原位观察MnS对非调质钢拉伸性能各向异性的影响

利用激光共聚焦扫描显微镜原位观察S质量分数为0.065%的非调质钢纵向与横向拉伸过程中MnS的行为,研究MnS形貌与分布对非调质钢各向异性的影响.原位观察表明锻后钢中存在大量长条形MnS,横向与纵向拉伸过程中MnS长度方向与拉力方向取向不同.横向拉伸过程中MnS更易与基体分离产生裂纹,裂纹随MnS长度方向扩展长大,最终导致基体的断裂. MnS在纵向拉伸时不易与基体分离,因此对纵向拉伸性能影响较小.钢中群聚分布的MnS有利于裂纹的聚合长大,会促进基体的断裂.     

Morphology,size and distribution of MnS inclusions in non-quenched and tempered steel during heat treatment

This article reports the morphology, size, and distribution evolution of MnS inclusions in non-quenched and tempered steel during heat treatment. The variation of single large-sized MnS inclusions at high temperature was observed in situ using a confocal scanning laser microscope (CSLM). The slender MnS inclusions first changed to pearl-like strings. These small-sized pearls subsequently coalesced and became closer together as the temperature increased. Large-sized MnS inclusions in non-quenched and tempered steel samples with different thermal histories were investigated with respect to the evolution of their morphology, size, and distribution. After 30 min of ovulation at 1573 K, the percentage of MnS inclusions larger than 3 μm decreased from 50.5% to 3.0%. After a 3 h soaking period, Ostwald ripening occurred. Most MnS inclusions moved from the grain boundaries to the interior. The present study demonstrates that heat treatment is an effective method of changing the morphology, size, and distribution of MnS inclusions, especially large-sized ones.     

冷却速率和奥氏体化温度对40 Cr钢球化退火的影响

为探究奥氏体化温度和冷却速率对40Cr钢球化过程的影响,采用双相区球化退火研究了热轧态40Cr钢的球化退火行为和力学性能。奥氏体化温度从760℃提高到800℃,冷却速率从10℃·h-1上升到30℃·h-1,组织硬度随冷却速度呈V形变化,碳化物球化率随冷却速度变化正好与前者相反。奥氏体化温度为760℃,冷却速率为20℃·h-1所得到的球化组织球化率高,且碳化物细小,具有良好的冷成形性能,可大幅度缩短球化退火时间,显著提高生产效率。提出了球化退火过程中离异共析转变机制,控制好球化过程中奥氏体化温度、冷却速率及保温时间有利于离异共析转变的发生。     

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.     

冷却速度对La脱氧钢中晶内铁素体形成的影响

采用光学显微镜、带能谱的扫描电子显微镜等分析技术观察了不同冷速下La脱氧钢的显微组织,并绘制了静态连续冷却转变图.实验结果发现,在4~10℃·s-1的冷速范围内,钢中会有大量晶内铁素体形成,其中在8℃·s-1冷却时可以获得大量细小且弥散分布的晶内针状铁素体. La脱氧钢中含La夹杂物与α-Fe相有较低错配度,其中La2 O2 S夹杂物与α-Fe相的晶格错配度最小为0.2%,钢中含La夹杂物均可诱导晶内针状铁素体形核并可促进感生形核,进而细化组织.     

Microstructural characterization of Cu/Al composites and effect of cooling rate at the Cu/Al interfacial region

Cu/Al composites are of vital importance in industrial applications because of their numerous advantages. The influence of bonding temperature and cooling rate on the microstructure and morphology of Cu/Al composites was investigated in this paper. The interfacial morphology and constituent phases at the Cu/Al interface were analyzed by optical microscopy and field-emission scanning electron microscopy equipped with energy-dispersive X-ray spectroscopy. The results indicate that effective Cu-Al bonding requires a higher bonding temperature to facilitate interdiffusion between the two metals. The microstructural characteristics are associated with various bonding temperatures, which impact the driving force of interdiffusion. It is observed that cooling rate exerts a significant influence on the morphology and amount of the intermetallic compounds at the interfacial region. Meanwhile, microhardness measurements show that hardness varies with the bonding temperature and rate of cooling.     

