形变诱发马氏体时效不锈钢的研制及其强化机制的研究

本文利用形变诱发马氏体相变和时效强化手段研制出一种形变诱发马氏体时效不锈钢00Cr12Ni5Mn8Cu2TiRE钢,经1050℃、0.5h固溶处理+80%冷变形+410℃、2.5h时效处理后,其σ_b≥2100MPa,ψ≥35%,δ≥4%;其耐腐蚀性能良好。该钢具有ε和α′二种诱发马氏体,当变形量达75%以上时基体主要为α′马氏体组织。文中分析了该类钢中强度指标与形变量(ε)、主要合金元素含量和α′马氏体体积分数(V_α′)之间的关系,并给出了相应的关系式。     

亚固溶温度热处理对 GH720Li 难变形高温合金γ相的影响

对难变形镍基高温合金 GH720Li 进行了亚固溶处理、亚固溶+单时效(650℃,24 h→空冷)或双时效处理(650℃,24 h→空冷+760℃,16 h→空冷)以及870℃时效3000 h 条件下γ相演变规律的研究。发现一次γ相受亚固溶处理影响较大,发生部分回溶的程度随固溶温度升高而增大,时效处理使一次γ相向球形或近球形转变;二次和三次γ相在亚固溶保温过程中完全回溶,在时效处理时补充析出明显且析出数量和区域随固溶温度升高而增大;870℃长期时效时,合金组织逐渐均匀,二次和三次γ相完全回溶,晶界一次γ相时效500 h 后有所粗化,合金硬度先降低而后保持不变。     

7A04铝合金时效析出及性能分析

对7A04铝合金460℃固溶后进行水冷和水冷+深冷不同淬火方式,并在120℃时效对试样进行了金相组织分析、硬度测试及DTA分析。硬度测试结果为水冷+深冷水冷,DTA与金相组织分析结果为水冷+深冷的析出温度区间大,析出物含有较多主要强化相η’相,同时也含有S、T相,水冷的析出物析出温度区间较小,析出物含有较多主要强化相η’相和少量S、T相。     

一种单晶高温合金中g?相的析出行为

研究了固溶冷却速度和时效时间对一种镍基单晶高温合金中γ′相的析出的影响。合金经1 250℃固溶处理4 h,从炉中快速取出,分别进行空冷、油冷和水冷,以考察冷却速度对γ′相析出的影响。随后对固溶处理后试样进行时效处理,以考察时效时间和固溶冷却速度对γ′相长大的影响。结果表明,合金在固溶处理后,γ′相尺寸随固溶冷却速率的升高而下降。在时效处理时,γ′相尺寸的增大率随固溶冷却速度的增大而减小;随着时效时间的增加,γ′相的尺寸增加。     

Fe-Cr-Mn(W,V)合金中层错和fcc(γ)hcp(ε)转变特征

利用TEM和X射线衍射仪对固溶态、固溶空冷态和固溶冰水淬火态亚稳奥氏体Fe-Cr-Mn(W,V)合金(84), 以及固溶态、固溶 + 拉伸变形态稳定奥氏体Fe-Cr-Mn(W,V)合金(85N)γ→ε中转变与层错之间的关系进行了研究,并对影响γ→ε马氏体转变的合金元素进行了分析,提出了进一步提高合金相稳定性的措施.     

Fe-Cr-Mn(W,V)合金中层错和fcc(γ)hcp(ε)转变特征

利用TEM和X射线衍射仪对固溶态、固溶空冷态和固溶冰水淬火态亚稳奥氏体Fe-Cr-Mn(W,V)合金(84), 以及固溶态、固溶 + 拉伸变形态稳定奥氏体Fe-Cr-Mn(W,V)合金(85N)γ→ε中转变与层错之间的关系进行了研究,并对影响γ→ε马氏体转变的合金元素进行了分析,提出了进一步提高合金相稳定性的措施.     

亚固溶温度热处理对GH720Li难变形高温合金γ′相的影响

对难变形镍基高温合金GH720Li进行了亚固溶处理、亚固溶+单时效(650℃,24 h→空冷)或双时效处理(650℃,24 h→空冷+760℃,16 h→空冷)以及870℃时效3000 h条件下γ′相演变规律的研究.发现一次γ′相受亚固溶处理影响较大,发生部分回溶的程度随固溶温度升高而增大,时效处理使一次γ′相向球形或近球形转变;二次和三次γ′相在亚固溶保温过程中完全回溶,在时效处理时补充析出明显且析出数量和区域随固溶温度升高而增大;870℃长期时效时,合金组织逐渐均匀,二次和三次γ′相完全回溶,晶界一次γ′相时效500 h后有所粗化,合金硬度先降低而后保持不变.     

