Al−10Nb−3Ce−2.5B孕育剂对Zn−Al共析合金显微组织、阻尼和拉伸力学性能的影响

制备一种新型Al−10Nb−3Ce−2.5B孕育剂,并系统研究其对锌铝共析(ZA22)合金显微组织、阻尼和拉伸力学性能的影响。结果表明,该孕育剂对ZA22合金中的α相具有显著的细化作用(α相最低可被细化至约16μm),并可使得α相的形貌从粗大枝晶状转变为细小花瓣状。通过边−边匹配晶体学模型(E2EM)建立孕育剂中CeB_(6)和NbB_(2)颗粒与α相之间的位向关系(ORs),并基于该E2EM模型揭示孕育剂对ZA22合金的细化机理。与未细化ZA22合金相比,孕育细化ZA22合金的高温阻尼性能,特别是逆共析转变阻尼峰得到显著提升。此外,孕育细化ZA22合金的室温拉伸力学性能也得到了显著提高,具有最佳细化效果的ZA22合金的抗拉强度和伸长率分别比未细化ZA22合金的高18.56%和119.04%。对相关机理进行了讨论。

列车亚共析钢温变形过程中流变行为及组织演变规律研究

随着现代铁路交通的迅猛发展,对列车亚共析钢温变形过程中流变行为及组织演变规律的研究日益引起行业专家的关注。亚共析钢是铁路车辆中最常用的材料之一,其温变形过程中的流变行为和组织演变规律的研究对保障列车行车安全具有重要意义。通过深入研究温变形过程中的流变行为和组织演变规律,可以揭示亚共析钢的力学性能、塑性变形规律和组织演变机制,为优化亚共析钢的热处理工艺和制造工艺提供科学依据。这将有助于提高列车运行效率、降低维护成本,推动铁路交通事业的可持续发展。

均匀化及时效处理对Al-Zn共析阻尼合金组织及性能的影响

采用井式电阻炉熔炼及真空感应熔炼的方法制备名义成分为50Al-48.9Zn-1Ti-0.1Ce(原子百分数,at%)的合金,然后在380℃保温20 h进行均匀化处理,并于150℃下分别进行1 h、2 h、4 h、6 h,10 h的时效处理,研究了均匀化及时效处理对Al-Zn共析阻尼合金组织和性能的影响。结果表明:均匀化处理消除了原铸态组织中的枝晶偏析,此时合金主要由α-Al分布在η-Zn基体上的共析组织所构成。然而经不同时间时效处理后的合金则主要由η-Zn分布在α-Al基体上的共析组织所构成。随着时效时间的增加,α-Al相含量逐渐增加(在均匀态下以及时效1 h、2 h、4 h、6 h、10 h后α-Al相的面积百分数分别约为16.1%、40.3%、47.2%、54.7%、60.1%、68.2%),共析组织不断粗化,且其形貌逐渐从不规则片层或颗粒状向近似等轴的颗粒状而转变。随着时效时间的延长,Al-Zn共析阻尼合金的阻尼性能不断上升(对于时效10 h后的合金试样,当应变振幅为8×10^(-4)时,其tanδ的值约为0.052)。与均匀态下的合金相比,短时时效处理后Al-Zn共析阻尼合金的拉伸性能明显改善拉伸性能(在时效1 h时获得最高拉伸强度,其σ_(b)值约为197.6 MPa),但随着时效时间的进一步延长,合金抗拉强度呈现逐渐下降的趋势。

不同碳含量伪共析钢温轧组织与力学性能研究

通过SEM和拉伸实验研究了不同碳含量伪共析钢温轧后的组织与力学性能。结果表明:热水淬火后的伪共析钢中的铁素体随碳含量的增加而减少,珠光体含量增加。经500℃温轧后,35和45钢中的铁素体沿轧向呈长条状分布,而55钢中铁素体则为断续条带状分布。并且55钢中渗碳体破碎程度也最大,渗碳体分布也最为弥散,45钢中相较于35和55钢渗碳体破碎程度最小。随着碳含量的增加,钢的强度升高,塑性降低,屈服强度最高的55钢可达1308MPa,总延伸率最高的35钢可达6.4%。但是就综合性能而言,45钢的强塑比最佳,其性能甚至达到了低合金钢的水准。

