高锰钢爆炸硬化机理实验研究

矿用设备中采用高锰钢部件颇多。提高这些部件使用寿命的途径之一是应用先进的爆炸预硬方法。文中对高锰钢爆炸硬化机理所作实验研究表明!晶粒细化、位错、堆垛层错和孪晶的产生是导致硬化的主要原因。     

高锰钢堆焊焊条的研制及测试

高锰钢应用广泛,具有明显的加工硬化效果.针对高锰钢堆焊及补焊,设计、试制了高锰钢耐磨堆焊焊条,并且对焊条的工艺性能和使用性能进行了测试研究.该焊条采用CaO-CaF2-TiO2碱性低氢型渣系,具有引弧好、稳弧好、吹力大、稳定性好、成型好、工艺性能稳定等优点.测试结果表明:焊条的工艺性能良好,加工硬化效果明显.     

氧化铝粒子的冲蚀速度对高锰钢磨损特性影响的研究

通过对高锰钢的磨损表面形貌、磨屑形貌和表面硬度的分析,研究了氧化铝粒子的冲蚀速度对高锰钢的磨损特性的影响．结果表明：在氧化铝粒子不同速度的冲蚀下,高锰钢仍具有典型延性材料的冲蚀磨损特性．高锰钢的磨损过程分为两个阶段：初始阶段和稳定阶段．同一速度下初始阶段的磨损率高于稳定阶段的磨损率．随氧化铝粒子冲蚀速度的提高,在高锰钢的冲蚀磨损过程中出现稳定阶段所对应的粒子质量逐渐减少,初始阶段和稳定阶段的磨损率都增加,表面硬化层的厚度和应变诱发马氏体的分数有所增加．     

高碳高锰钢中碳化物的形成及其变质

通过比较高碳高锰钢液淬和变质处理的组织，分析了高锰钢中碳化物的形成及其形态，指出碳化物的形成、形态和分布与冷却速度和微量元素的分布有密切关系．Ｓｉ－Ｃａ变质可以改善碳化物形态和分布，其原因是变质剂的加入，降低了微量活性元素硫在碳化物及奥氏体晶界上的分布含量．同时Ｓｔ－Ｃａ的变质也抑制了固态碳化物的针状脱溶析出，使碳化物保持了团粒状，提高了高锰钢的性能．     

高锰钢冲击磨料磨损特性的研究

本文对高锰钢在不同冲击载荷下的加工硬化规律和其磨料磨损特性作了系统的试验研究，并找出了加工硬化值与耐磨性间的对应关系，指出高锰钢以其加工硬化值大于ＨＲＣ５４的工况为其适宜工况。     

陶瓷增强高锰钢复合材料的组织与结合机理

在不同的热处理工艺下,生产出高锰钢复合材料。通过扫描电镜对高锰钢、陶瓷复合材料的结合情况、基体的显微组织进行了研究,并探讨了高锰钢、陶瓷的结合机理。结果表明:新热处理工艺下,复合材料基体组织细化;陶瓷与基体结合较好,为扩散结合。     

高锰无磁钢ZG25Mn18Cr4的加工硬化机理

在应力作用下快速加工硬化是高锰无磁钢ZG25Mn18Cr4的一个重要特征．通过X衍射和电子显微分析证明,变形前和变形后的基体组织都是奥氏体基体加上碳化物,变形前后的基体中均存在条纹状组织,且变形后基体中的条纹数量明显高于变形前基体中的条纹数量．电子衍射分析表明这些出现在粗大奥氏体晶粒内部的条纹组织是高密度层错．由塑性变形产生的大量层错分割了奥氏体基体,缩短了位错运动的自由程,导致了ZG25Mn18Cr4的迅速加工硬化．     

CSP低碳钢基板冷轧特性的研究

以CSP生产的低碳钢热轧板为基板,在实验室进行了不同压下率、退火工艺和织构对冷轧板深冲性能影响的试验,并分析了其加工硬化特性.结果表明,钢带冷变形后,其屈服极限σs增大,加工硬化明显,试样晶粒随着变形量的增大而细化拉长.对于CSP低碳钢基板,Rp0.2,Rm在压下率为75%时出现峰值,这表明大于75%的冷轧压下率对获得{111}变形织构有利.而变形织构中的{111}轴密度和退火工艺的控制为最终退火板中{111}织构形成奠定了基础,也为提高低碳钢冷轧板深冲性能提供了保证.     

