含铜无取向电工钢中析出相及其析出机理

研究了含铜低碳低硅无取向电工钢中的析出相及其析出机理.由能谱(EDS)及选区电子衍射(SAED)分析可知,铁素体基体上存在的大量弥散分布的等轴状析出相为类B2结构的铜.这些铜析出相的析出机理可以是一般析出、位错析出、台阶机理相间析出和弓出机理相间析出:一般析出在550、650和750℃三个等温温度均可发生;位错析出只发生在较低的等温温度(550℃),此时析出相呈特殊的平行短列状;台阶机理相间析出也可在上述三个等温温度下发生,但650℃等温时最有利于台阶机理相间析出,此时析出相平直列状分布;弓出机理相间析出只发生在较高的等温温度(750℃),析出相弯曲列状分布.     

含Nb钢应变诱导析出过程的动力学模拟

以热力学和动力学为基础,对Fe Nb C N系统在奥氏体中的析出行为进行模拟,预测了奥氏体在等温和冷却过程中的析出动力学,分析了变形工艺和冷却制度对碳氮化物析出体积分数、析出开始和结束时间等动力学参数的影响·结果表明,在900℃左右的鼻子区,析出动力学过程明显加速;变形大大促进了碳氮化物的析出,缩短了析出的开始时间;随着冷却速率的增大,连续冷却析出的开始温度和结束温度均有所降低,并且析出变得越来越不充分·用该方法进行的计算机模拟结果和实验结果吻合良好·     

普适的碳氮化物析出热力学模型的建立

基于规则溶体模型、双亚点阵模型及第二相固溶析出理论,建立了普适的碳氮化物析出热力学模型.采用该模型,计算了不同温度下0.17C-0.023Nb-0.012Ti-0.004N钢中理想配比型及缺位型析出相与基体间的热力学平衡信息,包括基体成分、析出相成分及其体积分数.结果表明:在相同温度下,相比于理想型第二相,缺位型第二相的溶解度较大,析出体积分数较小;随着析出温度的降低,析出相逐渐由氮化钛演变为富含铌和碳的复合相,且不同类型第二相的体积分数差异逐渐缩小.     

锻造工艺对易切削非调质钢析出行为的影响

利用GLEEBLE 1500热模拟试验机、电子显微镜以及化学萃取相分析等手段,较详细地研究了易切削非调质钢35MnVS的析出方式及锻造工艺对其析出行为的影响,并与35VS钢作了对比。结果表明:35VS与35MnVS钢中既有一般析出又有相间析出,析出相主要为V(C,N)和(Ti,V)(C,N)。对35MnVS钢来说,锻造温度较高及冷却速度较慢者,析出相的数量增多,外延生长较充分,尺寸变大。降低终锻温度及冷却速度,使钒的析出量增多,而对钛的析出则影响不大。     

Ti-MO低碳超高强钢中相间析出强化

在不同温度下对Ti-Mo低碳钢进行等温转变,对热轧板进行力学性能检测,利用扫描电镜、透射电镜、选区电子衍射等方法进行组织观察,同时分析了相间析出粒子的形貌、尺寸和分布规律.结果显示,随着等温温度降低,钢的强度提高,延展性降低,屈强比增大.在透射试样中观察到两种不同形态分布的相间析出碳化物:平面型相间析出和曲面型相间析出.相间析出碳化物的平均直径为4.30nm,平均纵横比为1.375.在650℃等温保温1 h时,相间析出强化对铁素体相强度的增量在400MPa以上.     

