硼分布对Ni_3Al晶界的影响

用径迹显微照相技术(PTA)和TEM研究了含0.065wt％B的Ni_3Al合金中的硼分布对其晶界的影响。研究表明,当该合金于700、850、1000℃保温并空冷时,存在硼的晶界偏聚,且偏聚量随着保温温度的升高而减少,保温温度为1000℃时,偏聚量很少;保温温度为700℃或850℃时,偏聚量较大。硼晶界偏聚对该合金晶界内聚力的提高起着关键作用,硼的偏聚量较大时,合金呈完全穿晶断裂;硼的偏聚量较少时,合金呈完全沿晶断裂。     

Mo-C棒的横向弯曲性能

采用弯曲性能测量、晶内及晶界的显微硬度测试、金相显微镜、扫描电镜观察等方法,对不同状态下的Mo-C棒横向弯曲性能及组织进行研究.研究结果表明:Mo-C棒再结晶开始温度在950℃左右,在1200℃时基本形成了等轴晶组织;当退火温度低于1200℃时,随着退火温度的升高,合金的横向弯曲性能逐渐提高,在1100～1200℃时,合金的横向弯曲延伸率最高,达到5%.添加碳后,合金的晶界显微硬度比合金的晶内显微硬度高150MPa左右:纯钼的断裂方式以沿晶断裂为主,添加碳后,由于合金的晶界强度得到提高,合金的断裂方式变成以穿晶断裂为主,断口上有大量的解理面,具有明显的河流状花样和解理台阶,且塑性越好的断口,撕裂岭也越多;当添加的碳含量偏高时,在晶界处产生了大颗粒的碳化物,这种大颗粒的碳化物会降低合金的塑性.     

稀土、磷等元素在淬火钢回火时的晶界偏聚

本文应用电镜和扫描电镜观察了DZ-40钢和重轨钢淬火高温回火脆化断口,对断口进行了稳定电位测定及微量磷的化学分析,用离子探针对断口上磷、稀土元素铈和锰等的深度分布进行测定。实验证实了磷、铈在淬火钢高温回火时在原奥氏体晶界发生偏聚,锰也在原奥氏体晶界富集。铈在晶界的偏聚减缓了磷在晶界偏聚的进程,锰和磷的相互作用加速了磷在晶界的偏聚。文章讨论了磷和铈的晶界偏聚,铈和磷以及锰和磷之间在晶界偏聚过程中的相互作用。     

水冷铜模铸造Fe_3Al金属间化合物的组织和力学性能

采用中频感应炉熔炼、水冷铜模冷却的方法制备Fe3A1合金.利用X射线衍射、金相显微镜、扫描电镜及力学性能测试对铸态及热处理后合金的组织、力学性能和冲击断裂行为进行研究.结果表明:合金的铸态组织为等轴晶,晶粒尺寸大小不均;合金经1 000℃、15 h均匀化退火+炉冷+600℃、1 h中温回火+油淬热处理后,晶界得到细化,晶内和晶界上析出弥散分布的第二相,晶粒尺寸明显长大;热处理后合金的σb提高73 MPa,硬度由铸态时的22.3 HRC提高到了26.2 HRC,但合金的冲击韧性有所下降;铸态时合金的断裂方式主要以沿晶断裂为主,热处理后合金断口呈沿晶+穿晶的混合型断裂特征.     

Si-Mn-Mo-V钢在淬火和低温回火状态下的脆化与韧化

本文利用冲击韧性试验、扫描电镜、离子探针及俄歇谱议等手段研究讨论了合金元素Si和Mn对Si-Mn-Mo-V钢在淬火和低温回火状态下韧性的影响规律。研究结果表明:当钢中不含Si或含有少量Si面单独加入Mn,则由于Mn-P在晶界共偏析的原因,使P在晶界的浓度大为增加,导致了钢在淬火和低温回火状态下沿晶断裂的发生,从而降低了钢的韧性水平。在高Mn(2％Mn)钢中加入Si,由于Si在晶界的富集及Si-P的相互排斥作用,使P在晶界的偏析浓度下降。从而在一定程度上抑制了晶界脆性的发展和晶界断裂的发生,使钢的韧性水平显著提高。 本文还研究了Si和Mn对Si-Mn-Mo-V钢低温回火脆性(350℃脆性)的影响。实验结果表明:低温回火脆性既与杂质元素的晶界偏析有关,又与ε碳化物向渗碳体转化及渗碳体沿原奥氏体晶界成薄片状析出有关,由于Si和Mn既能影响杂质元素,特别是P在晶界的偏聚,又能影响ε碳化物向渗碳体转化,故Si和Mn对Si-Mn-Mo-V钢低温回火脆性发生的温度和强烈程度均有显著的影响。     