钢管混凝土加载过程中横向变形及增强机理的研究

对钢管混凝土在加载过程中的横向变形和约束增强机理进行了研究。结果表明,混凝土强度越高,钢管混凝土横向变形急剧增大时对应的相对极限荷载越高,这与素混凝土的横向变形情况基本一致。钢管对超高强混凝土有良好的约束增强效果。增强的幅度与含钢率和钢材强度的乘积(fs.ρ)基本上呈线性关系。增强机理是由于钢管的约束作用抑制了混凝土在荷载的作用下微裂纹的产生和扩展。     

连续挤压Al-1.1Mg-0.3Cu合金的拉伸性能和加工硬化行为

为了提高Al-1.1Mg-0.3Cu合金线杆的拉伸性能,通过金相、透射电镜、扫描电镜显微组织观察和拉伸试验分别对连续挤压态及拉拔退火态合金的微观组织和拉伸性能进行了研究.结果表明:连续挤压成形工艺有助于进一步改善合金的拉伸性能,与传统拉拔后退火处理工艺相比,通过连续挤压工艺制备的合金组织晶粒细小而均匀,沉淀相和位错密度较少,致使合金的延伸率相对较高而加工硬化率相对较低;此外,相比传统工艺,由连续挤压工艺制备的合金拉伸试样断口形貌中韧窝更深、更细小.     

多元合金化处理对高锰钢组织和性能的影响

在普通高锰钢中分别添加Cr-V-Ti-RE,Cr-V-Ti,Cr-RE和V-Ti-Nb-RE对其进行合金化处理.采用金相显微镜、扫描电镜、力学性能检测、冲击磨料磨损试验等手段,研究不同合金化处理对高锰钢显微组织和力学性能的影响.研究结果表明,合金化处理能细化高锰钢晶粒1~2级,改善夹杂物的大小、形态及分布,并且使高锰钢的硬度、冲击韧性和耐磨性有较大幅度提高.其中经Cr-V-Ti-RE合金化处理的试样综合性能最优,其硬度为217HBS,冲击韧性为155J/cm2,与未经合金化处理的试样相比,分别提高了12.4%,32.5%,并且其耐磨性提高了13.9%~45.4%.在中、低冲击功下,高锰钢的磨损机制以凿坑变形和显微切削为主;在高冲击功下,磨损机制主要为疲劳剥落.     

高锰钢薄板MAG焊工艺验试研究

采用大电流、细直径焊丝、高速送丝MAG焊工艺,对轧制的高锰钢薄板进行了焊接。分析了焊接接头组织及性能,得出了MAG焊焊接高锰钢的可行性。     

表面纳米化对高锰钢磨料磨损性能的影响

利用传统的喷丸技术，在高锰钢表面制备出了具有纳米晶结构特征的表层，并利用X射线衍射仪及高分辨透射电子显微镜表征了表面纳米晶的微观组织结构特征．喷丸处理试样的表层晶粒细化至纳米量级，喷丸60min试样的表面晶粒尺寸约为3～8nm．随着喷丸处理时间的增加，试样表面硬度增加，晶粒尺寸减小．利用三体磨料磨损试验机检验了喷丸处理前、后试样的磨料磨损性能，结果表明：喷丸时间为2～30min时，试样的耐磨性随着喷丸时间的增加而增加；喷丸30min试样的耐磨性提高了72％；过长的喷丸时间导致试样产生微裂纹而使耐磨性下降．晶粒细化和硬度提高使磨损机理发生改变，未喷丸处理试样的磨损主要为微观切削，而喷丸处理试样的磨损主要为疲劳剥落，磨损机理的改变使材料的耐磨性提高．     

变形工艺对热轧双相钢显微组织和性能的影响

以热轧双相钢为研究对象,在实验室通过热轧实验,研究了变形量、卷取温度、终轧温度对高强热轧双相钢组织细化和力学性能的影响.通过研究可以发现,变形工艺参数对热轧双相钢的显微组织和力学性能有很大的影响,热轧双相钢的显微组织主要有三种典型微观形貌,而这三种典型形貌又赋予了双相钢不同的强韧化机制和力学性能.在实验室条件下,开发了780 MPa级以Mn,Si为主要添加元素的热轧双相钢生产工艺,可以使热轧双相钢的屈服强度达到要求的级别,并且断后伸长率良好.     