共析钢过冷奥氏体动态相变过程中先共析铁素体的生成

通过在Gleeble1500热模拟试验机上进行单轴热压缩试验，研究了共析钢过冷奥氏体在A1～Ar1之间变形时的动态相变特征。结果表明：共析钢过冷奥氏体在变形过程中动态相变与等温相变具有明显差异。动态相变过程中首先沿原始奥氏体晶界形成先共析铁素体，随后生成的珠光体与等温相变得到的珠光体相比，其片层间距和渗碳体厚度较小。提高应变速率将导致动态相变完成时先共析铁素体含量增加，珠光体片层间距减小而渗碳体厚度略有提高。由此提出过冷奥氏体变形使共析点右移的观点，并给予初步解释。

过共析钢轨钢热处理工艺研究

利用淬火膨胀仪,结合金相和硬度,绘制过共析钢轨钢连续冷却转变曲线,并对其冷却过程中的组织性能进行分析。在此基础上,分析了冷速和终冷温度对过共析钢轨钢组织性能的影响,随着冷速增加和终冷温度的降低,硬度明显增加,但更容易生成马氏体。过共析钢轨钢热处理工艺设置需要合理匹配冷速和终冷温度,冷速可选择3.5~4.0℃/s,终冷可选择500~550℃,能够在不出现马氏体等异常组织的前提下获得高的硬度性能。

先共析铁素体与热处理工艺的关系

通过热处理试验、显微组织鉴别、截点法等手段,重点探讨并详细总结了热处理工艺对亚共析钢先共析铁素体组织的影响规律。结果表明:随着碳含量的增加,先共析铁素体由块状变成网状,数量不断减少;冷却速度加快,先共析铁素体一般呈网状析出;淬火时,随着预冷时间的增长,先共析铁素体由断续网状向块网状以及块状过渡;中碳钢正火时,随着加热温度的升高,奥氏体晶粒粗化,先共析铁素体呈针状析出的趋势增大。

基于离异共析转变的共析钢组织细化

通过在Gleeble 1500热模拟试验机上进行的单轴热压缩实验并结合SEM和EBSD分析技术,研究了共析钢在A_1—A_(r1)和A_1—A_(c1)温度范围内的两阶段变形对缓冷组织的影响。结果表明:共析钢在A_1—A_(r1)温度范围内进行过冷奥氏体形变后,在A_1—A_(c1)温度范围内再变形时,可以利用应变量控制再奥氏体化进程,在一定应变量下获得奥氏体与未溶渗碳体粒子的混合组织,在随后的缓冷过程中发生离异共析转变,获得超细化(α+θ)复相组织,其中α-Fe平均晶粒尺寸小于3μm,θ-Fe_3C粒子平均尺寸小于0.5μm。

高碳低合金钢中共析渗碳体微观结构的TEM研究

用透射电镜对几种高碳低合金钢中的共析渗碳体进行了观察发现渗碳体片不是均一的.在共析渗碳体内存在一些取向一致、宽度不等的铁素体亚片层、这些铁素体亚片层可把片状共析渗碳体隔断铁素体亚冲层所在平面的指数以｛211｝F为多.本文还分析比较了常见的条纹衬度与铁素体亚片层的区别。

桥梁缆索用过共析钢热轧盘条微观组织定量表征

利用金相显微镜(OM)、场发射扫描电镜(FEG-SEM)以及基于FEG-SEM上的X射线能谱仪(EDS)和电子背散射衍射系统(EBSD)分析研究了斯太尔摩冷却的国产盘条和盐浴淬火的进口盘条的微观组织结构。组织分析结果表明,斯太尔摩盘条组织表层的晶粒平均尺寸小于心部,盘条截面不规则珠光体片层结构较多,但片间距比盐浴淬火盘条片间距细;而盐浴淬火盘条表层和心部组织差异不大,珠光体片层结构较均匀。