Al对热挤压模具钢 SDAH13连续冷却转变规律的影响

采用热膨胀仪测定Al质量分数分别为0.77%和1.43%以及无Al的热挤压模具钢SDAH13的连续冷却转变曲线,并结合光学显微镜、扫描电镜及显微硬度仪分析Al元素对SDAH13钢相变点、连续转变规律、组织以及硬度的影响.结果表明：Al元素显著提高SDAH13钢的Ac1、Ac3和Ms点,降低淬火残留奥氏体含量,同时扩大铁素体及奥氏体两相区.在1060℃奥氏体化温度下,Al元素对SDAH13钢贝氏体相变的临界冷速(0.30℃·s-1)无明显影响,但使贝氏体相区变宽,Al质量分数分别为0.77%和1.43%的SDAH13钢的珠光体相变的临界冷速(0.05℃·s-1和0.3℃·s-1)均高于无Al的SDAH13钢的临界冷速(0.02℃·s-1),且Al质量分数为1.43%的SDAH13钢在0.02~0.08℃·s-1冷速下出现先共析铁素体组织. Al的加入还使SDAH13钢淬火硬度有所降低.     

Ti-- Mg 复合脱氧和硫含量对钢中夹杂物特征及 MnS析出行为的影响

采用扫描电镜/能谱仪表征了管线钢中夹杂物的形貌、尺寸、成分及数量,考察了不同 Ti/ Mg 比的钢中夹杂物特征、硫含量及脱氧产物数量对 MnS 析出行为的影响,并进行了热力学计算.结果表明：Ti- Mg 脱氧钢中夹杂物以 MgO- Al2 O3-Ti2 O3、MgO- Ti2 O3或 MgO 为核心,表面包裹或局部析出 MnS,粒径小于1.3μm,数量为300~450 mm -2,形貌为圆形、多边形和方形;夹杂物中 Ti/ Mg 原子数比为0.05~0.2时,夹杂物细小且近圆形;随硫含量减少,凝固过程中 MnS 析出倾向减小, MnS 在夹杂物表面由包裹析出向局部析出转变,提高氧化物夹杂数量,有利于细小 MnS 的包裹或局部异质形核;Ti- Mg 复合脱氧产物细小、弥散,可作为 MnS 异质形核核心,可同时降低 MnS 及氧化物的危害.     

二次带状组织对低合金非调质钢疲劳性能的影响

采用应力比为0. 1的轴向拉伸疲劳试验分别研究了低合金钢DG20Mn和35CrMo钢的疲劳性能与带状组织的关系.结果表明:带状组织对试验材料的轴向拉伸性能没有明显影响,对35CrMo钢的轴向拉伸疲劳性能影响较小,但严重减弱DG20Mn钢的轴向疲劳性能. 带状组织对疲劳性能的影响主要是由于在高的疲劳拉应力下,带状组织引发疲劳微裂纹、微空洞等疲劳损伤,导致疲劳裂纹萌生及扩展模式发生变化,从而影响疲劳性能.     

C和N含量对V微合金非调质钢静态再结晶量的影响

使用Gleeble-1500热/力模拟机,对四种V-N微合金非调质钢和一种非V-N微合金化对比钢进行了静态再结晶实验研究.研究结果表明:当钢中C质量分数为0.33%时,V-N微合金钢的静态再结晶要比未V-N微合金化的对比钢有明显滞后,尤以820～880℃温度范围内最为明显,因此钢中V析出物对道次间再结晶过程影响很大.进一步研究表明,V-N微合金非调质钢道次间静态再结晶量受C含量的影响并不呈简单线性关系:在760～880℃温度范围内,道次间静态再结晶量在钢中C质量分数为0.33%时均为极大值,而940℃下所有五种实验钢均完成了静态再结晶;钢中V析出物对道次间静态再结晶的影响机制相当复杂,与其析出时机关系很大.在此C含量下且V和Ti量均近似相同的V-N微合金实验钢中,发现当N质量分数从140×10-6增加到210×10-6时,该温度范围内道次间静态再结晶量下降14%～19%,N含量增加有明显抑制道次间静态再结晶的作用.     

