稀土、磷等元素在淬火钢回火时的晶界偏聚

本文应用电镜和扫描电镜观察了DZ-40钢和重轨钢淬火高温回火脆化断口,对断口进行了稳定电位测定及微量磷的化学分析,用离子探针对断口上磷、稀土元素铈和锰等的深度分布进行测定。实验证实了磷、铈在淬火钢高温回火时在原奥氏体晶界发生偏聚,锰也在原奥氏体晶界富集。铈在晶界的偏聚减缓了磷在晶界偏聚的进程,锰和磷的相互作用加速了磷在晶界的偏聚。文章讨论了磷和铈的晶界偏聚,铈和磷以及锰和磷之间在晶界偏聚过程中的相互作用。     

Si-Mn-Mo-V钢在淬火和低温回火状态下的脆化与韧化

本文利用冲击韧性试验、扫描电镜、离子探针及俄歇谱议等手段研究讨论了合金元素Si和Mn对Si-Mn-Mo-V钢在淬火和低温回火状态下韧性的影响规律。研究结果表明:当钢中不含Si或含有少量Si面单独加入Mn,则由于Mn-P在晶界共偏析的原因,使P在晶界的浓度大为增加,导致了钢在淬火和低温回火状态下沿晶断裂的发生,从而降低了钢的韧性水平。在高Mn(2％Mn)钢中加入Si,由于Si在晶界的富集及Si-P的相互排斥作用,使P在晶界的偏析浓度下降。从而在一定程度上抑制了晶界脆性的发展和晶界断裂的发生,使钢的韧性水平显著提高。 本文还研究了Si和Mn对Si-Mn-Mo-V钢低温回火脆性(350℃脆性)的影响。实验结果表明:低温回火脆性既与杂质元素的晶界偏析有关,又与ε碳化物向渗碳体转化及渗碳体沿原奥氏体晶界成薄片状析出有关,由于Si和Mn既能影响杂质元素,特别是P在晶界的偏聚,又能影响ε碳化物向渗碳体转化,故Si和Mn对Si-Mn-Mo-V钢低温回火脆性发生的温度和强烈程度均有显著的影响。     

稀土元素在热处理钢中的作用

本文讨论了稀土元素在铁和钢中的合金化作用。稀土元素在铁中的固溶度很小,但有强烈的晶界偏聚的倾向。它们影响到钢中的相变,也影响到转变产物的形貌,特别是与晶界性质密切相关的那些性能。     

磷在2.25Cr1Mo钢中晶界偏聚行为的研究

利用AES俄歇能谱仪检测了经980℃淬火后的2．25Cr1Mo钢在540℃回火时钢中磷元素在晶界上的偏聚情况。根据平衡晶界偏聚理论和偏聚动力学估算了磷与晶界的结合能以及磷在钢中的扩散系数，并将得到的上述参数值同相关资料中给出的数值进行了比较和讨论。     

应力作用下2.25Cr-1Mo钢中磷的晶界偏聚

对加氢反应器随炉运行试样在146.67MPa的作用应力下,分别进行125、200和400h的等温回火脆化试验,然后对试验后试样进行俄歇电子能谱分析试验(AES),得到有、无应力下杂质元素P原子的晶界偏聚量.结果表明:有应力作用下的P原子的晶界偏聚量要比无应力下的要低,且冲击试样的断口形貌与晶界P原子的偏聚结果相一致.导致加氢反应器材料2.25Cr-1Mo钢回火脆化主要原因是P原子在晶界偏聚所致,而作用应力对杂质P原子的偏聚有一定的影响,并且起到抑制作用,且随着保温时间的增加,这种作用不断加强.     

AES与计算机模拟技术研究Ce-P晶界共偏聚

用俄歇能谱分析(AES),结合计算机模拟技术研究稀土元素Ce与杂质元素P在铁中的晶界共偏聚规律。实验结果表明,在P含量较低的情况下,Ce有抑制P晶界偏聚的作用,而当P含量较高时,Ce却有促进P晶界偏聚的作用。计算机模拟结果表明,当晶界上P的偏聚量不同时,Ce原子与P原子在晶界形成的偏聚结构不同。Ce对P在晶界偏聚作用的改变主要是因为晶界偏聚的P浓度不同使Ce与P晶界共偏聚所形成的最低能量结构改变。     