我国重载铁路用过共析钢轨的试验研究

通过试验,分析我国重载铁路用过共析钢轨的化学成分、显微组织以及硬度、残余应力、断裂韧性、疲劳裂纹扩展速率、拉伸和冲击等性能,并与国外的过共析钢轨进行对比;对提高过共析钢轨耐磨和抗疲劳性能的机理进行研究。结果表明:我国研制的过共析钢轨,其踏面硬度为408HB,抗拉强度为1 360 MPa,断后伸长率为9.5%,轨头和轨底组织基本为珠光体,只有轨腰部位存在极少量的二次渗碳体,达到了我国过共析钢轨性能指标的要求;该钢轨的硬度、抗拉强度和断后伸长率与日本轨相当,但低于加拿大轨;钢轨闪光焊接头的硬度基本能满足标准要求,但轨腰和轨底的抗拉强度和冲击功偏低,因此需优化闪光焊焊后的热处理工艺;钢轨铝热焊接头的硬度低于标准要求,需研制硬度高的新型铝热焊剂;建议在重载线路上试铺我国研制的过共析钢轨以考核其使用性能。

过共析钢温变形过程中的组织演变 Ⅰ.铁素体的等轴化及Al的影响

利用Gleeble 1500热模拟试验机进行单轴热压缩实验,结合SEM,TEM和EBSD等方法研究了过共析钢温变形过程中的组织演变规律,重点讨论了铁素体的等轴化演变过程,同时考察了合金元素Al的影响.结果表明:过共析钢温变形经历片层渗碳体的熔断球化、铁素体的等轴化以及渗碳体的溶解再析出等过程.温变形初期,片层状渗碳体缺陷处局部熔断的同时其近邻铁素体内产生大量位错,并通过动态回复过程形成亚晶;继续变形过程中,由于渗碳体粒子钉扎,亚晶发生转动,导致大角度晶界的形成,即铁素体通过连续动态再结晶过程实现等轴化.Al的加入细化了铁素体晶粒尺寸,提高了等轴状铁素体晶粒大角度晶界的比例.

过共析钢温变形过程中的组织演变 Ⅱ.渗碳体的球化及Al的影响

利用Gleeble 1500热模拟试验机进行单轴热压缩实验,研究了合金元素Al的添加对过共析钢等温球化及温变形过程中渗碳体球化及所得超细(α+θ)复相组织的影响.结果表明:等温球化时,Al的添加使过共析钢获得较细小的渗碳体颗粒与较小铁素体晶粒的复相组织;在温变形过程中,合金元素Al能够阻碍Fe和C原子的扩散,减缓片层渗碳体的熔断球化及渗碳体粒子的粗化,抑制渗碳体粒子在铁素体内部的再析出,获得超细(α+θ)复相组织.

共析钢的过冷奥氏体动态相变和组织超细化

通过在Gleeble-1500热模拟试验机上进行单轴热压缩实验,研究了共析钢中过冷奥氏体在A_1-A_(r1)之间变形时的组织演变,探讨了共析钢中复相组织球化超细化的机理．结果表明:随着应变量的增加,片层珠光体在原始奥氏体晶界形成的铁素体生长前沿形核长大,并向原始奥氏体晶内推进,直至相变完成．片层珠光体生成后继续变形,发生渗碳体的溶断和球化,及铁素体的动态回复再结晶等轴化等过程．渗碳体的球化有两种机制,其一是由于Gibbs-Thomson效应,珠光体中片层状渗碳体发生溶断和球化,生成的大颗粒渗碳体主要分布在铁素体晶界;其二是纳米级渗碳体粒子伴随铁素体动态再结晶在晶内重新析出．实验证实,在合适的变形工艺条件下可以得到亚微米级铁素体与亚微米、纳米级颗粒状渗碳体的双相组织．