低碳低硫钢中MnS析出行为分析

本文研究铝含量、硫含量、冷却速率等对低碳低硫钢中MnS夹杂物的成分、形貌和析出量的影响,并利用Scheil凝固方程及FactSage 6.1软件对MnS析出行为进行了理论计算。结果表明,冷却速率较低(5K/min)时,钢中夹杂物为双层结构,核心氧化物为Al2O3-SiO2和Al2O3-SiO2-MnO,MnS在氧化物表面局部或包裹析出;冷却速率较高(900K/min)时,钢中夹杂物主要为Al2O3-SiO2-MnO,高铝钢样中没有MnS析出,而低铝钢样中有极少量MnS析出;MnS在夹杂物上的析出率随着冷却速率的降低、钢中铝含量的减少(硫含量随之增加)而提高;复合氧化夹杂中的MnO+SiO2对MnS的析出影响较大,MnO+SiO2含量越高,MnS越容易在氧化物上析出;在低硫(w[S]0.0050%)条件下,MnS不能在液相中单独析出,但能在夹杂物上复合析出。     

Al对高碳钢连续冷却转变行为的影响

通过热处理试验结合热力学与动力学计算,研究连续缓慢冷却过程中Al元素对高碳钢组织转变的影响。结果表明,未添加Al的高碳钢中,显微组织由马氏体及残余奥氏体组成,含1.37%Al的高碳钢中出现了体积分数为5.1%的珠光体组织,且宏观硬度降低了约0.8HRC,这是由于Al的加入能使高碳钢的共析点向高温高碳方向移动,提高了珠光体转变的临界冷却速度及相变开始温度,加速了珠光体组织的形成。     

冷却速度对Zn--5 Al--0.1 RE--x Si合金显微组织及耐蚀性能的影响

运用扫描电子显微镜/能谱仪、X射线衍射、盐雾实验、电极化曲线等手段,研究冷却速度和Si对Zn-5Al-0.1RE合金组织及耐蚀性能的影响.结果表明,Zn-5Al-0.1RE-xSi合金由先析出的?-Zn和?-Zn+α-Al共晶组织组成,前者均匀分布在相邻的?-Zn+α-Al共晶胞的边界上.降低冷却速度和Si的加入,均使Zn-5Al-0.1RE-xSi合金单位面积的晶粒增大,晶界减少,合金耐蚀性能提高. Zn-5Al-0.1RE-xSi合金耐蚀性能的差异与合金凝固组织及合金腐蚀产物中Zn5(OH)8Cl2·H2O和ZnO的相对量有关.     

气液比对矿井瓦斯水合物生长速率的影响

为寻求瓦斯水合物快速生成的方法,研究了气液比对瓦斯水合物生长速率的影响。设定初始压力5 MPa、初始温度20℃,在复配溶液（0.1 mol/L四氢呋喃（THF）-0.2 mol/L十二烷基硫酸钠（SDS））体积相同的条件下,通过改变可视化反应釜的体积建立了四种气液比（40、60、80和100）反应体系。根据压力和温度与时间关系曲线和水合物生长速率的计算模型对实验现象与结果进行对比分析。结果表明：气液比的增大加快了气相-液相之间物质传递,提高了瓦斯水合物生长速率。四种气液比反应体系中瓦斯水合物生长速率分别为2.40×10^-6、3.10×10-6、3.64×10-6和4.39×10-6 m3/min。     

预变形对碳钢渗硼组织的影响

低碳钢（０． ２０％ Ｃ）渗硼后获得由 ＦｅＢ层和 Ｆｅ２Ｂ层组成的硼化物层；高碳钢（１．０％ Ｃ）渗硼后则获得几乎由单－ Ｆｅ２Ｂ层组成的硼化物层．而中碳钢（０． ４５％ Ｃ）的硼化物层则由若干个 ＦｅＢ层和Ｆｅ２Ｂ层组成的亚层所构成．预变形可使低、中碳钢的硼化物层减薄，尤其当预变形量较小（２０％）或较大（６０％）时；而对于高碳钢，预变形则使其增厚，特别在中等变形量（４０％）时．     

