在亚稳奥氏体不锈钢中进行温度跳跃拉伸试验以诱导最佳TRIP/TWIP效应

本文通过将AISI 304L奥氏体不锈钢的变形温度控制在0~200oC范围内,初步调整了其塑性变形机制以优化强塑性协同效应。研究表明,孪生诱发塑性效应（TWIP）/相变诱导塑性效应（TRIP）的协同效应和通过调节变形温度将TRIP效应的应变范围扩大到更高的应变范围,是提高亚稳不锈钢强塑性协同性的有效策略。在这方面,考虑到观察到的塑性变形的温度依赖性,通过预先设计的温度跳跃拉伸试验,实现TWIP和TRIP效应的受控序列,以实现良好的强度–延性权衡。因此,在应变的后期,通过利用100oC下的TWIP效应和25oC时的TRIP效应的优势,这种方法获得了846 MJ/m3的拉伸韧性和133%的总伸长率。此外,基于加工硬化分析,发现变形诱发的α′-马氏体屈服是制约塑性和强化性能进一步提高的主要原因。     

基于第一性原理的镁合金合金相及固溶体研究进展

镁合金作为轻质的金属材料,具有广阔的应用前景,发展先进镁合金已成为当前的研究重点之一。第一性原理计算为开发和设计新型镁合金提供了一种经济高效的方法。基于第一性原理方法,综述了镁合金合金相及固溶体的研究现状,主要对晶体结构、弹性常数、弹性模量及广义层错能等的第一性原理研究进行了介绍,讨论了合金元素以及相结构对镁合金力学性能的影响。阐明第一性原理计算方法在镁合金研究中的重要作用,为新型镁合金成分设计及开发高性能镁合金提供参考。     

TMCP工艺对Si--Mn系贝氏体钢组织与性能的影响

研究了轧后中温缓慢冷却与中温等温两种不同的热机械控制工艺( thermomechanical control process, TMCP)对硅锰系贝氏体钢的组织与性能的影响。通过拉伸试验机测试试验钢的力学性能,利用扫描电子显微镜、电子背散射衍射等分析手段对试验钢进行显微组织结构分析,并利用X射线衍射测定残余奥氏体含量。结果表明：随着轧后连续缓慢冷却开始温度的升高,贝氏体钢的抗拉强度、硬度及拉伸应变硬化指数n值有所提高,伸长率和冲击韧性降低,屈强比先降低后升高。随着轧后等温时间的延长,贝氏体钢的抗拉强度与屈强比先降低后升高,伸长率及冲击韧性先升高后降低。相对于等温制度,连续缓慢冷却可得到更好的综合力学性能,强塑积明显高于前者,伸长率比前者高20%以上。     

高性能奥氏体不锈钢的温度依赖强化机制与机械稳定性之间的相互作用

本文首次比较了变形温度对相变诱导塑性（TRIP）辅助的304L、孪晶诱导可塑性（TWIP）辅助的316L和高合金稳定904L奥氏体不锈钢的影响,以调整力学性能、强化机制和强度–延性协同作用。扫描电镜（SEM）、电子背散射衍射（EBSD）、X射线衍射（XRD）、拉伸试验、加工硬化分析和热力学分析发现：诱导塑性效应导致304L和316L不锈钢的加工硬化行为具有高温依赖性,随着变形温度的升高,亚稳304L不锈钢表现出TRIP、TWIP和诱导塑性机制弱化的顺序;同时也观察到316L不锈钢中TWIP效应的消失。然而,904L超奥氏体不锈钢的固溶强化在宽温度范围内保持良好的拉伸性能,优于304L和316L不锈钢的性能。另外,由于缺乏额外的塑性机制,904L合金的总伸长率对变形温度的依赖性不太明显。这对揭示固溶体强化和相关的高摩擦应力在宽温度范围内获得优异机械性能具有重要的意义。     

