珠光体型高铁车轮钢的研究进展

珠光体钢具有高强度和优异的耐磨性,广泛应用于铁路车轮。首先总结了目前我国高速动车组车轮的应用现状、轮辋强韧性水平及主要损伤形式;其次,结合350 km/h自主化高铁车轮钢的研发思路从珠光体组织及夹杂物改性控制方面重点介绍了轮辋材料强韧化机理及超高周疲劳性能的研究进展;最后,从冶金与材料学角度提出了未来更高时速高铁车轮用钢的发展思路。

冷拔小口径16MnNiV无缝钢管的显微组织与力学性能演变规律

16MnNiV钢由16Mn,16MnV钢发展而来,棒坯经热穿孔轧制成为管坯后,再进行冷轧、冷拔和热处理,用于制备高强度小口径的高压油管。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射技术(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)以及物理化学相分析法研究了在拉拔制管过程中小口径16MnNiV无缝钢管显微组织与力学性能的演变,揭示了其微观组织以及第二相析出的变化规律,并计算了其强化增量,相关结果可以为高强度高压油管的材料研制和性能提升提供参考。结果表明,实验钢在拉拔制管过程中的主要组织为铁素体与珠光体,随着冷拔工艺的进行,实验钢的有效晶粒尺寸呈现减小趋势。从析出情况来看,一次拉拔后退火会增加其析出总量,二次拉拔后退火不改变其析出总量。通过EDS分析得知,析出的第二相粒子为VC。经过冷拔过程以及不同的热处理工艺,实验钢的抗拉强度和屈服强度均逐渐增加,伸长率逐渐降低。强化机理计算可知,由于冷拔过程变形量较大,实验钢屈服强度的提高主要来自于细晶强化的贡献。ϕ6.35 mm×3 mm圆管经过热处理后的抗拉强度达到960 MPa以上,屈服强度达到864 MPa,伸长率达到15.5%,相比于其他16Mn系高压油管产品,力学性能得到较大提升,同时获得了良好的强塑性匹配。

第二相与晶粒粗化时间及粗化温度

根据第二相的固溶度积公式,Ostwald熟化规律和第二相阻止晶粒长大的理论,提出了确定加热温度下奥氏体晶粒粗化时间和确定加热时间下奥氏体晶粒粗化温度的理论计算方法,并对0.04C-0.24Nb钢进行了高温金相试验和相应的理论计算,理论计算结果和试验结果良好吻合,这证明该理论计算方法是可行的,同时证实了高温下碳氮化铌质点的Ostwald熟化过程是受铌在钢中的体扩散所控制的。

钒在钢中的物理冶金学基础数据

根据近年来的试验及理论研究结果，同时参阅了大量国外文献资料，全面地搜集总结了钒在钢中的物理冶金学基础数据，可供有关研究工作者及生产技术人员参考选用。

铌在钢中的物理冶金学基础数据

根据近年来的试验及理论研究结果，同时参阅了大量国外文献资料，全面地搜集了铌在钢中的物理冶金学基础数据，可供有关研究工作者及生产技术人员参考选用。

钛微合金钢中碳氮化钛固溶量及化学组成的计算与分析

根据相关热力学理论,提出了钛微合金钢中钛、碳、氮元素在奥氏体中的平衡固溶量及平衡沉淀析出的碳氮化钛的化学式系数的理论计算方法,对典型化学成分的钛微合金钢进行了理论计算并对计算结果进行了分析。结果表明,通常情况下在较高温度析出或未溶的碳氮化钛相当接近于TiN。

二元微合金碳氮化物的化学组成及固溶度的理论计算

采用热力学计算方法推导出二元微合金碳氮化物化学组成式及有关元素在铁基体中的固溶度的理论计算公式,并导出其实用的迭代计算方法。根据所推导出的理论计算公式从理论上分析讨论了钢中各化学成分对二元微合金碳氮化物化学组成式的影响规律,这些规律与目前掌握的大量实验结果及经验规律良好吻合。

钒微合金钢中碳氮化钒固溶量及化学组成的计算与分析

根据相关热力学理论,提出了钒微合金钢中钒、碳、氮元素在奥氏体中的平衡固溶量及平衡沉淀析出的碳氮化钒的化学式系数的理论计算方法,对典型化学成分的钒微合金钢进行了理论计算并对计算结果进行了分析。

铌微合金钢中碳氮化铌化学组成的计算与分析

采用由热力学计算方法导出的二元微合金碳氮化物化学组成的理论计算公式,对一系列铌微合金钢中在奥氏体中沉淀析出的碳氮化铌的化学组成进行了实际计算,计算结果与有关文献给出的实验结果基本吻合。计算结果表明,碳氮化铌中碳化铌的摩尔分数x随温度的变化曲线一般为具有一极大值的连续上凸曲线;钢的化学成分中C量升高将使x增大,N量升高将使x减小,Nb量升高将使x增大;C、N量升高将使x取极大值的温度升高,而Nb量升高将使该极值温度降低。

微合金碳氮化物在铁素体中沉淀析出的PTT曲线的理论计算

根据经典形核长大动力学理论,分析解决了包括相变化学自由能、界面能、形核沉淀方式等一系列相关参量的理论计算或理论处理问题,由此提出了微合金钢中微合金碳氮化物在铁素体基体中沉淀析出的PTT曲线(沉淀量-温度-时间曲线)的相对定量理论计算方法。