石油焦燃烧过程中NO_x和SO_2析出规律的研究

在卧式加热炉和富氧条件下,对石油焦在燃烧过程中的ＮＯｘ 和ＳＯ２ 析出规律进行研究,发现石油焦的ＮＯｘ 和ＳＯ２ 析出受多种因素的影响：温度增加,ＮＯｘ 的析出量增加;颗粒粒径增加,ＮＯｘ 和ＳＯ２ 的析出量减少;石灰石微量增加,ＮＯｘ 的浓度降低,石灰石过量增加,ＮＯｘ 的浓度反而升高,石灰石的增加使ＳＯ２ 降低;ＮＯｘ 的析出并不与Ｎ 的质量分数成正比,ＳＯ２ 的析出与Ｓ的质量分数成正比．结合这些实验现象,从机理上对它们进行解析．     

含Nb-Ti低碳微合金钢纳米碳化物析出行为

采用热膨胀仪、显微硬度计和透射电镜研究了等温温度对Nb-Ti微合金钢组织性能及析出行为的影响规律.结果表明,在不同温度下等温淬火均得到铁素体与马氏体的双相组织,且随着等温温度的降低,铁素体的体积分数逐渐增大.实验钢中存在两种主要的析出形态,分别为相间析出和弥散析出,且随着等温温度的降低,析出形态逐渐从相间析出向弥散析出转变.通过HRTEM确定相间析出碳化物具有Na Cl型晶体结构,晶格常数为0.432 nm,且与铁素体基体满足Baker-Nutting(B-N)关系.铁素体相的维氏硬度随着等温温度的降低而逐渐增大.     

一种冷轧高强钢板的纳米析出物

在研究纳米析出强化热轧钢板的基础上,对该钢板进行了冷轧退火试验研究.采用透射电镜(TEM)和能谱分析等方法分析了析出物的分布和形貌,测定了两种纳米析出物的成分.结果表明,试验钢经退火处理后存在着两种形状的析出物,矩形析出物尺寸为30～50 nm,主要由TiN组成;圆形析出物为5～10 nm,主要由TiC组成.这些析出物的出现将直接影响实验钢的性能及应用.     

一种冷轧高强钢板的纳米析出物

在研究纳米析出强化热轧钢板的基础上,对该钢板进行了冷轧退火试验研究。采用透射电镜(TEM)和能谱分析等方法分析了析出物的分布和形貌,测定了两种纳米析出物的成分。结果表明,试验钢经退火处理后存在着两种形状的析出物,矩形析出物尺寸为30~50 nm,主要由TiN组成;圆形析出物为5~10nm,主要由TiC组成。这些析出物的出现将直接影响实验钢的性能及应用。     

预析出对冷轧3003铝合金析出行为及再结晶晶粒尺寸的影响

通过电阻法、光学显微镜观察、扫描电子显微镜观察以及能谱分析, 研究预析出对冷轧3003铝合金析出行为及再结晶晶粒尺寸的影响. 研究结果表明： 3003铝合金经610 ℃/36 h均匀化接着经480 ℃/10 h预析出处理后, 晶粒内析出大量含Mn的第二相粒子, 降低了固溶体中的Mn含量, 从而降低了合金冷轧后再结晶退火时的析出驱动力, 其析出温度比未经预析出合金的温度提高了约50 ℃. 在最后的再结晶退火过程中, 在再结晶基体上第二次析出的弥散粒子与预析出的粒子共同阻碍了再结晶晶粒的长大, 从而获得了晶粒细小的再结晶组织.     

废水中氨氮沉淀物的结晶状态及其与捕收剂的作用机理

用实验室模拟废水和焦化废水研究了废水中其他成分对氨氮沉淀物结晶状态的影响.X射线衍射结果表明,模拟废水中生成的氨氮沉淀物是非晶态的,而焦化废水中的沉淀物是晶态的磷酸铵镁.红外光谱测试结果表明,pH值影响捕收剂十二酸钠或油酸钠与沉淀物的作用机理,pH=9时捕收剂在沉淀物表面发生物理吸附,而pH=11时发生化学吸附.模拟废水中氨氮沉淀物以油酸钠为捕收剂较好,而焦化废水中的氨氮沉淀物以十二酸钠为较好,其原因是沉淀物的结晶状态不同.     