Si对过共析锰钢力学性能及晶界组织的影响

本文用ＳＥＭ，ＴＥＭ研究了Ｓｉ对过共析锰钢经９５０℃（＞Ａｃｍ）奥氏体化和５６０℃等温处理后的组织及力学性能的影响结果表明，Ｓｉ提高冲击韧性和延伸率，抑制先共析渗碳体在奥氏体晶界呈连续网状析出，并促进在过共析钢中晶界铁素体的形成．本文重点讨论了含Ｓｉ过共析钢中晶界铁素体的形成机理及其对韧性的影响．

亚共析钢的亚温淬火及其强韧化

概括介绍了亚共析钢亚温淬火的强韧化效应、机理及其影响因素,对使用性能有特殊要求的钢种亚温淬火热处理工艺的制定具有一定指导作用。

微量Sc和Zr对锌铝共析合金微观结构和阻尼性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、XRD及阻尼性能测试等手段研究了添加Sc和Zr对锌铝共析合金阻尼性能的影响。结果表明 :0 .2 1%Sc和 0 .15 %Zr使锌铝共析合金铸态组织显著细化 ,阻尼性能提高 ,阻尼稳定性提高 ;两种合金Zn 2 2 .1%Al和Zn 2 2 %Al 0 .2 1%Sc 0 .15 %Zr分别在约 2 0 8℃和 195℃出现内耗峰。分析认为Al3 Sc及Al3 (Sc ,Zr)质点对α/α ,α/β ,β/β界面的非弹性粘滞运动的阻碍引起高阻尼 ,并致使峰位移向低温。同时 ,这些质点有效地阻止位错的迁移和亚晶的形成、长大和合并 。

GCr15钢快速球化中离异共析转变临界过冷度的物理模型

为了实现GCr15钢球化过程的计算机控制,根据相变和扩散理论,建立了GCr15钢离异共析转变临界过冷度的计算模型,讨论了影响离异共析转变临界过冷度的因素。并采用定量金相方法,通过奥氏体中断淬火和等温球化实验对模型进行验证。结果表明:GCr15钢奥氏体化后剩余碳化物体积分数越大,碳化物颗粒尺寸越小,离异共析转变的临界相变温度就越低。模型的计算结果与实验吻合,该模型可以为GCr15钢球化退火工艺的设计和优化提供理论依据。

含TiCr_2Laves相过共析钛铬合金的制备

通过非自耗磁控电弧炉熔铸和 70 0℃ ,2 0h高温退火处理 ,制备出了含铬量为 18%～ 30 % (质量分数 )的含TiCr2 Laves相过共析钛铬合金 ,并研究了合金的组织变化规律。结果表明 ,稳定化系数为 2 .5 7～ 4 .6 2的过共析钛铬合金经过熔炼后 ,在随炉冷却条件下得到的是单相 β Ti组织 ;铸态合金在 70 0℃保温退火时 ,金属间化合物TiCr2 不仅沿晶界生成并形成连续分布 ,还在基体内部弥散析出 ;在随后的空冷过程中合金内局部发生 β Ti→α Ti+TiCr2 共析分解。合金含铬量越高 ,在高温退火时析出的TiCr2 量越多 ,尺寸越粗大 ,合金的硬度也越高。电弧熔炼 +70 0℃ ,2

冷变形过共析珠光体钢丝的微观组织演化

观察并研究了过共析珠光体钢丝在冷拉过程中的显微组织变化,并通过背散射电子衍射技术(EBSD)测试了变形过程中(应变量为0、0.54、1.58、2.29)过共析珠光体钢丝织构的变化。结果表明,过共析钢中渗碳体表现出良好的变形能力。随着应变量的增加,渗碳体片层经弯曲、剪切、拉伸等变形逐渐转向拉拔方向,最后形成平行于拉拔方向的纤维状组织。冷变形还引起了渗碳体部分溶解,定量测试表明渗碳体的溶解量随着应变量的增加而增加。由于溶解后的碳原子进入到铁素体晶格中,使得铁素体晶格点阵常数变大,其衍射峰随应变量的增加而产生微小左移。拉拔后的织构取向以平行于拉拔方向的<110>丝织构为主,且织构强度随着拉拔应变量增加而逐渐增强。