孪晶马氏体的自协作效应及不变惯习面

本文计算了孪晶马氏体基体和孪生部份的应变张量,发现二者的切变分量大致相反,故应变能降低。马氏体片可依靠基体和孪晶间的自协作效应沿孪晶面的法问长大。根据对不同惯习面法线的位移矢量的分析,{10,3,15}f面可构成宏观的不变惯习面,而{575}f,{252}f和{111}f面则难以构成。

智能材料的发展

智能材料的研制是一个迅速发展的新领域，它吸引着诸如医学、生物材料、航空航天、材料科学以及计算机工程等众多学科研究者的关注。智能材料也是一种由传感器、信息处理器和驱动器构成的新型复合材料，它能够感知外界的刺激并改变自身的特性来适应环境的变化。从概念上，智能材料的基础是材料科学和计算机工程先进成就的结合，它使人们去探索利用材料复合的非线性效应来创造新型材料。

马氏体相变晶体学研究的最近进展

利用原子力显微镜(AFM)定量观测马氏体相变浮凸、对马氏体相变点阵变形特征进行研究所获得的新认识.在此基础上运用“位移矢量”理论对马氏体相变晶体学和形态学进行全面分析和研究,提出了马氏体相变的“不变平面应变”判据不具备普遍性以及{5 5 7}板条马氏体和{22 5}片状马氏体的惯习面均发生了较大转动的新观点.据此建立了{5 5 7}马氏体的形成模型,和实验结果吻合较好.最后根据马氏体变体间的自协作原理对孪晶马氏体和形状记忆合金中的多变体马氏体进行了全面的晶体学计算,其结果和实验值吻合,这样处理使表象理论的计算过程大为简化.

马氏体惯习面、形态及其转化

引言马氏体形态和惯习面的变化对其性能有重大影响。因此这是国内外极为关注的问题。不少学者提出了不同观点。其中主要论点是取决于马氏体形成温度或Ms点附近母相的屈服强度以及层错脆。但还没有从晶体学理论上将惯习面的变化与形态联系起来。本文试图按照这一思路来探讨马氏体惯习面和形态的转化规律及实质。

60Si2Mn钢连续加热奥氏体形成图的测定

利用膨胀法测定了60Si2Mn钢连续加热奥氏体形成图;对图中各相区显微组织进行了分析;给出了该钢在连续加热条件下,奥氏体的形成规律及特点。结果表明:在连续加热条件下,该钢加热至1200℃,仍有少量球状渗碳体不能溶解。且奥氏体难以实现均匀化。

金属材料与磁场

近年来,磁场渗透到了金属材料的很多领域,影响着众多的变化过程。本文就近来的研究成果,简要叙述了磁场对金属材料的凝固,相变及热处理,力学性能及腐蚀的影响情况,并分析了其可能的影响机理。

孪晶马氏体形成时的自协作效应和不变惯习面

前言以切变为主要特征的马氏体相变,应变能是主要的控制因素。如何使应变能降至最低,将对马氏体相变起重要作用。诸如马氏体形成时的自协作现象,不变平面应变和不变惯习面的产生均与此有关。尤其对于以弹性协调为主的热弹性马氏体相变和铁基孪晶马氏体的形成更为重要。马氏体相变晶体学表象理论以“不变惯习面”为判据。

含铝超高碳钢等温球化工艺的研究

在对超高碳钢进行铝合金化的基础上,利用成分不均匀奥氏体化加热控制,提出了锻态超高碳钢(UHCs-1 6Al)有效的无形变球化工艺,并利用扫描电镜对先共析碳化物的析出及球化进行了观察,分析了碳化物的球化机理.结果表明,通过对UHCs-1 6Al成分不均匀奥氏体化加热,使先共析碳化物在随后冷却时以粒状形式在基体上弥散析出,利用等温过程使其球化长大,并使奥氏体继续冷却时发生离异共析转变,从而获得球化组织;碳化物颗粒的尺寸可以通过等温温度和等温时间控制;当奥氏体化进行充分时,先共析碳化物析出的孕育期延长,部分碳化物在随后共析转变中以片状形式形成;UHCs-1 6Al最佳球化工艺的奥氏体化透烧温度和等温温度分别为850～870℃和780～800℃.