粉末冶金制备的AISI 8620钢渗碳后的磨损和力学性能

The effect of carburization on the tensile strength and wear resistance of AISI 8620 steel produced via powder metallurgy was investigated. Alloys 1 and 2 (with 0.2wt% C and 0.25wt% C, respectively) were first pressed at 700 MPa and then sintered at 1300, 1400, or 1500°C for 1 h. The ideal sintering temperature of 1400°C was determined. Afterward, Alloys 1 and 2 sintered at 1400°C were carburized at 925°C for 4 h. The microstructure characterization of alloys was performed via optical microscopy and scanning electron microscopy. The mechanical and wear behavior of carburized and noncarburized alloys were investigated via hardness, tensile, and wear tests. After carburization, the ultimate tensile strength of Alloys 1 and 2 increased to 134.4% and 138.1%, respectively. However, the elongation rate of Alloys 1 and 2 decreased to 62.6% and 64.7%, respectively. The wear depth values of Alloy 2 under noncarburized and carburized conditions and a load of 30 N were 231.2 and 100.1 μm, respectively. Oxidative wear changed to abrasive wear when the load transitioned from 15 to 30 N.     

板条贝氏体中少量铁素体对高强钢强韧性的影响

以一种低成本高强钢为研究对象,对其实施了不同冷却模式的TMCP工艺实验,并利用光学显微镜、拉伸试验机、冲击试验机对其组织与力学性能进行了研究.实验结果表明:通过相变强化和在两相区的保温处理,在以板条贝氏体为主的实验钢组织中引入少量铁素体,使其拥有高强度、高冲击韧性等综合力学性能.在同类工艺条件下,试验钢的抗拉强度、屈服强度以及屈强比随终冷温度降低而升高,延伸率和断面收缩率随终冷温度降低而降低.     

冷却速率和奥氏体化温度对40 Cr钢球化退火的影响

为探究奥氏体化温度和冷却速率对40Cr钢球化过程的影响,采用双相区球化退火研究了热轧态40Cr钢的球化退火行为和力学性能。奥氏体化温度从760℃提高到800℃,冷却速率从10℃·h-1上升到30℃·h-1,组织硬度随冷却速度呈V形变化,碳化物球化率随冷却速度变化正好与前者相反。奥氏体化温度为760℃,冷却速率为20℃·h-1所得到的球化组织球化率高,且碳化物细小,具有良好的冷成形性能,可大幅度缩短球化退火时间,显著提高生产效率。提出了球化退火过程中离异共析转变机制,控制好球化过程中奥氏体化温度、冷却速率及保温时间有利于离异共析转变的发生。     

DP590冷轧板热处理的组织和性能

为了加速国内双相钢的开发和应用,采用CAS-300Ⅱ模拟退火实验机,通过模拟退火实验,研究了加热速率、临界区退火温度、过时效温度、过时效时间对DP590双相钢组织性能的影响.结果表明,加热速率在5~60℃/s内增加时,屈服强度、抗拉强度均增加,延伸率、强塑积均减小;临界区退火温度在780~850℃内增加时,屈服强度、抗拉强度先减小后增加,延伸率、强塑积均增加;过时效温度在260~400℃内增加时,屈服强度增加,抗拉强度减小,延伸率整体呈增加趋势,屈强比增加;在280℃进行过时效,过时效时间在240~480s内增加时,屈服强度、抗拉强度均减小,延伸率、强塑积先减小后增加.     

氮在奥氏体不锈钢中的作用

论述了在奥氏体不锈钢中适量加氮可以提高奥氏体组织稳定性、力学性能和部分抗腐蚀能力;表面渗氮技术,如等离子体源渗氮,使得奥氏体不锈钢的力学性能,抗腐蚀性能更加优异,同时指出有关氮化物析出的原因、条件以及对力学性能、抗腐蚀性能的一些负面影响,研究结果表明,由于氮价格十分低廉,可以部分甚至全部取代镍以及合金化展出现的优良性能,氮已经成为奥氏体不锈钢重要的合金化元素,氮合金化的研究日益受到各方面的关注。     

超快冷终冷温度对桥梁钢组织性能的影响

两阶段轧制后,采用超快冷对实验钢进行冷却,研究了超快冷终冷温度对高强桥梁钢组织性能的影响.结果表明,超快冷终冷温度显著影响实验钢的组织特征,随着超快冷终冷温度的降低,实验钢的显微组织由粒状贝氏体为主逐渐演变为板条贝氏体为主,且M/A尺寸显著细化.明确了超快冷终冷温度对实验钢力学性能的影响规律,且在236℃的超快冷终冷温度条件下,实验钢的屈服强度、抗拉强度、屈强比、-40℃冲击功和延伸率分别为745MPa,961MPa,078,1665J和168%,实现了强度、韧性和塑性的平衡,同时获得了低屈强比.     