稀土对CuP耐大气腐蚀钢韧性的影响

用系列冲击试验,AES和SEM分析研究了CuP耐大气腐蚀钢中P的偏聚行为,钢中添加稀土后断口形貌的变化及对钢韧性的影响。结果表明,钢中加入稀土,可净化晶界,断口形貌由沿晶断裂向穿晶断裂过渡,提高韧性。CuP钢中确有P沿晶界偏聚。添加稀土后,晶界P偏聚减少,是钢韧性提高的重要原因,但P的偏聚尚未完全消失。     

合金元素对一种多元合金钢可逆回火脆性的影响

研究了合金元素对一种多元合金钢可逆回火脆性的影响。结果表明，产生可逆回 火脆性的温度范围是４００～５５０℃．主要原因是Ｐ在晶界上的偏聚．沿晶单位面 积的断裂功与Ｐ的偏聚量有Ａｋ＝０．４４－３．４Ｊ／ｍｍ２关系。式中，为Ｐ在 积的断裂功与Ｐ的偏聚量有Ａｋ＝０．４４－３．４ＹＪ／ｍｍ２关系。式中为Ｐ在 晶界偏聚位置分数。阶梯回火不但加速了Ｐ的偏聚速度，而且提高了平衡偏聚量。 合金中的Ｃ排斥Ｐ，并且Ｃ本身有增强晶界结合力的作用，因此适量的Ｃ对防止 可逆回火脆性是有好处的；Ｃｒ有明显促进Ｐ在晶界偏聚的作用．其原因足Ｃｒ与 Ｃ之间交互作用较强；Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｕ山于都会促进Ｐ在晶界的偏聚，所以不同程 度的促进了可逆回火脆性。     

注射成形钨合金的显微结构对其力学性能的影响

采用一种新型半固态塑料体系粘结剂和多组元低分子混合溶剂进行快速溶剂脱脂、热脱脂、烧结,制备了性能较高的拉伸试样、冲击韧性试样和钨棒弹芯材料.测试了拉伸试样、冲击韧性试样及弹芯材料的显微组织与性能,研究了显微组织结构特征对其力学性能的影响.研究结果表明,注射成形弹芯材料的力学性能都优于传统方法制备的弹芯材料的力学性能,其拉伸断口和冲击断口均呈现大量的钨晶粒穿晶解理断裂;与标准拉伸样和冲击样相比,弹芯厚度较大的试样,完全脱除粘结剂很困难,试样中仍存在少量残留杂质,这些杂质大部分存在于晶界,使其冲击断口和拉伸断口上呈现较多的钨晶粒沿晶断裂,导致弹芯材料合金性能降低;烧结温度对断口形貌和力学性能也有较大影响.     

铸态铝镁钪合金的热塑性

采用半连续铸锭冶金法制备一种成分为Al-6Mg-0.4(Sc+Zr)的合金,铸锭样品经均匀化退火后,测试其在250,300,350,400,450,475和500 ℃时的瞬时拉伸力学性能,借助扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)的观察和分析,研究该合金的高温变形及断裂行为.结果表明:合金抗拉强度和屈服强度随温度的升高而降低,而其伸长率随温度的升高而增大;合金在300 ℃以下拉伸,断口为穿晶断裂型;在300 ℃以上拉伸,断口由穿晶断裂逐步向沿晶断裂转变;在400 ℃以上拉伸,断口基本上是沿晶断裂.在400 ℃以上变形,晶界区域有大量的强滑移带;在400 ℃以上晶内强度高于晶界强度,拉伸时变形优先在晶界区域发生,变形不均匀的结果导致铸坯热加工过程中开裂.Al-6Mg-0.4(Sc+Zr)合金铸坯的最佳热加工温度范围为350～400 ℃,在此条件下,合金的变形抗力较低,热塑性较好,又不出现热裂纹.     