Fe-Cr-Mn(W,V)合金中层错和fcc(γ)→hcp(ε)转变特征

利用TEM和X射线衍射仪对固溶态、固溶空冷态和固溶冰水淬火态亚稳奥氏体Fe-12Cr-10Mn(W,V)合金(84),以及固溶态、固溶+拉伸变形态稳定奥氏体Fe-13Cr-17Mn(W,V)合金(85N)中γ→ε转变与层错之间的关系进行了研究,并对影响γ→ε马氏体转变的合金元素进行了分析,提出了进一步提高合金相稳定性的措施。     

马氏体时效钢激冷粉末的时效性

利用SEM技术,观察马氏体时效钢冷冷粉末经480℃、3h时效后的表面,发现有大量的白点相,主要分布于结晶组织的晶臂间,经能谱和波谱分析,鉴别其为Ti的化合物。显微硬度的分析表明,激冷粉末的时效硬度远远高于固溶淬火后的时效硬度,并有可能利用激冷组织的特征来提高马氏体时效钢的性能,并调整其成分。     

液态激冷Mn-Mo-Co马氏体时效钢组织结构和性能的研究

Mn—Mo—Co马氏体时效钢是为节镍节钻而设计的一种新的马氏体时效钢,虽然强度可以达到甚至超过马氏体时效钢的水平,而韧性却低的多。其主要原因是时效前已有大量析出相沿晶界分布。为改善其性能,本文研究了液态激冷Mn、Mo、Co马氏体时效钢的组织结构,时效温度与部分机械性能的关系。 实验结果表明:激冷带具有极细的晶粒和较大的固溶度。由于激冷带保留了液态的大量空位和位错,因此,形成了明显的胞状组织,激冷带的横断面分为上,下两层,在接近辊面的激冷层内,为直径小于1μm的细等轴晶,其上部为细柱状晶的组织。并发现激冷层为韧性断口,柱晶层为解理断口。经时效处理后,其硬度普遍高于相同成份的淬火钢的时效硬度。关于液态激冷钢铁微晶材料的机械性能有待进一步研究。     

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.     

多级热处理对TC21钛合金组织和力学性能的影响

Duplex-structured TC21 alloy samples were first solution-treated at a higher temperature in the α + β region (940°C) with furnace cooling (FC), air cooling (AC), and water cooling (WC), followed by a second-stage solution treatment at a lower temperature in the α + β region (900°C), and then finally aged at 590°C. The effects of the morphology and quantity of α phases on the structure and properties of the TC21 alloy after the different heat treatments were analyzed. The in-situ tensile deformation process and crack propagation behavior were observed using scanning electron microscopy (SEM). The quantity of equiaxed α phases as well as the thickness of lamellar α phases reduced, the tensile strength increased firstly and then decreased, the elongation decreased with the increasing cooling rate after the first-stage solution treatment. The amount and size of lamellar α phases increased after the second-stage solution treatment because of sufficient diffusion of the alloying elements, thereby leading to increased tensile strength. The amount of dispersed α phases increased after the third-stage aging treatment owing to the increase in the nucleation rate, resulting in a noteworthy strengthening effect. After the third-stage aging treatment, the first-stage FC sample exhibited better mechanical properties because it contained more equiaxed α and β_trans phases than the first-stage AC and WC samples.     

时效工艺对Mn-Cu-Al阻尼合金性能的影响

采用真空中频感应熔炼技术制备了Mn-Cu-Al阻尼合金,经840℃×0.5 h固溶处理后按不同温度、时间进行时效热处理,借助相关仪器分析了时效工艺对锻态Mn-Cu-Al合金的阻尼性能与力学性能的影响.结果表明,Mn-Cu-Al合金在时效过程中发生调幅分解形成了局部富Mn区,冷却后获得马氏体孪晶,且随时效保温温度提高与时间的延长,硬度逐渐增大,阻尼性能先增加后减小,在430℃保温1 h,Mn-Cu-Al合金阻尼性能最佳.     

微波照射花岗岩型铀矿石试样力学特性试验研究

为了探究花岗岩型铀矿石在微波照射下的裂隙演化和强度变化规律及破碎特征.利用JYC-3型微波高温焙烧炉,微波功率为1 kW、2 kW和3 kW分别对干燥试样和水饱和试样照射30 min和45 min,再进行自然冷却和水淬冷却;采用RMT-150 B岩石力学试验机对冷却后的试样进行单轴压缩试验,分析其裂隙演化和强度变化规律...     

