Al元素对Fe-Mn-Al-C钢微观组织和力学性能的影响

使用中频感应炉在大气环境下熔炼不同Al质量分数的Fe-Mn-Al-C钢,利用XRD,OM和EPMA分析不同Al质量分数下Fe-Mn-Al-C钢的显微组织,并对其力学性能进行测试.结果表明:中锰钢由铁素体和奥氏体2相及少量碳化物组成,随着Al质量分数的增多,铁素体的体积分数增大.且不同Al质量分数下奥氏体中都有C元素的富集.另外,Al质量分数为6%、8%、10%的中锰钢的硬度分别为267、330、323HV.合金的强度和塑性都随着Al质量分数的增多而降低,且合金实测强度远低于由经验公式计算得到的理论强度值,合金塑性较差.     

微观组织对高速车轮钢解理断裂应力的影响

利用不同奥氏体化温度和冷却速率对碳质量分数为0.54%高速车轮钢进行热处理,得到具有不同晶粒尺寸和珠光体片间距微观组织的试样.在-120~20℃温度下对具有不同微观组织的拉伸试样和三点弯曲(3PB)缺口试样进行测试;采用二维平面应变有限元计算三点弯曲缺口试样缺口前的应力分布;利用扫描电镜对3PB试样断口进行观察并测量解理起裂源的位置;测定不同微观组织车轮钢试样的解理断裂应力.在扩展控制断裂机制下,微观组织对车轮钢的解理断裂应力具有明显影响,晶粒尺寸和珠光体片间距越小解理断裂应力越高.细化晶粒使未扩展微裂纹的特征长度减小,细化珠光体片间距有助于提高珠光体的有效表面能,从而使得解理断裂应力提高.     

Nb含量对低合金高强钢微观组织和力学性能的影响

本研究设计了4组Nb添加量依次为0、0.025%、0.085%、0.180%的低合金高强钢,通过OM、SEM/EDS和力学性能测试,研究了Nb微合金钢的微观组织和强韧化机制。结果表明,未添加Nb的钢组织由粗大的多边形铁素体和少量贝氏体组成,而Nb微合金钢组织主要由细小的针状铁素体和贝氏体构成,且随着Nb含量的增加,析出相NbC的数量增多,晶粒逐渐细化。当Nb含量为0.085%时,钢具有最佳的综合力学性能,这可以归因于硬质相贝氏体以及细小的晶粒所带来的细晶强化作用,另一方面,弥散分布的细小析出相NbC(尺寸分布在50～300 nm)保证了钢的组织均匀性,0.085%Nb钢表现出最为稳定的低温冲击韧性。     

淬火分配处理对高碳钢组织、力学性能和磨损性能的影响

The present work employed the X-ray diffraction, scanning electron microscopy, electron backscattered diffraction, and electron probe microanalysis techniques to identify the microstructural evolution and mechanical and abrasive behavior of high carbon steel during quenching-partitioning treatment with an aim to enhance the toughness and wear resistance of high carbon steel. Results showed that, with the increase in partitioning temperature from 250 to 400°C, the amount of retained austenite (RA) decreased resulting from the carbide precipitation effect after longer partitioning times. Moreover, the stability of RA generally increased because of the enhanced degree of carbon enrichment in RA. Given the factors affecting the toughness of high carbon steel, the stability of RA associated with size, carbon content, and morphology plays a significant role in determining the toughness of high carbon steel. The analysis of the wear resistance of samples with different mechanical properties shows that hardness is the primary factor affecting the wear resistance of high carbon steel, and the toughness is the secondary one.     