γ(fcc)→α(bcc)马氏体相变表面浮凸的AFM观察与定量分析

利用原子力显微镜 (AFM)及扫描电镜 (SEM)观察并定量分析了γ(fcc)→α(bcc)马氏体相变的表面浮凸。结果表明 :{ 2 5 9} f 马氏体表面浮凸为双倾动、帐篷 (∧ )型 ,{ 5 5 7} f 马氏体的表面浮凸为“孤立岛状”浮凸群 ,{ 2 2 5 } f 马氏体表面浮凸为具有层状结构的“三角形”浮凸群 ;{ 2 5 9} f 马氏体表面浮凸的宽度、高度及浮凸角度均大于 { 2 2 5 } f 马氏体“三角形”浮凸群 ,{ 5 5 7} f 马氏体表面浮凸群的高度最小 ,其浮凸角也最小。

第二相粒子含量对基体晶粒长大影响的计算机仿真研究

利用作者自行开发和改良的MonteCarlo计算机仿真算法，对含不同数量第二相粒子的虚拟材料基体中三维晶粒长大过程的影响进行了仿真和定量分析结果表明，随粒子体积分数增加，晶粒长大指数下降，停滞状态的晶粒尺寸分布宽度减小．通过计算机仿真获得了极限晶粒尺寸和粒子参量间的定量关系，并由几何模型绘出了证明．与文献中已有理论模型、计算机仿真及实验结果进行的比较分析表明。

锻造超高碳钢的球化工艺与力学性能

利用碳浓度不均匀奥氏体离异共析转变机制 ,借助于相图计算技术 ,对UHCs 1 0Al(含Al 1 0 %wt % )和UHCs 1 5Al(含Al1 5wt % )两种锻造超高碳钢提出了在三相区奥氏体化并在共析转变温度低限等温球化工艺 ,并对不同球化组织的力学性能进行了测定。组织观察表明 ,含Al超高碳钢锻态组织为极细的珠光体组织 ,Al的添加对网状碳化物有抑制作用 ,两种超高碳钢经最佳的球化工艺处理后得到了碳化物弥散分布于铁素体基体的复相组织 ,随碳化物球化程度的提高 ,塑性指标显著改善。球化UHCs 1 5Al超高碳钢达到了良好的综合力学性能 ,σb、σs 分别为 10 5 0MPa和 74 0MPa ,伸长率达到 14 %。

铝元素抑制超高碳钢中网状碳化物析出机理

借助相图计算、能谱分析及组织观察研究了铝元素对超高碳钢中网状碳化物析出过程的影响,含碳1.5wt%的超高碳钢添加不同含量的铝后显著影响网状碳化物的析出:随铝含量增加,奥氏体晶粒尺寸愈小、晶界愈多,导致网状碳化物减薄;未溶碳化物愈多、奥氏体固溶碳含量愈少,导致网状碳化物析出量减少;晶界聚集铝量增加,聚集的铝抑制碳化物的形核及长大。当铝含量接近2.0wt%时,网状碳化物出现断续,甚至有的晶界没有碳化物析出,在球化过程中,该网状碳化物很容易球化。

Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni形状记忆合金管接头性能分析

对 Fe- 17Mn- 5 Si- 10 Cr- 5 Ni合金管接头的形状记忆效应和连接性能进行了系统地分析 ,结果表明 :1形状恢复率随着预变形量的增加而降低 ;最大可恢复应变出现在 4%～ 6 %之间 ;预变形量为 4.5 %～ 8%时管接头的紧固力较大 ,耐压密封性较好。 2热—机械训练可显著提高管接头的形状记忆效应、连接的紧固力和耐压密封性。 3管接头的形状记忆效应随着其壁厚的增大而降低 ;管接头壁厚有一个合理的取值范围 ,可使其连接的紧固力较大、耐压密封性较好。 4管接头连接长度越长 ,管接头的紧固力越小而耐压密封性越好。5管接头结构对管接头连接的耐压密封性影响很大 。

Fe-Mn-Si形状记忆合金低温松弛机理

采用X射线衍射、透射电镜以及恢复力测量,研究了Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni合金的低温松弛性能.结果表明,实验合金的低温松弛十分严重,恢复力在-60℃时较室温下松弛了57.17％.低温松弛后实验合金组织中存在较多的ε和α＇马氏体,这些ε和α＇马氏体主要是由应力诱发产生的.温度降低相变驱动力增大,在恢复力的作用下发生应力诱发ε和α＇马氏体相变是导致Fe-Mn-Si合金低温松弛的根本原因,诱发的ε和α＇马氏体量越多,松弛程度就越高.