Preparation of high-strength Al-Mg-Si-Cu-Fe alloy via heat treatment and rolling

An Al-Mg-Si-Cu-Fe alloy was solid-solution treated at 560°C for 3 h and then cooled by water quenching or furnace cooling. The alloy samples which underwent cooling by these two methods were rolled at different temperatures. The microstructure and mechanical properties of the rolled alloys were investigated by optical microscopy, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, X-ray diffraction analysis, and tensile testing. For the water-quenched alloys, the peak tensile strength and elongation occurred at a rolling temperature of 180°C. For the furnace-cooled alloys, the tensile strength decreased initially, until the rolling temperature of 420°C, and then increased; the elongation increased consistently with increasing rolling temperature. The effects of grain boundary hardening and dislocation hardening on the mechanical properties of these rolled alloys decreased with increases in rolling temperature. The mechanical properties of the 180°C rolling water-quenched alloy were also improved by the presence of β″ phase. Above 420°C, the effect of solid-solution hardening on the mechanical properties of the rolled alloys increased with increases in rolling temperature.     

碱热耦合的膨润土-花岗岩岩屑混合物膨胀特性

在高放废物处置库的运营过程中, 核废料的衰变热和混凝土老化产生的碱性孔隙水均会对缓冲回填材料的工作性能产生影响. 为了研究碱热耦合对缓冲回填材料膨胀特性的影响, 采用高庙子 (Gaomiaozi, GMZ) 膨润土和花岗岩岩屑混合材料, 选用 NaOH 溶液模拟碱性孔隙水, 利用水浴锅提供恒温溶液, 并将溶液在自主研制的耐腐蚀固结仪中不断循环, 分别开展 25 和 50 ${^\circ}$C 两种温度以及 0.1、0.5 和 1.0 mol/L 3 种碱性溶液浓度下的膨胀力试验, 获得了各试样的膨胀力时程曲线. 试验结果表明: 当温度相同时, 试样的最大膨胀力和稳定膨胀力均随碱性溶液浓度的增加而降低; 当同一浓度碱性溶液入渗时, 试样的最大膨胀力和稳定膨胀力均随掺岩率的增大而降低; 相同掺岩率及入渗碱性溶液浓度的试样的最大膨胀力和稳定膨胀力均随温度的升高而降低. 碱性溶液对膨胀力的衰减程度随溶液浓度的增加而增大, 随温度的升高而增大. 对于膨润土-花岗岩岩屑混合物, 在相同入渗溶液浓度和相同反应温度下, 膨胀力衰减率随掺岩率的增大而降低.     

核反应堆压力容器模拟钢中富Cu纳米团簇析出早期阶段的研究

采用调质处理后热时效模拟方法,用原子探针层析成像技术研究了核反应堆压力容器模拟钢中富铜纳米团簇的析出过程.模拟钢经880℃加热水淬,660℃高温回火调质处理,并经400℃时效处理1000 h后基体中析出了富铜纳米团簇.使用MSEM(maximum separation envelope method)方法重点研究了富铜纳米团簇在析出早期阶段成分变化规律.结果表明,富铜纳米团簇容易在镍含量较高的位置形核,并随着富铜纳米团簇中铜原子聚集程度的增加,纳米团簇中心处铜含量逐渐增加,镍含量逐渐减少;在纳米团簇与α--Fe基体界面处,镍和锰含量逐渐增加,形成了富镍和富锰包裹富铜纳米团簇的结构.结合实验结果讨论了压力容器钢中合金元素镍及杂质元素磷会增加中子辐照脆化敏感性的原因.     

中厚板辊式淬火机淬火冷却系统的开发与应用

结合实际工况参数,采用有限元分析工具ANSYS软件,研究了辊式淬火机淬火冷却系统集管进水方式、均流结构等对喷水系统流量分布的影响.分析表明,中间进水形式的集管可形成一定的中凸水量分布,易于获得较为合理的水量分布;集管内的隔板阻尼可较明显地改善喷嘴射流速度分布的均匀性.并以自主开发的淬火机缝隙喷嘴结构为例,分析了缝隙射流的流动特性,模拟表明,所开发的缝隙喷嘴结构出口射流沿喷嘴长度方向的速度分布较为均匀,紊动度小,有利于保证淬火钢板的冷却均匀性.将开发的淬火冷却系统应用于生产实践,取得较好的使用效果.     

风力发电机浸润式闭环自循环蒸发冷却系统冷启动特性研究

通过不同的时间间隔模拟风力发电机典型间歇运行工况,进行空冷式自循环蒸发冷却系统冷启动实验。分析空冷式自循环蒸发冷却系统启动过程中温度、压力等方面的特性。结果表明,随着时间间隔的增长,空冷式自循环蒸发冷却系统初始压力降低,启动时间延长、系统压力阈值升高、冷却介质循环建立难度增大。由于系统冷却及不凝性气体渗漏等原因造成冷凝管进气变难,空冷冷凝器壁温先下降后上升,总体呈下降趋势,研究结果可为风力发电系统的正常运行提供一定的借鉴与支持。