稀有气体晶体的广义层错能计算

本文采用Lennard-Jones对相互作用势计算了Ne,Ar,Kr和Xe四种稀有气体晶体密排面的广义层错能,对〈112〉和〈110〉两个对称方向的广义层错能曲线上的层错能作了比较,得出密排面沿〈112〉方向滑移更为容易.此外,运用Fourier级数拟合了密排面〈112〉方向的层错能曲线,得到了其解析表达式,并以氙晶体为例作出广义层错能面(γ-面).     

多晶体钛形变孪晶的电子显微分析

用透射电子显微镜(TEM)对密排六方多晶钛在拉伸变形中形成的孪晶进行了观察分析。并采用六方晶系孪晶面的变换矩阵对孪晶电子衍射花样进行了标定。结果表明，单个出现的凸透镜状粗大孪晶为(102)，平行排列的板状孪晶为(112)，孪晶内存在高密度位错。     

广义层错能的定域性分析

用基于密度泛函理论的第一性原理方法计算了金属铝中〈112〉方向的广义层错能曲线,并用其详细讨论了广义层错能的定域性, 结果表明广义层错能主要来自于滑移面上、下最近邻原子层的贡献. 此外, (111) 面上广义层错能具有周期性,用傅立叶级数对其拟合, 得到广义层错能的解析表达式并作出广义层错能面(γ面).     

Fe-Mn合金层错能的嵌入原子法计算

运用嵌入原子法 (EAM)计算了 Fe- Mn合金层错能 (SFE) .采用 Johnson截断修正模型计算的结果表明 ,Fe- Mn合金的层错能随 Mn含量的增加而线性增大 .该趋势与本文实验结果一致 ,而且 Fe- 2 0 Mn(原子分数 ,% )合金中的层错能计算结果 (2 8m J/m2 )与 Kato等的热力学计算结果(2 6m J/m2 )较为吻合 .当 a(Mn) =2 0 %～ 55%时 ,γ相的层错能可表达为 :SFE(m J/m2 ) =2 3.3+0 .2 69×a(Mn) % .     

控轧控冷时中碳钢的力学性能与组织参量之间的关系

本文对微合金化中碳L45钢进行了控制轧制和控制冷却试验;测定了各项力学性能及先共析铁素体量f_aa、铁素体尺寸d_a、铁素体自由程λ_a和珠光体片层间距S_o;采用对大量实验数据进行数理统计的方法,研究了控轧控冷微合金化中碳钢力学性能与组织参量之间的关系,得到了一些表达其定量关系的估计式,探讨了控轧控冷中碳钢的强韧化机制。     

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。     

Hydrogen effect on the mechanical behaviour and microstructural features of a Fe-Mn-C twinning induced plasticity steel

The influences of hydrogen on the mechanical properties and the fracture behaviour of Fe-22Mn-0.6C twinning induced plasticity steel have been investigated by slow strain rate tests and fractographic analysis.The steel showed high susceptibility to hydrogen embrittlement,which led to 62.9%and 74.2%reduction in engineering strain with 3.1 and 14.4 ppm diffusive hydrogen,respectively.The fracture surfaces revealed a transition from ductile to brittle dominated fracture modes with the rising hydrogen contents.The underlying deformation and fracture mechanisms were further exploited by examining the hydrogen effects on the dislocation substructure,stacking fault probability,and twinning behaviour in pre-strained slow strain rate test specimens and notched tensile specimens using coupled electron channelling contrast imaging and electron backscatter diffraction techniques.The results reveal that the addition of hydrogen promotes planar dislocation structures,earlier nucleation of stacking faults,and deformation twinning within those grains which have tensile axis orientations close to<111>//rolling direction and<112>//rolling direction.The developed twin lamellae result in strain localization and micro-voids at grain boundaries and eventually lead to grain boundary decohesion.