真空冷却中失水率问题研究

提出了无效失水、无效失水率以及当量失水率的概念来研究食品在真空冷却中的失水问题,从数量上评判食品真空冷却效果及失水程度.利用食品真空冷却实验台,以水作为样品,采用不同形状的盛水容器及遮挡物进行真空冷却降温实验.结果表明,用广口杯进行真空冷却具有很好的降温效果,甚至能结冰,但是失水非常严重;而采用较大空隙的遮挡物或细长的容器,不论降温还是降低无效失水,同样能获得理想的结果.     

进气温度及冷流率对涡流管制冷性能的影响

采用基于实际生产应用的涡流管模型,以空气为介质,模拟分析了不同进气温度和冷流率对涡流管制冷性能的影响,结果表明：冷流率一定时,涡流管的冷端出口温度、热端出口温度、制冷温度效应及单位制冷量均随进气温度的升高而增大,而制冷效率基本不受温度影响;在相同进气温度下,涡流管的制冷温度效应、单位制冷量及制冷效率都随冷流率的增大呈先增大后减小的趋势;存在一个最佳冷流率范围使得制冷温度效应、单位制冷量、制冷效率最大,但它们各自的最佳冷流率范围不同。     

冷却速率对高碳铬铁粉电磁性能的影响

采用矢量网络参数法在1~18 GНz频段内分别对电阻炉、空气和水浴中冷却的高碳铬铁粉的电磁性能进行研究.随着冷却速率的提高,高碳铬铁粉的相对复介电常数实部和虚部在大多数频率下均增大.空冷和水冷粉料的相对复介电常数虚部在12~18 GНz频率范围内因极化弛豫而产生较大的峰值.同一频率下相对复磁导率实部随冷却速率变化的趋势与相对复介电常数相反.水冷粉料的相对复磁导率虚部在3~5GНz以外的频段内均大于另两组冷却粉料,且三组粉料的虚部在低频及高频条件下均具有峰值.在2.45 GНz的微波加热频率下,炉冷、空冷及水冷粉料的反射损耗分别为-2.30、-2.15和-2.07 dB.水冷粉料的介电损耗因子及磁损耗因子最大,微波场下具有最佳的升温速率与反应效果.     

冷速对IN718凝固过程中偏析和Rayleigh数的影响

利用SEM和EDS研究了在冷速分别为1, 3和6Kmin-1时高温合金IN718的凝固组织、液体中Nb和Mo含量变化,并计算了液体密度差和相对Rayleigh数与温度的关系. 结果表明:由于偏析,液体中Nb、Mo含量和液体密度差随着温度的降低而增加;冷速越低,Nb、Mo偏析越严重,同温度下液体密度差越大. 相对Rayleigh数的计算表明,不同冷速下相对Rayleigh数都在1330℃存在最大值,随着冷速降低,其值急剧增加,黑斑形成趋势增大,大铸锭中冷速低于1K·min-1时会形成黑斑.     

碳含量对中碳含钒微合金钢晶内铁素体等温形成的影响规律

研究了碳质量分数分别为0.26%, 0.33%和0.42%的三种含钒微合金钢在600, 550, 500和450℃下等温处理时碳对晶内铁素体形成的影响,测量了不同等温温度处理后钢的维氏硬度、500℃下晶界和晶内铁素体的纳米硬度,并探讨了晶内铁素体的形核位置. 结果表明:在相同温度下等温处理时,随着钢中碳含量的增高,钢中非共析铁素体的含量降低,铁素体晶粒的尺寸减小,钢的硬度升高. 在500℃等温处理后,晶界铁素体的纳米硬度远高于晶内铁素体的纳米硬度;且随着碳含量的增高,晶界和晶内铁素体的纳米硬度都随之升高,但各实验钢中晶内铁素体的纳米硬度相差不大. 适当的夹杂物和先析出晶内铁素体都可以作为形核位置诱导晶内铁素体析出.