取向硅钢常化过程析出物和组织演变规律

使用透射电镜(TEM)和电子背散射衍射技术(EBSD)对取向硅钢热轧板常化过程中析出物和组织的变化进行了研究。结果表明,热轧及常化过程中都有大量细小的析出物析出,其中热轧板中主要是MnS和少量MnS与AlN的复合析出物;常化板中主要是AlN和少量MnS与AlN的复合析出物;且常化板中析出物数量比热轧板中析出物的数量高1~2个数量级,平均尺寸减小约16nm。热轧板的组织沿着厚度方向存在较大不均匀性,高斯织构主要存在于热轧板次表层的变形组织中,且强度约为2;常化热处理后试样厚度方向组织的均匀性变大且次表层可以得到细小均匀的晶粒组织,高斯织构依然存在于试样次表层但强度减小约为0.8。     

Analysis of the formation conditions and characteristics of interphase and random vanadium precipitation in a low-carbon steel during isothermal heat treatment

The characteristics of nanosized precipitates in steels depend on the heat-treatment parameters. The effects of characteristics of vanadium precipitates formed during isothermal heat treatment on the hardness of the ferrite matrix in low-carbon vanadium-alloyed steel were investigated through analysis of transmission electron microscopy images and microhardness measurements. The results show that, during isothermal holding in the temperature range from 675 to 750℃, only interphase precipitation occurs, whereas only random precipitation occurs in the ferrite matrix during holding at 600℃. Furthermore, during isothermal heat treatment between 600 and 675℃, both random and interphase precipitates occurred in the ferrite. Nanoscale vanadium carbides with different atomic ratios of vanadium (V) and carbon (C) were the dominant precipitates in the random and interphase precipitates. The sizes of random precipitation carbides were smaller than those of interphase ones. Also, the sample isothermally heat treated at 650℃ for 900 s exhibited a higher hardness with a narrower hardness distribution.     

新热处理工艺对低碳Nb-Ti微合金钢组织性能的影响

采用不同的新淬火工艺路径,研究再加热温度和弛豫过程对低碳Nb-Ti微合金钢组织性能的影响.结果表明,试样经再加热后直接淬火时,随着再加热温度的升高,析出物数量迅速下降,尺寸增加且分布更加不均匀,且马氏体板条束增大,板条宽度减小;当再加热温度为850℃时,试样经弛豫至700℃后再淬火时,其析出物数目与直接淬火相比减少,平均尺寸增加且分布更加不均匀.当再加热温度为900℃经弛豫至700℃后再淬火时,Nb-Ti碳氮化物大量在原有析出物表面进一步析出;钢材最佳再加热温度为900℃,且空冷20s时抗拉强度达到最大值,抗拉强度可提高24MPa.     

添加合金元素Cu和Mn对锆合金中第二相的影响

以Zr-4为母合金,分别添加电解纯铜或电解金属锰,用非自耗真空电弧炉熔炼了成分不同的6种锆合金.用透射电子显微镜观察了合金中第二相的形貌,用EDS分析了第二相的成分,用SAD确定了第二相的晶体结构.添加Cu元素的合金中有3种第二相：Zr(Fe,Cr)₂粒子、Zr(Fe,Cr,Cu)₂粒子和含少量Fe或不含Fe的Zr-2Cu粒子;添加Mn元素的合金中只有1种Zr(Fe,Cr,Mn)₂第二相,且随着合金中Mn的质量分数从0.07%增加到0.35％,Zr(Fe,Cr,Mn)₂粒子中Mn元素的质量分数也升高.     

双辊薄带连铸1.2%Si无取向电工钢组织和析出物

研究了双辊薄带连铸条件下,1.2%Si无取向电工钢初始组织和析出物形貌及分布规律.结果表明,在1 550℃浇注条件下,铸带经过空冷后以粗大的原始铸态铁素体组织为主,也有一部分相变产生的细小晶粒,晶粒尺寸范围为50~400μm.铸带中析出物为AlN和MnS,其中AlN析出分为高温析出和相变析出两种,高温析出AlN尺寸在0.5μm左右,相变析出AlN尺寸则在100 nm左右,二者对再结晶组织影响不大.MnS在铸带成型和成品退火过程中都有析出,尺寸范围为30~40nm.     

