CF钢及其氢行为的电子理论研究

应用余氏理论(EET)对CF钢及其氢介入后的价电子结构参数进行计算分析,研究了主要合金元素Cr、Mn、Mo对CF钢的强韧性能及氢在其中扩散聚集行为的影响,对解析CF钢的物理本质做出新的探索.研究结果表明,合金元素的加入使CF钢在具有高强度的同时,保持了较高韧性,并且Cr、Mn、Mo对合金的强化作用依次递增,随着合金元素种类增多,强化作用更加显著.同时含碳合金结构单元对氢表现为排斥效果,其晶胞自身作为一种强障碍妨碍氢穿过,无碳合金晶胞是氢的强陷阱,降低了氢的扩散速度,这是CF钢焊接裂纹敏感性低的重要原因.提出参量Bh和nHT,前者描述了含碳结构单元抵御氢进入的能力,后者描述了当氢进入后,晶胞出现脆化的程度.这对利用EET理论研究氢对材料的影响提供了新的价电子结构参数.     

Al-Cu-Mg合金时效初期的价电子结构分析

运用固体与分子经验电子理论(EET),计算了A l-Cu-Mg合金时效初期的偏聚晶胞及其GPB区的价电子结构,并从价电子结构层次分析了A l-Cu-Mg合金时效初期的各种晶胞对合金性能的影响.结果表明:在含有Cu和Mg的偏聚晶胞中,GPB区具有较强的共价键络,能够提高合金的整体强度;在含有空位的偏聚晶胞中,Mg原子的杂阶能级偏低,该晶胞易成为后续析出相的形核胚芽.     

Fe—C马氏体硬度的价电子结构分析

根据固体和分子经验电子理论,同时考虑键距差和磁矩差,建立了Fe-C马氏体的价电子结构．假设马氏体是由含C的和不含C的两种结构单元自由组成．不含C单元中的Fe原子处在与α-Fe相似的A型杂化第8阶上,则晶格常数、平均磁矩、最强键上的共价电子对数分别为a     

高速钢马氏体回火特性的合金价电子结构分析

运用固体与分子经验电子理论（ＥＥＴ）对通用型高速钢Ｗ６Ｍｏ５Ｃｒ４Ｖ２（Ｍ２）不同热处理状态的回火特性作了合金价电子结构的分析研究．通过马氏体内不同类型的价电子结构单元构成及其权重，用价电子结构信息ｎＡ及新参量Ｎ＿Ｄ￣Ｃ片分析了回火硬度曲线上显示的二次硬化强度及峰值温度的变化，从而对钢回火的认识深入到了材料价电子结构的层次．     

一种耐海水腐蚀型超低碳贝氏体钢的研究

为了开发具有高强度、高韧性和耐海水腐蚀性的海洋工程用钢,考察了含磷超低碳贝氏体钢的组织、力学性能和耐海水腐蚀性.超低碳贝氏体钢中磷的质量分数提高至0.09%时能够产生较强的固溶强化作用,而对室温至-40℃范围内的低温冲击韧性影响不大,这归因于钢中C,B原子在原始奥氏体晶界通过竞争机制抑制了P的偏聚,减弱了P产生的冷脆性...     

一种新型低碳贝氏体钢的研制

以Mn,Si,Cr为主要合金元素,设计并制造一种新型的低碳贝氏体钢.系统地研究了选定成分和工艺对贝氏体钢显微组织和力学性能的影响.结果表明,该钢种在设定的等温淬火工艺条件下,可以获得无碳化物析出的奥氏体-贝氏体组织.含有该组织的钢具有良好的综合力学性能.     

