工程材料的成分,结构设计,工艺革新与性能优化

在介绍新材料开发中的当前成就和金属材料的特殊优越性的基础上，论证了工程材料开发中成分、结构设计和工艺革新是保证获得最佳使用性能的重要环节，指出了在注意新材料开发的同时，也应注意对传统材料进行“高技术”武装和再提高。     

统一黏塑性模型对9%-12%Cr马氏体耐热钢低周疲劳特性的数值模拟

9%-12%Cr马氏体耐热钢凭借其优异的综合性能,广泛应用于超超临界发电厂的主要部件。简要地概述了9%-12%Cr钢在循环载荷作用下的微观损伤机制,将材料微观组织演化过程与统一Chaboche黏塑性模型中内变量的变化相关联,应用Chaboche模型预测9%-12%Cr钢中P91钢,在500℃时不同应变幅值和不同应变速率条件下的循环应力-应变迟滞回线,将预测结果与已报道的试验数据进行比较,结果表明:不同条件下,该模型可以很好地预测P91钢的循环应力-应变迟滞回线,模型中运动硬化变量X描述材料在循环初期的应变强化现象,各向同性硬化变量R主要描述材料软化现象。     

半固态60Si2Mn的流变应力及组织特性

以应用广泛的弹簧钢(60Si2Mn)为研究对象,利用Gleeble-1500试验机进行了单向压缩实验,对其在半固态下压缩变形过程中的力学特性及组织演变规律进行了观察及分析.实验结果表明:在液-固两相区间半固态坯料的流变应力很低,只有10MPa左右;流变应力随变形量的增加而出现应变软化现象,变形速率对其影响比较复杂.在压缩变形过程中,半固态坯料固-液两相参与塑性变形的方式是不同的,其组织形貌与变形温度、变形量和变形速率都有直接的关系.     

Biomimetic coupling effect of non-smooth mechanical property and microstructural features on thermal fatigue behavior of medium carbon steel

Some kinds of particular functions possessed by natural organisms are often formed by coupling up the multiple typical features on their body surfaces. Inspired by the coupling phenomenon in biological system, the medium carbon steel specimens with the coupling effect of non-smooth mechanical property and microstructural features were fabricated by laser processing. Thermal fatigue behavior of specimens with biomimetic coupling surface was investigated and compared. The results confirmed that such a biomimetic method has the beneficial effect on improving the thermal fatigue property of medium carbon steel specimens. The related mechanisms behind the biomimetic coupling effect for explaining the enhanced thermal fatigue resistance were discussed preliminarily. Supported by the Key Program of National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50635030), Project 985-Automotive Engineering of Jilin University, International Cooperation key Project (Grant No. 2005DFA00850) and Transfer Foundation of Scientific and Technical Fruits in Agriculture (Grant No. 2007GB23600467) of Ministry of Science and Technology of China     

Q&P钢配分过程中的组织演变

利用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射和电子探针等研究了0.2C--1.51Si--1.84Mn钢在配分阶段组织的演变情况.配分温度为400℃时,碳在10 s时就可以完成配分,得到残余奥氏体最大体积分数为13.4%.随着配分时间的增长,钢中马氏体发生回火现象,奥氏体发生分解,强度、延伸率降低.当配分时间达到1000 s时,屈服强度、延伸率突然升高.分析认为马氏体回火带来的塑性提高抵消了残余奥氏体量减少引起的塑性降低,并且由于渗碳体和碳化物的析出,变形时阻碍位错的运动,从而提高了屈服强度.通过电子探针分析说明配分阶段发生了碳的扩散,随着配分时间的增长,发生了渗碳体和碳化物的析出,降低了残余奥氏体中碳的含量.     

蛇形通道制备半固态A380铝合金浆料组织的演变

采用石墨质蛇形通道制备半固态A380铝合金浆料,并研究浆料制备过程中浆料组织的演变. 结果显示,合金熔体在蛇形通道内发生一次凝固,在其通道内壁的激冷和异质形核作用下形成大量的初生自由晶,半固态浆料的剩余液相在收集坩埚内发生二次凝固形成二次非枝晶. 初生晶粒的游离模型表明一部分初生自由晶直接生长为球晶,其他部分则成长为枝晶,枝晶在自搅拌的作用下发生缩颈和熔断,通过自旋转在蛇形通道内得到初步球化和熟化. 二次凝固形成的二次非枝晶在收集坩埚内得到初步球化和熟化,同时初生晶粒在收集坩埚内得到进一步球化、熟化和均匀分布.     

高Ru和高Cr对镍基高温合金组织稳定性的影响

在多组元的镍基高温合金中分别和同时加入高Cr和高Ru,经固溶处理后,在800～1100℃下进行10～1300h时效处理,观察组织并分析Ru、Cr以及二者交互作用对合金组织稳定性的影响. 结果表明:在无Cr和Ru的合金中,经过1000℃/1300h时效处理后无TCP相析出;加入高Cr的合金仅20h就在晶界发现了TCP相,50h后在枝晶干出现TCP相;在1000℃时效,TCP相比其他温度更易析出. 在同时加Cr和Ru的合金中,经过1000℃/1000h时效后并未发现TCP相的析出. 这说明高含量的Cr促进了TCP相的形成,而高Ru的添加在高Cr合金中也能有效地抑制TCP相的析出,提高组织稳定性.     

氮化硼作为催化剂载体的功能化改性及其应用进展

六方氮化硼(h-BN)具有良好的高温稳定性和抗酸碱腐蚀性,与多种半导体、金属等纳米材料复合可形成性能优良的新材料.但受禁带较宽和化学惰性所限,影响了h-BN在催化材料领域的广泛应用.对h-BN进行功能化,是开发h-BN材料新特性和扩大其应用领域的重要途径.概述了h BN在物理层面和化学层面的功能化制备方法,重点分析了对...     

恒定剪切作用下全尾膏体微观结构演化特征

全尾砂膏体作为一种塑性流体,其内部结构的形貌特征与浆体流动性能紧密相关,研究剪切过程中微观结构的演化特征,对于分析膏体管道输送及制备工艺中的流动行为具有十分重要的意义.本文借助扫描电镜技术,拍摄了不同搅拌时间的膏体微观结构图像.综合应用计算机图像处理技术和分形理论,估算了膏体微结构的分形盒维数,提出以结构系数λ作为微结构形貌特征的表征指标,建立了搅拌过程中微结构时间演化过程的数学模型.某铅锌尾矿膏体相关实验的结果表明：其结构系数λ随搅拌时间急剧减小,并逐渐趋于平缓,最终达到某一平衡状态.通过对实验数据的拟合,得到其演化模型相关的破坏系数及恢复系数,分别为0.171及0.491.     

轴承钢Ⅰ型疲劳裂纹扩展机理的研究

用三点弯曲试样测定了不同方法冶炼的轴承钢疲劳裂纹的扩展规律,研究了微观组织参数和晶界偏析对裂纹扩展的影响。结果表明晶粒和碳化物大小及晶界化学性质是疲劳裂纹扩展的主要控制因素。此外,运用位错偶极子理论讨论了轴承钢疲劳裂纹的扩展机理。