合金元素对一种多元合金钢可逆回火脆性的影响

研究了合金元素对一种多元合金钢可逆回火脆性的影响。结果表明，产生可逆回 火脆性的温度范围是４００～５５０℃．主要原因是Ｐ在晶界上的偏聚．沿晶单位面 积的断裂功与Ｐ的偏聚量有Ａｋ＝０．４４－３．４Ｊ／ｍｍ２关系。式中，为Ｐ在 积的断裂功与Ｐ的偏聚量有Ａｋ＝０．４４－３．４ＹＪ／ｍｍ２关系。式中为Ｐ在 晶界偏聚位置分数。阶梯回火不但加速了Ｐ的偏聚速度，而且提高了平衡偏聚量。 合金中的Ｃ排斥Ｐ，并且Ｃ本身有增强晶界结合力的作用，因此适量的Ｃ对防止 可逆回火脆性是有好处的；Ｃｒ有明显促进Ｐ在晶界偏聚的作用．其原因足Ｃｒ与 Ｃ之间交互作用较强；Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｕ山于都会促进Ｐ在晶界的偏聚，所以不同程 度的促进了可逆回火脆性。     

合金钢回火脆性机制探讨

<正> 本文简单介绍了合金钢两类回火脆性和近代关于其机制的研究。笔者认为;事实上,第一类回火脆性并不存在一个简单普适的机理,而依钢的成分、纯度,热处理工艺的不同可以表现为不同的机制,并用示意图加以说明。关于第二类回火脆性一般认为是杂质原子在奥氏体晶界上偏聚,从而降低了晶间结合力所造成,但还应该考虑钢中碳化物沿晶界沉澱提供裂纹形核以及其扩展等因素所起的作用。     

磷在Fe-P-C-Cu-Mo铁基粉末合金中的分布及其对性能的影响

在铁基粉末冶金材料中,为了获得强韧化效果,磷已被作为添加元素之一。本研究利用俄歇能谱、扫描电镜及能谱仪等研究了含0.6％磷的Fe-P-C-Cu-Mo合金中磷的分布及其对性能的影响。发现在1080℃～1200℃烧结,磷在晶界的浓度高于其在晶内的浓度。在此温度范围内,烧结温度越低,磷在晶界的偏聚程度越高。当烧结后的合金中含有大量的铁素体时,磷的这种偏聚状态对合金冲击韧性的影响被合金组织的影响所掩盖。在1080℃～1240℃烧结的合金断口均为穿晶断裂。此外还观察到回火后磷的分布对合金断裂方式及机械性能影响很大。合金淬火后在200℃回火,固溶在基体中的钼具有抑制磷向晶界偏聚的作用,合金断口表现为穿晶断裂;在400℃回火,由于钼形成了碳化钼(Mo_2C),失去了抑制磷偏聚的作用,这时磷主要偏聚在晶界,造成合金沿晶断裂,冲击韧性下降;在600℃回火,由于温度较高,减少了磷向晶界偏聚的趋势,并有利于磷作长程扩散,此时磷主要偏聚在孔隙表面,使合金具有较高的冲击韧性,合金断口呈韧窝状。     

稀土对CuP耐大气腐蚀钢韧性的影响

用系列冲击试验,AES和SEM分析研究了CuP耐大气腐蚀钢中P的偏聚行为,钢中添加稀土后断口形貌的变化及对钢韧性的影响。结果表明,钢中加入稀土,可净化晶界,断口形貌由沿晶断裂向穿晶断裂过渡,提高韧性。CuP钢中确有P沿晶界偏聚。添加稀土后,晶界P偏聚减少,是钢韧性提高的重要原因,但P的偏聚尚未完全消失。     

微量镓对磷在晶界偏聚的影响研究

本文采用系列冲击试验,显微断口形貌和显微组织形貌观察,结合俄歇谱断口成分分析,研究了微量镓对中碳钢内磷在晶界偏聚的影响及其对钢的冲击性能的影响。试验结果表明,微量镓(含量在万分之几以上时)能够一定程度地阻止磷在晶界偏聚,(改变马氏体的形态)延缓回火过程;使得中碳钢不出现低温回火脆性,且具有较低的冷脆转折温度。     

608钢回火脆性的研究

本文研究了６０８钢第二类回火脆性问题。通过实验测得该钢此类脆性的温度区段 约４５０—７００℃．初步探索了通过显微组织鉴别回火脆性的可能性。应用俄歇电子能 谱分析初步确认：回火后缓慢冷却过程中，磷、硼等杂质元素在原奥氏体晶界层的偏 聚，是使该钢产生回火脆性的主要原因；而铬、锰、镍等合金元素的存在及于近晶界 区的偏析，也是促进回火脆化的重要因素。指出了消除该钢回火脆性的途径：当在脆 化温区回火后可施以快速水冷；可在该钢原定成分的基础上附加适量的合金元素相．     