等温过程中20Mn2SiVB贝氏体钢显微组织的变化

研究了20Mn2SiVB贝氏体钢经920℃完全奥氏体化后,在420℃等温过程中显微组织的变化;结果表明,20Mn2SiVB在贝氏体等温转变时,粒状贝氏体主要是由贝氏体铁素体不断产生及其对奥氏体的不断分割而形成,仅见有少量贝氏体的合并现象。在420℃等温5min后可获得较高的强度和塑性,具有一定的TRIP效应。     

70Si3Mn钢中无碳化物贝氏体组织及其性能研究

70Si3Mn钢是传统的弹簧钢,其常规热处理工艺是油淬后中温回火得到屈氏体组织。本文对70Si3Mn钢进行等温淬火处理获得无碳化物贝氏体组织,比较了其经不同温度等温淬火处理后的组织与力学性能,并对其耐磨性进行了研究。结果表明,70Si3Mn钢在Ms以上10~30℃等温可得到无碳化物贝氏体组织,该组织由厚度为160 nm的贝氏体铁素体板条和残余奥氏体薄膜组成,它具有较高的强度和硬度、高的塑性和韧性等优异的综合力学性能,同时具有较好的耐磨性。     

Cr，Mn低合金结构钢的相结构因子与C-曲线特性点的关系

用余氏EET理论计算奥氏体中的C-Me偏聚结构单元的价电子结构,提出了固溶体中C-Me偏聚结构单元权重的计算方法,建立了低合金锰钢、铬钢奥氏体中C-Me偏聚结构单元的相结构因子nA及其权重W与C-曲线鼻子温度T_p,T_B,C-Me偏聚结构单元的相结构因子F^D_C及其权重W与C-曲线最短孕育期t之间的关系式,并用这些关系式计算出了铬锰低合金结构钢的C-曲线鼻子温度T_P,T_B和最短孕育期t,计算结果与实测值吻合,表明此种方法可用于其他低合金钢的C-曲线特性点预测．     

贝氏体耐磨钢的应用研究

贝氏体组织具有高的强韧性和耐磨性，是一种很好的抗磨材料组织结构．本文综述了贝氏体相变的最新研究进展．随着先进技术和先进仪器出现，人们对贝氏体相变与贝氏体组织基础理论的研究也不断深入，表现在对贝氏体微观超精细结构的认识，即在黑金属和有色金属合金的下贝体组织中发现了超亚单元．以往贝氏体钢中添加Mo，Ni等贵重合金元素以及等温淬火工艺，才使贝氏体钢用作抗磨材料成为可能，基于贝氏体相变机理研究的长足进步，先后开发出奥氏体一贝氏体双相钢、马氏体-贝氏体双相钢、共晶体增强奥氏体一贝氏体钢(ABEG钢)等新型贝氏体抗磨钢。     

Influence of Re-Ti modification on the high impact wear resistance of high Si bainitic cast steel

The effect of rare earth (Re) and titanium (Ti) multi-modification on the impact wear behavior of Mn-B high-Si bainitic cast steel was investigated systematically. The experiments show that the impact wear resistance can be improved greatly with the addition of Re and Ti. Its wear loss is only about 1/3-1/2 as large as that of the unmodified bainitic cast steel. By the Re/Ti modification, coarse dendrite grains and bainitic/martensite duplex structure have been refined effectively, and the impact toughness of the bainitic cast steel is nearly tripled (10 mm×10 mm×55 mm, with unnotched sample). Consequently, the modified bainitic cast steel possesses good wear resistance under high impact. For both modified and unmodified bainitic cast steels, high hardness white layer and deformed zone are developed beneath the worn surface under the high impact wear, but the formation and propagation of cracks are different for these bainitic casting steels. Different models for the formation and propagation of cracks for both modified and unmodified bainitic cast steels under high impact wear are proposed.     