Nanoscale precipitates and comprehensive strengthening mechanism in AISI H13 steel

The effects of heat treatment on the precipitates and strengthening mechanism in AISI H13 steel were investigated. The results showed that the presence of nanoscale precipitates favorably affected grain refinement and improved the yield strength. The volume fraction of precipitates increased from 1.05% to 2.85% during tempering, whereas the average precipitate size first decreased then increased during tempering. Contributions to the yield strength arising from the various mechanisms were calculated quantificationally, and the results demonstrated that grain refinement and dislocation density most strongly influenced the yield strength. In addition, under the interaction of average size and volume fraction, precipitates’ contribution to the yield strength ranged from 247.9 to 378.5 MPa. Finally, a root-mean-square summation law of σ = σ_g + σ_s + (σ_d2 + σ_p2)1/2, where σ_g, σ_s, σ_d, and σ_p represent the contributions of fine-grain strengthening, solid-solution strengthening, dislocation strengthening, and precipitation strengthening, respectively, was confirmed as the most applicable for AISI H13 steel, which indicates a strong link between precipitates and dislocations in AISI H13 steel.     

V、Ti微合金化对钢的力学性能的影响

本文主要用TEM和相分析对几种V、Ti微合金钢析出相进行了形貌观察和定性、定量分析,研究了V、Ti微合金钢的析出特性及其对强度、塑性及韧性的影响,这对优化合金设计及微合金钢强韧化机制研究有十分重要的意义。     

Nb--Ti微合金化热冲压成形用钢的微观组织与力学性能

利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)对Nb-Ti微合金化热成形钢的微观组织进行观察,采用Kahn撕裂试验对其韧性和撕裂性能进行了研究,并利用Thermo-Calc热力学软件对其析出行为和析出粒子成分进行分析计算.结果表明,含碳质量分数0.13%的热成形钢在Nb-Ti微合金化后的组织为马氏体,和传统热成形钢(22MnB5)相比其奥氏体晶粒、板条块和板条束都得到细化,并且其抗拉强度达到1500 MPa以上,撕裂强度和单位面积裂纹扩展能分别达到1878 MPa、436 kN·m-1.在950℃奥氏体化时,Nb-Ti合金元素几乎全部以析出粒子形式存在,能有效阻止奥氏体晶粒长大.另外在基体中主要存在两种析出物,一种是尺寸在100~200 nm的Ti(C,N);另一种是纳米级别的钛铌复合碳氮化物,能有效强化基体,提高强度.     

烟草花药发育过程中钙动态分布的初步观察

在烟草花药发育过程中,用焦锑酸钾沉淀的松弛结合钙显示出了一个与花药发育事态有关的动态:在孢原细胞时期的花药中几乎看不到钙颗粒.但到小孢子母细胞时期,花药中开始有钙颗粒沉淀,而且显示出向花药室中流动的迹象.当花粉母细胞进行减数分裂时,花药绒毡层细胞和花粉母细胞中出现了许多的细小钙颗粒.在小孢子发育时期,在绒毡层细胞解体之前,细胞中的钙被集中到小液泡中.在小孢子细胞质中仍有较多的钙颗粒,同时在花粉壁上也有钙颗粒沉积在外壁的基部.到小孢子分裂形成二胞花粉后,细胞质中的钙明显减少.当二胞花粉中的大液泡消失,细胞质中积累淀粉粒以后,花粉中可看到的钙颗粒很少.同时,在花药维管束周围的薄壁细胞中,又出现了较多的钙颗粒,表明花粉对钙离子的需求可能已降低.烟草花药发育过程中钙的动态分布特征暗示着钙参与了调控花粉发育过程,尤其是与小孢子转变过程中的重要事态有密切关系.