准晶对AZ91微观组织及摩擦磨损性能的影响

采用普通铸造法制备含高体积分数准晶相的Mg-Zn-Y(MZY)准晶中间合金。经SEM,EDS、XRD检测和摩擦磨损试验,研究MZY准晶颗粒加入量对AZ91基体合金微观组织及耐磨性能的影响。结果表明:MZY准晶颗粒可以明显细化AZ91合金的铸态组织,且骨骼状连续网状分布的β-Mg17Al12相断裂为弥散的岛状,合金的铸态组织中除α-Mg相、β-Mg17Al12相外还出现弥散分布在晶界处的高温稳定的Mg3Zn6Y准晶相;在不同载荷条件下,添加质量分数为6%的MZY准晶合金试样的摩擦因数由0.68减小至0.26,在100 N载荷下干摩擦30 min,其质量磨损量仅为基体合金质量的46.2%,磨损机理由基体的黏着摩擦转变为磨粒摩擦。     

热处理工艺对低温贝氏体钢微观组织及力学性能的影响

利用SEM、EBSD、XRD及力学性能测试等手段,对比研究了一步、两步等温贝氏体转变及贝氏体转变+深冷处理工艺对低温贝氏体钢显微组织及力学性能的影响。结果表明,相较于一步等温贝氏体转变工艺,两步等温贝氏体及贝氏体转变+深冷处理均可降低钢中块状残余奥氏体含量,细化晶粒;与两步等温贝氏体转变相比,深冷处理可以极大缩短工艺时间,所得材料在获得相近强度的同时,会牺牲部分韧性;两步等温贝氏体处理后,试验钢强塑积达到了19.66GPa·%,U型冲击吸收功可达80J,其综合力学性能最优。     

微观缩松对蠕铁微观组织和力学性能的影响

微观缩松缺陷的位置分布、体积大小表现出随机性特点,会对材料微观组织和宏观力学性能产生影响. 通过微观组织观测,研究了微观缩松对蠕墨铸铁材料微观组织的影响. 同时,建立了含微观缩松缺陷的三维代表性体积元模型,通过施加周期性边界条件和拉伸位移载荷,研究了微观缩松对蠕墨铸铁材料宏观力学性能的影响. 结果表明,蠕铁材料微观缩松缺陷周围组织中含有Ce,Mg元素,表明稀土蠕化剂与所研究的蠕墨铸铁的微观缩松的形成有密切联系,增加了材料内部形成微观缩松的倾向. 随着材料内部微观缩松体积分数的增加,材料的宏观等效弹性模量呈线性降低;微观缩松还会造成材料内局部区域的应力集中,易于微小裂纹的萌生及扩展.      

磁场强度对45钢摩擦磨损性能的影响

采用销-环接触方式,在自制的摩擦磨损试验机上,研究了不同磁场强度对铁磁性材料45钢干滑动摩擦磨损性能的影响。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和三维形貌仪等仪器对磨损表面形貌及磨屑进行了表征。试验结果表明:施加磁场明显影响了45钢的摩擦磨损性能。随着磁场强度的增大,摩擦因数逐渐增大,磨损率逐渐减小,磨损表面粗糙度逐渐降低。磨屑参与摩擦过程的方式不仅影响其自身粒度的大小,而且影响摩擦表面接触状态,以至于对45钢的摩擦磨损性能产生了显著影响。磁场促进磨损表面及磨屑的氧化并吸附磨屑反复参与摩擦过程,在磨损表面形成磨屑层,从而改变45钢的摩擦磨损性能。     

铝箔微观组织对其力学性能的影响

采用拉伸实验和透射电子显微镜分析了铝箔微观组织对厚度为6～7 μm的铝箔力学性能的影响. 实验结果表明: 铝箔中化合物的形貌及析出位置较退火工艺对铝箔抗拉强度的影响更大, 处于晶界的块状化合物破坏了晶界的整体联系, 增加了铝箔微观组织的不均匀性;提高铝箔强度时应尽量避免化合物在晶界处析出. 亚晶的尺寸与位错密度紧密相关, 亚晶尺寸小, 单位体积内亚晶界增加, 位错密度也随之增加. 铝箔具有较小的亚晶尺寸, 因而具有较高的抗拉强度.     