材料的相变研究及其应用

Fe-C和Fe-X-C合金马氏体相变热力学的研究成果使结构钢的Ms温度能以热力学预测。建立了铜基合金及Fe-Mn-Si基合金马氏体相变热力学,为铜基和铁基形状记忆合金的成分和工艺设计提供基础。提出了含ZrO2陶瓷Ms温度的热力学计算方法,以及其母相晶粒大小影响Ms的正确表达式,对陶瓷的生产和工业应用都具有意义。修正马氏体变温相变动力学方程,显示低碳钢中影响碳扩散系数的合金元素影响残余奥氏体量,这有利于低碳马氏体组织钢的开发。GCr15轴承钢中残余奥氏体→马氏体的等温动力学研究显示：钢经淬火后,再进行等温处理以形成很少量的等温马氏体,再作回火,提高钢件的尺寸稳定性（经1000d后与淬火-回火比较,在接触疲劳寿命并不降低的条件下（达34%。研究了Ni-Ti、Cu-Zn-Al、Fe-Mn-Si基合金及ZrO2陶瓷的马氏体相变及其逆相变特征,揭示了影响这些材料形状记忆效应（SME）的一些因素,并指出了改善SME的途径,有利于这些材料的开发应用。贝氏体相变的热力学研究,观察到生长台阶,母相强化对相变影响的研究以及内耗测量结果,均显示贝氏体相变属扩散型机制。Cu-Zn-Al中加入阻碍Zn和Al扩散的合金元素可能提高形状记忆使用寿命。揭示CeO2-ZrO2中存在贝氏体相变,并与其出现脆性有关。Cu-Zn中β相有序化研究对有序化合金的应用具有实际意义。三元合金spinodal分解判据的建立,对借spinodal分解呈现高阻尼或高强度合金的开发颇具价值。由群论导出呈现晶体学可逆性的条件为形成单变体马氏体。应用孤立子于相变的形核-长大模型初见成效。     

Cu-Ni-Si合金的价电子结构分析

基于固体与分子经验电子理论(EET),对纯金属晶体Cu以及合金固溶体Cu-Ni、Cu-Si和Cu-Ni-Si进行价电子结构分析,建立相空间价电子结构计算模型和方法,从相空间价电子结构角度探讨合金元素的合金化行为。计算结果表明:Cu处于第15杂阶,Ni处于第8杂阶,Si处于第2杂阶,Cu-Ni-Si晶胞的最强键上共价电子数达到了0.45722,这说明合金元素Ni和Si的溶入,能够提高纯铜晶胞的原子键引力,强化铜基体。     

Electron theory study on mechanism of action of cobalt in Fe-Co-Cr based high-alloy steel

The valence electron structure of martensite in Fe-Co-Cr based high-alloy steel is calculated using the empirical electron theory of solids and molecules(EET).The results show that the incorporation of cobalt leads to a rise in nA from 0.3835 to 0.4684,which enhances the bonding forces between atoms in α-Fe matrix.Meanwhile,the incorporation of Co changes the valence electron structure of segregated structure units formed by C and other alloying elements,and increases nA for the segregated units containing C-Me significantly,resulting in changing the precipitation behavior of the secondary phases during tempering and strengthening the resistance to tempering.     

合金元素对圆环链用钢强韧性的影响——矿用高强度圆环链用钢的设计与开发之一

本文测定了高韧性。高强度矿用圆环链用钢在淬火和不同温度回火后的强度和冲击韧性。通过逐步回归分析,得出了实验钢的成份和强度。韧性的回归方程。运用X射线衍射和透射电镜。电子衍射研究了合金元素对钢的组织和性能的影响。     

Design of a low-alloy high-strength and high-toughness martensitic steel

To develop a high strength low alloy (HSLA) steel with high strength and high toughness, a series of martensitic steels were studied through alloying with various elements and thermodynamic simulation. The microstructure and mechanical properties of the designed steel were investigated by optical microscopy, scanning electron microscopy, tensile testing and Charpy impact test. The results show that cementite exists between 500℃ and 700℃, M₇C₃ exits below 720℃, and they are much lower than the austenitizing temperature of the designed steel. Furthermore, the Ti(C,N) precipitate exists until 1280℃, which refines the microstructure and increases the strength and toughness. The optimal alloying components are 0.19% C, 1.19% Si, 2.83% Mn, 1.24% Ni, and 0.049% Ti; the tensile strength and the V notch impact toughness of the designed steel are more than 1500 MPa and 100 J, respectively.     

金属陶瓷断裂韧性的价电子结构设计

依据固体分子经验电子理论,运用键距差方法,计算了不同成分金属陶瓷中陶瓷相的价电子结构,讨论了Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔａ元素对陶瓷相价电子结构的影响,找出了金属陶瓷的断裂韧性与陶瓷相价电子结构之间的关系,据此推导出金属陶瓷的断裂韧性与其成分之间的关系式,并初步进行了实验验证