Mn13Cr2高锰钢冲击磨损机制的研究

采用冲击磨料磨损试验机、扫描电镜等仪器设备,通过模拟高锰钢零件的实际工况条件,研究不同冲击功条件下材料的磨损规律以及磨损机理.研究结果表明:将高锰钢加热到650℃保温2h,再加热到1 080℃保温2h,然后淬火处理,其晶粒明显细化;高锰钢的临界冲击功为2J/mm2,高锰钢在超过临界冲击功的条件下使用时才能充分发挥其加工硬化作用;高锰钢冲击磨损过程中主要存在切削磨损和凿削磨损两个磨损机制;冲击磨损试验后高锰钢晶粒内出现了大量的滑移带,滑移带密度随着冲击功的增加而增大,在2J/mm2时,甚至出现了交滑移现象.     

半固态高碳钢T10不同变形速率下的压缩变形

对电磁搅拌法制备的高碳钢T10半固态坯料,采用Gleeble-1500热/力模拟机进行压缩变形实验,研究其在不同变形速率下的流变应力和组织演变规律。实验结果表明,随变形速率的提高,应力峰值下降,热软化现象减弱,试样心部的晶粒尺寸减小,边部的“大结构”破碎。     

冷轧Q345钢退火工艺的实验研究

对热轧Q345钢进行冷轧并模拟其连续退火工艺,对所研究的钢板进行显微组织分析和力学性能测试,旨在开发出具有良好性能的双相钢.研究结果表明:试制的退火钢板组织较为复杂,具有不同含量的铁素体、珠光体、马氏体等组织;具有较高的抗拉强度和较低的屈强比,但其延伸率较低,仅为14%左右.由于钢板的碳含量较高,因此,为获得良好的综合性能,不能按照传统的热处理工艺进行模拟,而应适当降低均热温度且提高快冷始温.     

40Cr钢表面纳米层形成机理的研究

通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪和透射电子显微镜分析研究了高能表面处理后40 Cr钢表面纳米层的组织结构，探讨了表面纳米层的形成机理．利用纳米压痕仪测定了表面纳米层的硬度．结果表明，采用高能表面处理技术在40 Cr钢表面制备出平均晶粒尺寸约为11nm的表面纳米层．纳米层的形成过程中，粒状渗碳体易于产生应力集中，在集中应力的作用下通过破裂碎化形成纳米晶；铁素体通过位错产生、缠结等，细化为小尺寸晶粒．表面纳米层的硬度明显提高．     

工程机械用960MPa级调质钢板的淬火工艺研究

以屈服强度960MPa级高强调质钢板开发为目标,研究了淬火热处理制度对试验钢显微结构及力学性能的影响.结果表明:再加热淬火温度及保温时间决定了合金元素的溶解分布状态以及原奥氏体晶粒尺寸,最终影响了试验钢的综合力学性能,当淬火温度为900℃,保温15～25 min左右时试验钢具有优良的性能,即屈服强度Rp0.2=1110...     

超纯Cr17铁素体不锈钢热变形过程的动态回复行为

采用热力模拟试验机进行单道次压缩试验,旨在揭示超纯Cr17铁素体不锈钢在热变形过程中的动态回复行为.在变形速率为1 s-1,最大真应变为0.8的条件下研究了900~1 150℃范围内的热变形行为及组织演化规律.结果表明,单道次压缩得到的应力-应变曲线均呈动态回复型.变形温度越高,动态回复越快.当变形温度较低时,微观组织演化以晶界拱出和变形晶粒的形成为主要特征;当变形温度较高时,微观组织演化以大量亚晶界和亚晶的形成为主要特征.