基体组织和表面形态对碳钢磨损性能的影响

本文研究了基体组织与表面形态对碳钢磨损性能的影响。经退火,淬火,回火处理后的碳钢获得不同的组织结构,其磨损性能发生变化;对试样表面进行划痕处理与表面喷丸（铝颗粒）处理,研究表面状态对碳钢磨损性能的影响。实验结果表明：在所得到的基体组织中,马氏体组织是最耐磨的,珠光体次之,铁素体最不耐磨;表面划痕引起的表面粗糙度对耐磨性不利,粗糙度越大,磨损越严重;对碳钢进行表面喷丸处理,对提高其磨损性能却没有明显作用。     

30SiMnCrB5热成形钢的微观组织和力学性能

为了提高热成形钢的综合性能,设计了一种C-Si-Mn-Cr-B系热成形钢,采用热膨胀仪测定并研究了30Si Mn Cr B5热成形钢的连续冷却转变曲线和相变规律.分析了经轧制、退火及热成形模拟后钢板的微观组织形貌和力学性能,结合等密度线极图的方法,判定了热成形模拟后钢板中马氏体变体与母相的取向关系.30Si Mn Cr B5热成形钢具有较好的淬透性,临界冷速为5℃·s-1,有效抑制了珠光体和贝氏体的形成,完全马氏体组织的硬度可达600 HV以上.热成形模拟后的微观组织由板条马氏体和残余奥氏体构成,残余奥氏体主要以薄膜状分布在马氏体板条间,质量分数为6%~8%,抗拉强度为1800 MPa左右,总伸长率可达10%以上,强度和塑性的匹配较好.热成形模拟后30Si Mn Cr B5热成形钢板中马氏体变体与母相的取向关系更接近N-W关系,12种变体没有都出现在原始奥氏体内.     

织构直径对45钢摩擦磨损性能的影响

用激光加工的方法在45钢表面加工4种直径分别为10μm、50μm、100μm、150μm的凹坑。以球-盘副在UMT-2型多功能摩擦磨损试验机上,考察凹坑直径在干摩擦和乏油条件下织构对45钢摩擦磨损性能的影响。研究结果表明:在干摩擦条件下,平均摩擦因数随着凹坑直径的增大先增大后减小,在50μm时最大,为0.67;在乏油条件下,凹坑直径10μm时平均摩擦因数为0.15,明显小于其他试样。两种条件下织构面与未织构面相比均表现出更好的耐磨性。与无织构试样相比,织构化试样的磨损率均降低,干摩擦条件下凹坑直径越大磨损率降低越明显,乏油条件下凹坑直径对磨损率影响复杂。     

再结晶退火对荫罩带钢力学性能和微观组织的影响

针对我国宝钢、德国维克多尔和日本东洋三种荫罩带钢,分别在730、780、830℃进行退火试验,研究退火温度对荫罩带钢力学性能和微观组织的影响.通过金相分析和常温拉伸试验,对荫罩带钢微观组织和力学性能--屈服强度、屈服延伸率进行了对比和分析.结果表明,退火后荫罩带钢发生了再结晶和晶粒长大,退火温度对屈服延伸率无影响;退火温度越高,晶粒越粗大,屈服强度越小;宝钢一次冷轧荫罩带钢优于德国和日本二次冷轧荫罩带钢,再结晶退火温度在780℃比较合适.     

汽车用TWIP钢的力学性能与微观组织

采用热轧、冷轧及退火处理等工艺,对成分为25Mn-3Si-3Al的TWIP钢进行了试制,研究了钢板的力学性能、微观组织及其断裂机制,并采用X射线测定了钢板的晶体学织构.实验结果表明:钢板拉伸时发生典型的延性断裂;拉伸前的组织为伴有大量退火孪晶的奥氏体;在拉伸过程中退火孪晶转变成形变孪晶,使产品的强度和塑性提高;退火过程中形成的织构组分有利于塑性变形.     