硫化锰在钢中的Ostwald熟化过程的控制性元素的理论分析

根据稀溶体中第二相的Ostwald熟化的理论 ,分析计算了钢中硫、锰元素的相对含量对硫化锰在钢中的Ostwald熟化过程控制性元素的影响。计算结果表明 ,钢中硫化锰的Ostwald熟化过程的控制性元素是硫还是锰主要取决于 (Mn -R·S)是否大于C值 DMn -γRDS -γ10 5.0 2 -1162 5/T(DS -γDMn -γ- 1) ,当含锰的合金钢、低合金高强度钢和普碳钢中的锰含量大于 0 7%时 。

薄板坯连铸连轧时夹杂物在奥氏体中形成与控制的理论考虑

根据奥氏体中第二相的固溶度积理论、Ostwald熟化理论、晶粒尺寸控制理论和沉淀强化理论 ,对薄板坯连铸 连轧时钢中主要夹杂物在奥氏体中形成的可能性及其尺寸的控制进行了理论分析计算。结果表明 ,硫化锰是有可能控制使之在奥氏体中以 10 0nm以下尺寸沉淀析出 ;而氧化铝夹杂在目前条件下很难使之完全在固态铁中析出。夹杂物在钢中控制再加热时奥氏体晶粒尺寸及产生沉淀强化效果的可能性的分析表明 ,固态铁中析出的硫化锰可有效抑制均热态奥氏体晶粒粗化并产生微弱的沉淀强化效果。

硫化锰与奥氏体之间半共格界面比界面能的理论计算

根据错配位错理论 ,提出了对钢中MnS与奥氏体之间半共格界面比理论计算方法 ,包括比界面能σ1,侧面上的比界面能σ2 ,MnS沉淀初期侧面上的比界面能σ′2 和平均比界面能的计算。当MnS尺寸很小时(≤ 10 0nm)MnS长短轴比为 5 3,当继续长大时 ,长短轴比值降低至 1

钢铁材料中第二相的作用

综合分析评述了钢中第二相的各种有利作用及有害作用,深入分析了其作用机制及规律,给出作用效果随第二相体积分数、尺寸、形状和分布的变化规律的关系式,由此可对钢中第二相提出明确的控制要求,从而充分发挥第二相的有利作用而避免和减轻其有害作用。

纳米材料与纳米技术的研究方向及应用前景

纳米材料具有独特的表面效应、体积效应和量子尺寸效应 ,使得材料的性能发生突变 ,纳米材料及采用纳米材料的纳米技术也因此成为材料科学与工程研究及应用最重要的发展方向之一。对国内外纳米材料及纳米技术的研究现状及其广阔的应用前景进行了综述 ,同时对纳米材料研制开发中的重要基础理论问题进行了探讨。

钢铁材料中第二相的控制原理与技术

综合分析了钢中第二相的体积分数、尺寸、形状与分布的控制技术原理及实际应用技术,通过对钢材化学成分及第二相的沉淀析出过程和Ostwald熟化过程的控制,可以有效控制第二相的种类、体积分数、尺寸、形状及分布。

Nb在铸铁中的物理冶金学作用原理

介绍了Nb在铁基合金中的存在形式,根据NbC和NbN在不同铁基合金中的溶度积公式,分析了Nb在铸铁中的存在形式。在此基础上,分析了Nb在铸铁中的作用机理。固溶Nb具有非常重要的调节共析相变及强化铁素体基体的作用,凝固过程析出的Nb(C,N)可显著提高耐磨性,在奥氏体温度区间晶界析出的Nb(C,N)能有效阻止晶粒长大,合适的成分设计和工艺措施可充分发挥Nb的作用效果。

与Fe_2B及纯硼平衡的在铁基体中硼的固溶度公式

根据热计算和相关文献的测试数据,推导出与Fe2B平衡的在奥氏体和铁素体中硼的固溶度公式分别为:lg〔B〕γ=3.348-7 503/T,lg〔B〕a=3.235-6 692/T.同时考虑Fe2B的形成自由能而推导出与纯硼平衡的在奥氏体和铁素体中硼的平衡固溶度公式分别为:lg〔B〕γ=2.287-2 825/T,lg〔B〕a=2.874-2 785/T,它们在相关的理论研究和生产实际应用中具有重要参考价值.

替代进口高性能烟叶复烤打叶刀具开发研究

研制出一种微合金化中碳结构钢作为打叶刀基本材料, 研制出一种新型的使碳化物颗粒与钢铁基体牢固结合的复合焊接新工艺, 由此研制生产出可替代进口的高性能复烤打叶刀, 其主要使用性能达到或超过国外进口产品. 对打叶刀基体材料的微合金化设计及热处理工艺设计、新型复合焊接工艺的优化及碳化物颗粒尺寸的优化进行了深入的分析探讨.

稀溶体中第二相质点的Ostwald熟化——Ⅰ.普适微分方程

本文综合分析了稀溶体中第二相质点在各种情况下的Ostwald熟化过程,从理论上导出了普适微分方程,由此分析了各种熟化过程之间的关系并得出一些有意义的结论。