基于晶界偏聚理论的应力与回火脆化作用的机理

应用平衡晶界偏聚理论模拟了应力与回火脆化相互作用后的杂质元素P的晶界偏聚过程,通过俄歇电子能谱试验对模拟计算结果进行验证,理论计算与试验结果的一致性表明:应力降低了杂质元素P的扩散系数,在无应力、468℃回火脆化处理过程中,杂质元素P的扩散系数为1.62×10-20m2/s,而在146.68MPa拉应力作用下,杂质元素的扩散系数降低为1.28×10-20m2/s;应力对2.25Cr-1Mo钢回火脆化具有一定的阻碍作用,且这种作用随着回火脆化程度的增加而逐渐增大,二者满足Δcp(S)=0.002exp(cp/0.292)+0.053关系.     

Auger电子能谱分析方法及其在2.25Cr-1Mo钢回火脆性中的应用

介绍了Auger电子能谱（AES）分析方法、分析原理和试验过程，并对主要试验参数进行了讨论。同时，基于AES分析方法，对加氢反应器用2.25Cr-1Mo钢及其在步冷脆化和修正步冷脆化状态下进行AES分析试验。结果表明，2.25Cr-1Mo钢回火脆化机理是杂质原子P在晶界偏析所致，材料加速脆化的机理是材料中杂质原子P在晶界上不断偏析所致。     

加氢反应器回火脆化动力学模型

基于晶界偏析理论，以广泛应用于加氢反应器的材料2.25Cr-1Mo钢为研究对象，以2.25Cr-1Mo钢中杂质元素P的晶界偏析为基础，研究加氢反应器回火脆化动力学，建立加氢反应器长期使用过程中产生回火脆化动力学模型（混合模型），为在役加氢反应器材料损伤的研究以及寿命预测提供理论基础。     

位错结构遗传与回火脆化倾向

作者通过系列冲击实验和透射电镜,研究了高温形变遗传热处理60Si2Mn钢的位错结构遗传性与回火脆化倾向。结果表明,遗传处理后,试样仍然保留着稳定的位错网络和平行位错偶极子结构。它显示出遗传位错具有相当的稳定性。并且通过遗传位错扩散管道,促进了脆性杂质P原子向晶界偏聚,提高了材料的回火脆化倾向。     

锰对结构钢中磷在晶界偏聚的影响

作者通过 IMA—Ⅱ型离子探针和萃取分析等实验方法,研究了锰对磷在晶界上偏聚量的影响。结果表明,锰和磷的共偏聚作用控制着磷的晶界偏聚量,而基体中锰的固溶量又控制着这种共偏聚作用,从而控制着含锰结构钢韧脆转变温度的高低。脆化初期,锰和磷向晶界的偏聚作用强,使韧脆转变温度升高。随着回火脆化时间增加,锰和磷向晶界的偏聚趋于平衡,与此同时,锰不断溶入渗碳体,使磷发生共偏聚的基体固溶锰量降低,又使磷从晶界上解聚,导致韧脆转变温度降低。     

中温低张应力下磷在2．25Cr-1Mo钢中的晶界偏聚研究

采用俄歇电子能谱仪(AES)研究了在520 ℃,40 MPa的张应力下2.25Cr-1Mo钢中磷元素的晶界偏聚行为.经检测发现磷在晶界处发生了明显的非平衡晶界偏聚现象,其临界时间为0.5 h,此时磷原子的偏聚量为14.82%(原子百分比).根据徐庭栋的中温低张应力引起的非平衡晶界偏聚理论模型进行分析,发现张应力使磷-空位复合体的扩散系数增加了1个数量级,使磷原子的扩散系数降低了4个数量级,且俄歇试样的断口形貌与晶界磷原子的偏聚结果相一致.     

锰结构钢中的脆化元素和铈

本文通过系列冲击试验和俄歇谱仪等试验,较系统地探讨了磷、锑、铋在晶界上偏聚脆化锰结构钢的能力,以及铈在晶界上偏聚韧化锰结构钢的作用。结果表明,按单位原子百分比计算,对锰结构钢脆化的能力从大到小的顺序是秘、锑、磷;铈韧化含磷锰结构钢的作用最强,韧化含锑锰结构钢的作用居中,韧化含铋锰结构钢的作用最弱。     

AES与计算机模拟技术研究Ce-P晶界共偏聚

用俄歇能谱分析(AES),结合计算机模拟技术研究稀土元素Ce与杂质元素P在铁中的晶界共偏聚规律。实验结果表明,在P含量较低的情况下,Ce有抑制P晶界偏聚的作用,而当P含量较高时,Ce却有促进P晶界偏聚的作用。计算机模拟结果表明,当晶界上P的偏聚量不同时,Ce原子与P原子在晶界形成的偏聚结构不同。Ce对P在晶界偏聚作用的改变主要是因为晶界偏聚的P浓度不同使Ce与P晶界共偏聚所形成的最低能量结构改变。     

加氢反应器用1.25Cr0.5Mo钢的回火脆化试验研究

通过对加氢反应器的常用钢种 1.2 5Cr0 .5Mo钢的力学性能、化学成分的测定 ,初步判定该材料具有较好的抗回火脆性 ;同时对其进行加速回火脆化试验 (步冷试验 )及充氢试验 ,以模拟实际的工作条件 ,进一步确定其回火脆化程度 ,为实际操作提供理论依据     

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。