射电镜、X射线衍射表征了3种不同纳米尺度碳的石墨碎片微结构及其石墨化程度,并采用线性扫描、交流阻抗方法对由纳米尺度的碳粒制备电极的电化学性质进行了研究.结果发现:随纳米尺度碳粒石墨化度的减小,石墨碎片卷曲形态的清晰度增加,对应电极对甲醇的电化学氧化能力增强,氧化峰电流及电容值增加.由此认为:石墨碎片的卷曲和石墨化属于两种不同形式的碳原子有序化,二者均可对纳米尺度碳粒的电化学性质产生影响.     

Numerical modeling and experimental validation of microstructure in gray cast iron

To predict the amount of different phases in gray cast iron by a finite difference model (FDM) on the basis of cooling rate (R), the volume fractions of total γ phase, graphite, and cementite were calculated. The results of phase composition were evaluated to find a proper correlation with cooling rate. More trials were carried out to find a good correlation between the hardness and phase composition. New proposed formulas show that the hardness of gray cast iron decreases as the amount of graphite phase increases, and increases as the amount of cementite increases. These formulas are developed to correlate the phase volume fraction to hardness. The results are compared with experimental data and show reasonable agreement.     

特种石墨尾料用作锂离子电池负极的研究

特种石墨尾料具有低灰分、较高的石墨化度和较大的碳微晶尺寸等特点,有望用于锂离子电池的负极材料。通过XRD、SEM和比表面分析仪对特种石墨尾料石墨化处理前后样品的微观结构进行了分析对比,评价了其电化学性能,探讨了特种石墨尾料用于锂离子电池负极材料的可行性及对其进行石墨化处理的必要性。结果表明,特种石墨尾料可以直接用作低端负极材料的生产原料;经过高温石墨化处理后,负极材料的循环性能、首次库仑效率和可逆容量均得到不同程度提升,应用范围进一步扩大。     

电磁场对铸铁石墨生长的影响

设计了交替换向的行波磁场,研究在铸铁凝固过程中,施加换向行波电磁场产生的脉冲作用对铸铁石墨生长及其凝固组织的影响·结果表明:在脉冲电磁场的作用下,灰铸铁凝固组织中奥氏体枝晶数量明显减少,石墨粗化;球化处理后,凝固组织中球状石墨数量减少,蠕虫状石墨增多,蠕化率显著提高,为稳定蠕墨铸铁的蠕化率提出一个新途径·讨论了电磁场对石墨生长影响的机理,认为脉冲磁场的电磁搅拌作用和感生电流的热效应破坏了石墨核心周围奥氏体壳的稳定性,促进石墨的分枝生长,形成蠕虫状石墨·只有在残留镁量和残留稀土量足够或残留量较高时,脉冲磁场的干扰能够稳定蠕化率;蠕化剂加入量不足时,磁场干扰只能促进形成片状石墨,不能形成蠕虫状石墨...