锰对结构钢中磷在晶界偏聚的影响

作者通过 IMA—Ⅱ型离子探针和萃取分析等实验方法,研究了锰对磷在晶界上偏聚量的影响。结果表明,锰和磷的共偏聚作用控制着磷的晶界偏聚量,而基体中锰的固溶量又控制着这种共偏聚作用,从而控制着含锰结构钢韧脆转变温度的高低。脆化初期,锰和磷向晶界的偏聚作用强,使韧脆转变温度升高。随着回火脆化时间增加,锰和磷向晶界的偏聚趋于平衡,与此同时,锰不断溶入渗碳体,使磷发生共偏聚的基体固溶锰量降低,又使磷从晶界上解聚,导致韧脆转变温度降低。     

基于晶界偏聚理论的应力与回火脆化作用的机理

应用平衡晶界偏聚理论模拟了应力与回火脆化相互作用后的杂质元素P的晶界偏聚过程,通过俄歇电子能谱试验对模拟计算结果进行验证,理论计算与试验结果的一致性表明:应力降低了杂质元素P的扩散系数,在无应力、468℃回火脆化处理过程中,杂质元素P的扩散系数为1.62×10-20m2/s,而在146.68MPa拉应力作用下,杂质元素的扩散系数降低为1.28×10-20m2/s;应力对2.25Cr-1Mo钢回火脆化具有一定的阻碍作用,且这种作用随着回火脆化程度的增加而逐渐增大,二者满足Δcp(S)=0.002exp(cp/0.292)+0.053关系.     

中温大变形量下磷在2．25Cr1Mo钢中的晶界偏聚

采用AES法对中温大变形量下2.25Cr1Mo钢中磷的晶界偏聚现象进行试验研究.通过试验得到磷的晶界偏聚动力学曲线,并对其偏聚规律进行分析.结果表明,磷的晶界偏聚特征是非平衡晶界偏聚,在偏聚的动力学过程中,磷出现了2个偏聚峰值.     

微合金元素Sn、Nb、Re对无取向硅钢性能的影响

介绍了微合金元素锡、铌、稀土对无取向硅钢性能的影响,并扼要分析了这些元素对硅钢性能的影响机理:晶界偏聚元素Sn可细化晶粒提高硅钢磁性能;微合金元素Nb细化铁素体晶粒,提高硅钢的强度、韧性和塑性及磁性能;稀土元素(RE)在硅钢中的主要作用包括净化钢液、变质夹杂物、改善铸态组织和性能及微合金化,减少晶界上出现偏析的几率.     

回火冷却速度对贝氏体焊缝韧性的影响

大尺寸厚壁构件在回火过程中冷却速度较慢。对于CrMoV钢,若回火参数不当,容易引起回火脆性。该文针对大尺寸厚壁环形试验件,研究了回火冷却速度对贝氏体焊缝韧性的影响。结果表明:当回火冷却速度过慢时,焊缝金属会发生明显的韧性降低现象;多层多道焊焊缝脆性断口具有特殊的分层现象,说明较慢的回火冷速只是使得焊缝局部韧性下降,其中层间热影响区弱化程度最为明显。通过Auger分析等方法进一步研究发现,韧性减低现象的产生与C、O元素在原奥氏体晶界的偏聚以及Ni元素在原奥氏体晶界处的含量减少有关。     

位错结构遗传与回火脆化倾向

作者通过系列冲击实验和透射电镜,研究了高温形变遗传热处理60Si2Mn钢的位错结构遗传性与回火脆化倾向。结果表明,遗传处理后,试样仍然保留着稳定的位错网络和平行位错偶极子结构。它显示出遗传位错具有相当的稳定性。并且通过遗传位错扩散管道,促进了脆性杂质P原子向晶界偏聚,提高了材料的回火脆化倾向。     

钙对45钢显微组织及冲击韧性的影响

用端淬法研究了微量钙对４５钢淬透性的影响，以及对正火态，调质态及淬火低温回火态的显微组织和室温冲击韧性的影响；用俄歇能谱（ＡＥＳ）分析了沿晶断口表面钙的含量，结果表明，微钙钢的淬透性稍低于无钙钢；微钙钢的奥氏体晶粒粗化、珠光体片层间距显著增大，３种热处理状态下的室温冲击韧性均有所降低。这些现象与中碳合金钢中所得结果有明显不同。根据钙在奥氏体晶界的偏聚现象及其与其他元素的偏聚互作用理论，对此进行了讨     

La对Al-Li合金时效组织和断裂韧性的影响

通过电镜观察和断裂韧性测量,研究了稀土元素La对Al-Li-Cu-Mg-Zr合金微观组织和断裂韧性的影响。实验结果表明,在Al-Li合金中存在Fe,Si,Na等元素在晶界的偏聚,添加少量La可减少这些杂质在晶界的偏聚。同时,La的加入抑制δ′相的生长,减少S′相的析出,延缓时效过程,并且减少晶界无析出带宽度。因此,添加少量La提高了Al-Li合金的断裂韧性。