金属纤维组织对MnVB钢力学性能的影响

纤维组织分布方向不同的纵向横向试样力学性能试验表明,横向试样力学性能特别是塑韧性明显低于纵向试样。并依此对矿用连接环锻造工艺的改进提出看法。     

魏氏组织对深冲弹钢力学性能影响的研究

S15A、S20A深冲弹钢中的魏氏组织长期来被认为是一种有害组织,此种组织在大生产的工艺中很难消除,因此常常使大量的产品判废,使国防工业和生产部门均遭到很大的损失。 一九七九年在国防工办及冶金部的主持下,召集有关单位成立了“深冲弹钢魏氏组织攻关组”对弹钢中魏氏组织的形成机理、魏氏组织对各种力学性能的影响以及断裂和精细结构等方面进行了广泛深入的研究。经过两年多的研究,终于得出了正确的结论。     

DQ-T工艺对12MnNiVR钢组织和力学性能的影响

研究了轧后在线淬火+离线回火(DQ-T)对12MnNiVR容器钢显微组织及力学性能的影响.结果表明,在线淬火至300℃获得的组织以条状贝氏体为主,淬火至30℃的组织为马氏体加贝氏体.经离线回火,原始带状下贝氏体为回火索氏体替代,同时析出大量微小FexC粒子.在630~710℃区间,随着回火温度的升高,屈服强度和硬度急速降低,而低温韧性明显提升.回火时间增加,强度下降,韧性增强.在最佳DQ-T工艺条件下:容器钢的ReH为660MPa,Rm为700MPa,A为19.4%,Akv(-20℃)为104 J.     

合金元素微观偏析对车轮组织及断裂韧性的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、拉伸试验、冲击试验、布氏硬度试验及断裂韧性试验研究了车轮钢中Mn、Si、Cr、V合金元素微观偏析对车轮金相组织和断裂韧性的影响。结果表明,车轮钢金相组织中大尺寸晶粒的存在是断裂韧性值偏低的直接原因。车轮轮辋的金相组织和合金元素微观分布在圆周方向上存在不均匀性,合金元素微观偏析导致了车轮金相组织和断裂韧性的不均匀。优化车轮钢连铸工艺,改善材料组织均匀性是提升车轮断裂韧性及其均匀性的关键。     

Y对Mg-5Si合金微观组织和力学性能的影响

针对耐热镁合金的应用需求,以Mg-5Si基础合金为研究对象,采用金属型铸造方法制备Mg-5Si-Y合金。利用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散光谱仪(EDS)、光学显微镜(OM)和ICP光谱仪对合金组织及成分进行分析,利用拉伸试验机和布洛维硬度计对合金的屈服强度、抗拉强度、伸长率及硬度进行测试,探讨了Y含量对Mg-5Si合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:不同Y含量下,初生Mg_2Si相由树枝状变为多边形状,共晶Mg_2Si相由汉字状变为层片状。Y质量分数为0.4%或0.8%时,α-Mg枝晶得到细化。Y质量分数为0.8%时,力学性能最佳。抗拉强度为107 MPa,屈服强度为91 MPa,伸长率为5%,硬度为138HV30.同时,在Y质量分数为1.2%的合金中发现了白色块状的Mg-Y-Si化合物。     

Gd对Al-Cu-Gd合金微观组织与力学性能的影响

为改善铝铜合金铸件的综合性能,采用电阻炉熔炼制备Gd含量不同的Al-Cu-Gd合金,经金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、万能拉伸试验机和布氏硬度计测试分析,研究稀土元素Gd含量对合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:当稀土Gd的质量分数从0增加到0.3%,合金显微组织得到细化,达到0.3%时,细化效果最优,合金的硬度和抗拉强度及伸长率均达到最佳;当稀土Gd的质量分数达到0.5%时,合金的晶粒细化不明显,合金的硬度和抗拉强度及伸长率均降低。