微量镓对磷在晶界偏聚的影响研究

本文采用系列冲击试验,显微断口形貌和显微组织形貌观察,结合俄歇谱断口成分分析,研究了微量镓对中碳钢内磷在晶界偏聚的影响及其对钢的冲击性能的影响。试验结果表明,微量镓(含量在万分之几以上时)能够一定程度地阻止磷在晶界偏聚,(改变马氏体的形态)延缓回火过程;使得中碳钢不出现低温回火脆性,且具有较低的冷脆转折温度。     

GDL-1型高强韧贝氏体钢的不可逆回火脆性

本文研究了GDL-1型高强韧性贝氏体钢,在空冷状态下的回火冲击性能变化以及对应的显微组织和断口金相特征.结果表明,该钢经920 ℃加热空冷后获得条束状过渡形态的贝氏体加少量岛状贝氏体组织.在400 ℃～600 ℃的温度回火,分布于BF条束间的亚稳态残留奥氏体开始大量分解形成沿条束界连续分布的碳化物,在BF条内的高密度位错区也诱导析出碳化物,导致在条束界产生高应力集中而引发准解理和解理开裂,出现不可逆回火脆性,冲击能量显著降低.由于钢中的Si和Mn在原奥氏体晶界偏聚,抑制碳化物析出.在原奥氏体晶界未能沉淀出连续分布的碳化物,因此未见沿晶解理开裂特征,对应的断口金相呈条形准解理和解理的特征,其尺寸分别与BF条和束尺寸相吻合.该材料的不可逆回火脆性出现的温度范围与大多数合金结构钢相比提高约200 ℃.     

钨钼室温脆性的研究

对不同实验条件下制备的钨和钼的试样作扫描电镜、透射电镜和俄歇电子能谱分析。断口形貌分析表明,在室温下烧结态和再结晶态的断口呈典型的晶间脆性断裂,低形变及再结晶试样为晶间脆断和穿晶解理的混合型断裂,高度形变的试样断口呈纤维状韧性断裂特征,是纤维束撕裂、分层,而后单个纤维出现缩颈、微孔合并所致。在10~(-9)Torr高真空度下对新鲜断口作俄歇电子能谱分析证实,间隙杂质磷、氧和碳是钨的主要晶界杂质,而钾、氧和碳则在掺杂钨的晶界明显富集,可以确认这些在晶界大量富集的杂质是削弱晶界强度,造成钨钼室温脆性的基本原因.文中还分析了晶粒结构和亚结构对室温脆性的影响。     

热循环过程铁铬铝合金中α＇相沉淀

通过１２００℃缓冷至室温热循环过程，由于铬组元非平衡偏聚，加快铬在Ｆｅ２５Ｃｒ５Ａｌ合金中向晶界扩散，并产生富铬的α＇相沿晶及晶内沉淀；相变导致合金脆化，在晶界可观察到微米级α＇相，并产生穿晶解理断裂失效破坏。     

硅锰钼钒钢低温回火脆性问题的研究

本文利用冲击韧性试验,断裂韧性试验,显微断口形貌观察及离子探針等分析方法研究了硅锰钼钒钢的低温回火脆性。试验结果表明,不含钼的硅锰钢,有明显的低温回火脆性,这个脆性出现在360℃(以下简称360℃脆性)。加入钼(>0.33％)能使360℃脆性大大减弱,甚至完全被抑制。但钒含量从0.05到0.33％对360℃脆性无显著影响。钼和钒对断裂韧性的影响具有与冲击韧性相似的规律。离子探针的分析结果表明,硅锰钢360℃脆性的出现是与磷沿奥氏体品界的偏析有关。     

高锰奥氏体钢超低温冲击韧性

本文通过在超低温下的V型缺口夏比冲击试验和SEM断口分析研究了高锰奥氏体钢的冲击韧性及其影响因素。研究表明:含较高氮的合金对试验温度较敏感。随试验温度的降低,冲击韧性下降很快,对应在断口上是韧性断裂转变为脆性断裂;不含氮的合金冲击韧性变化不大,在-196℃温度下仍为韧性断裂。所有合金固溶处理空冷态的冲击韧性较高.铬含量增加,钢的韧性下降;锰含量对韧性影响有极大值,对应的锰含量为35％左右。     