低、中强度脉冲磁场回火对高速钢的组织和性能的影响

用自制的低、中强度脉冲磁场(25—100kA/m)热处理设备对高速钢的回火进行了系统的研究。发现,高速钢在脉冲磁场中回火可显著加速二次硬化过程,促进残余奥氏体转变,使回火时间缩短一半以上。X射线和电镜分析表明:脉冲磁场回火不仅使马氏体中合金碳化物的析出更加均匀弥散,而且使马氏体的正方度明显升高,从而赋于高速钢更高的硬度和红硬性。并经生产实际考核证明,经脉冲磁场回火的高速钢中心钻、丝锥和螺帽孔冲头的服役寿命平均提高40—140%。

Fe-Mn-Si形状记忆合金应力诱发马氏体相变的X射线分析

采用X射线衍射法对Fe 17Mn 5Si 10Cr 5Ni和Fe 17Mn 5Si 2Cr 2Ni 1V合金的应力诱发马氏体相变进行了定量的分析。研究结果表明 ,Fe 17Mn 5Si 10Cr 4Ni合金试样在室温下拉伸 ,当变形量约为6 %时 ,应力诱发ε马氏体的体积分数达最大值约 6 4 % ;在预变形量超过 5 %时 ,α′马氏体即开始出现且增加迅速 ;揭示在大变形下 ,Fe Mn Si合金中发生了应力诱发γ→ε→α′马氏体相变。Fe 17Mn 5Si 2Cr 2Ni 1V合金试样在室温拉伸时应力诱发ε马氏体量较Fe 17Mn 5Si 10Cr 4Ni合金更多 ,即使在预变形量超过 10 %时 ,也不出现α′马氏体。预变形温度降低 ,可促进应力诱发马氏体相变。

NdFeB粘结磁体性能影响因素的研究

采用快淬NdFeB磁粉,通过粘结方法,制备了NdFeB粘结磁体.探讨了粘结剂、固化温度和模压压力对NdFeB磁体磁性能及力学性能的影响.试验结果表明,与液态环氧树脂相比,选择固态环氧树脂作粘结剂,可获得良好的粘结磁体磁性能和力学性能,其含量范围为2％～3％.固化工艺中的固化温度不宜过低,采用120～150℃之间为宜.在压制过程中,模压压力为600MPa时可以使粘结磁体的密度达到最佳值,且具有较好的磁性能和力学性能.

第二相粒子尺寸对基体晶粒长大影响的仿真研究

根据第二相粒子与基体晶界交互作用的微观物理基础，建立了复相材料晶粒长大的三维图像仿真方法、设计了含有相同体积分数、不同尺寸第二相粒子的复相体系，井全程仿真了三维复相材料的晶粒长大过程．对粒子尺寸影响基体晶粒长大的直接观察和定量分析表明：粒子尺寸越大，晶界的“脱钉”趋势越弱；晶粒长大到达停滞状态所经历的时间越长，停滞态下基体晶粒尺寸越大且尺寸分布的均匀性越低；极限晶粒尺寸与粒子尺寸之间并不存在简单的线性关系，需要考虑粒子弥散程度的影响.

一个新的三维材料晶粒长大的图像仿真算法

建立了一个新的三维材料晶粒长大的MonteCarlo图像仿真算法.算法构造简便,使用灵活.与原仿真算法相比,不仅具有明确的物理基础,而且可以明显提高模拟效率.该算法可方便地应用于立体材料水平截面、空间任意角度截面显微组织及其演变过程的直接观察,又能可靠地用于多晶体材料晶粒长大动力学、拓扑学等的定量分析.