热循环过程铁铬铝合金中α′相沉淀

通过１２００℃缓冷至室温热循环过程，由于铬组元非平衡偏聚，加快铬在Ｆｅ２５Ｃｒ５Ａｌ合金中向晶扩散，并产生富铬的α′相沿晶及晶内沉淀；相变导致合金脆化，在晶界可观察到微米级α′相，并产生穿晶解理断裂失效破坏。     

SPS烧结温度对93W-4.9Ni-2.1Fe合金微观结构及性能的影响

以高能球磨法制备的93W-4.9Ni-2.1Fe复合粉末为原料,采用放电等离子烧结技术制备93W--4.9Ni-2.1Fe合金,研究了烧结温度对钨合金微观组织及性能的影响.采用扫描电镜对试样的断口进行观察,采用能量色散谱仪对合金的组元进行成分分析.结果表明:①烧结温度对合金的性能有显著的影响,在1 350℃时钨合金的抗拉强度达到一个极大值,为981 MPa,此时钨合金的相对密度和W晶粒的尺寸分别为98.9%和5μm;②当烧结温度达到1375℃时,合金中Ni元素开始挥发,随着温度的快速上升,合金中Ni元素的挥发不断加剧,当烧结温度升高至1425℃时合金中Ni元素已完全挥发;③合金的断裂方式随着烧结温度的升高发生显著的变化,当烧结温度升至1350℃时钨合金的断裂方式由W晶粒界面分离向W-W、W-黏结相界面断裂转变,而当烧结温度超过此温度时钨合金的断裂方式又转变为W晶粒的沿晶脆性断裂;④SPS快速烧结能够有效抑制W晶粒的长大,促进钨合金的细晶强化作用.     

高温破碎烧结磁体制取各向异性NdFeB磁粉(Ⅰ)

为了使用NdFeB烧结磁体制取各向异性的高性能磁粉,研究了在较高温度下NdFeB烧结磁体机械破碎时的断裂行为.结果表明:破碎温度升至600℃以上时,由于共晶反应形成少量的液态晶界相而使烧结磁体明显易于破碎,其主要断裂方式由室温下的穿晶断裂转变成高温下的沿晶断裂.高温破碎的磁粉中,富钕相的X射线衍射峰强度明显高于室温下破碎磁粉的衍射峰.     

高温破碎烧结磁体制取各向异性NdFeB磁粉（I）

为了使用NdFeB烧结磁体制取各向异性的高性能磁粉，研究了在较高温度下NdFeB烧结磁体机械破碎时的断裂行为，结果表明：破碎温度升至600℃以上时，由于共晶反应形成少量的液态晶界相而使烧结磁体明显易于破碎，其主要断裂方式由室温下的穿晶断裂转变成高温下的沿晶断裂，高温破碎的磁粉中，富钕相的X射线衍射峰强度明显高于室温下破碎磁粉的衍射峰。     

旋锻对Mo-Ti-Zr合金性能及显微组织的影响

将Mo粉、Ti粉和Zr粉按质量比99.35:0.55:0.10混合,采用冷等静压和1920℃高温烧结制备直径为28mm的Mo-Ti-Zr合金棒材,然后,将合金棒材进行旋锻形变强化后续处理。研究旋锻工艺对Mo-Ti-Zr合金棒材密度、硬度等性能和组织结构变化的影响。研究结果表明:随着变形程度的增加,Mo-Ti-Zr合金棒材的相对密度和硬度逐步提高;在1250℃旋锻,当断面收缩率为33%时,Mo-Ti-Zr合金棒材相对密度提高到98.5%,洛氏硬度(HRB)为92.8。当断面收缩率为19.2%时,Mo-Ti-Zr合金棒材致密化速率最低;烧结态Mo-Ti-Zr合金棒材断口呈现典型的沿晶脆性断裂特征,晶界强度低;在1250℃旋锻,当断面收缩率达到33%时,Mo-Ti-Zr合金棒材转变为穿晶和沿晶的混合型断裂,晶界强度增加;在1380℃旋锻时,晶粒发生合并与长大。