冷却速率对Al-50%Si合金微观组织的影响

采用熔体水淬法(水冷法)、气雾化法和单辊熔融纺丝技术(甩带法)制备不同冷却速率的快速凝固过共晶Al-50%Si合金,并通过扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和X射线衍射仪(X-ray diffractometer,XRD)分析了快速凝固与常规凝固的差异,以及快速凝固Al-50%Si合金微观组织的演变。结果表明:在水冷的Al-50%Si合金组织中观察到了树枝状的Al相,较大的过冷度导致这种亚共晶组织的形成,此组织属于非稳定状态,且共晶Si完全细化至纤维状;随着冷却速率的增加,在甩带试样中Al相的树枝状组织消失;通过甩带以及气雾化制备的Al-50%Si合金中,初晶Si颗粒被明显细化,由常规凝固的200μm细化至20μm左右,使Si在Al基体中的固溶度增大,造成Al基体晶格发生畸变。

冷却速率对ZG40CrNi2Mo大型铸件凝固组织及元素偏析的影响

为了研究铸件凝固过程中不同冷却速率对其凝固组织与元素偏析的影响,利用铸件凝固过程数值模拟方法和自研的高通量凝固过程热模拟实验装置,开展了ZG40CrNi2Mo优质调质钢在不同冷却速率下的凝固模拟实验。结果表明:ZG40CrNi2Mo调质钢的二次枝晶臂间距λ_(2)与局部凝固时间t的关系符合λ_(2)=36.03 t0.26;随着冷却速率的降低,Cr元素偏析呈现上升趋势,Ni元素偏析先上升后降低;Mo元素偏析最为严重,但是对于冷却速率的变化不敏感。

冷却速率对La基非晶合金β弛豫行为和应力弛豫的影响

β弛豫行为及应力弛豫是探索非晶合金微观结构非均匀性的重要切入口.β弛豫行为及应力弛豫与非晶合金扩散、玻璃转变行为以及塑性变形等密切相关,探究它们之间关联有重要科学意义.本文以典型的La基非晶合金作为研究载体,系统地探究了通过不同冷却速率所得块体样品与条带样品的β弛豫特征及应力弛豫行为.结果表明,冷却速率是控制玻璃体系能量状态,进而影响其物理力学性能的重要参数.冷却速率越大,低温内耗更大,对应β弛豫激活能更小,β弛豫行为在温度谱中展宽更大,表明高冷却速率导致原子移动性更大,微观尺度结构非均匀程度更高.基于应力弛豫测量与分析,发现高冷却速率变形特征时间减小,归一化应力衰减幅度更大,在外加力场作用下更易变形,变形单元更易激活以容纳结构形变.本研究为进一步厘清非晶合金β弛豫、变形及微观结构非均匀性之间关联提供了思路.

不同冷却速率对GH4151高温合金定向凝固组织及元素偏析的影响

为了进一步降低合金凝固偏析程度和优化真空自耗冶炼(VAR)工艺,利用液态金属冷却法(LMC)对GH4151合金进行定向凝固实验,采用光学显微镜、扫描电镜及电子探针等研究了冷却速率对GH4151合金定向凝固组织及元素偏析的影响。结果表明:随着冷却速率的增加,一次枝晶间距λ_(1)及二次枝晶间距λ_(2)均逐渐减小,两者与冷却速率间满足相似的函数关系。而且,枝晶干及枝晶间γ′相尺寸也随冷却速率的增加逐渐减小,组织均匀性提高。对凝固组织元素成分分布的电子探针分析表明:GH4151合金主要偏析元素为W、Nb、Ti,偏离程度在20%以上,且3种元素显微偏析程度均随冷却速率的增加而加重,原因在于随着冷却速率增加,凝固前沿固相层可供溶质扩散的时间减少,扩散效果减弱。

冷却速率对MarM247铸造合金组织及拉伸性能的影响

通过研究定向凝固Mar M247合金冷却速率和显微组织,显微组织同拉伸性能间的关系,推导出合金冷却速率同拉伸性能间的关系。结果表明,冷却速率0.15~2.00℃/s,随着冷却速率的增加,合金二次枝晶臂间距(λ^(2))、最大碳化物尺寸(C_(1))和共晶平均尺寸(E_(4))逐渐减小,且分别满足λ_(2)=42.68·^(■-0.2548),C_(1)=-22.95·log■+38.59,E_(4)=-11.21·log■+26.88关系式。而相同浇铸温度(1480℃)和模组结构,不同模壳温度(950℃、1000℃、1100℃、1180℃)试验浇铸所得铸件合金组织(二次枝晶臂间距、最大碳化物尺寸和共晶平均尺寸)同其屈服强度和抗拉强度也呈负相关关系。借助合金组织特征参数推导出的冷却速率和拉伸性能关系式,为利用冷却速率评估、计算铸件力学性能提供了参考。

球化退火冷却速率对SR19热作模具钢组织和硬度的影响

利用DEFORM软件模拟得到大尺寸(200 mm×800 mm×2 000 mm)SR19热作模具钢在退火降温过程中不同深度位置的温度场,根据降温曲线设计该钢小尺寸试样的球化退火工艺,如下:将试样加热至860℃保温2 h,分别以不同速率(15,30,45,60℃·h^(-1))缓冷至740℃保温4 h,再炉冷至500℃后空冷至室温。分析了冷却速率对试样组织和硬度的影响。结果表明:随着冷却速率增大,试样中的先共析铁素体含量和碳化物分布均匀程度均先减小后增大,球化率先保持平稳后快速下降,退火硬度先减小后增大;当冷却速率为45℃·h-1时得到的显微组织最佳,碳化物分布均匀,球化率较高,先共析铁素体含量较少且出现了硬度的回落。先共析铁素体产生的原因主要是退火过程中冷却速率的控制不当导致奥氏体优先转变为铁素体并保留在最终组织中。

家猪体质量对尸温平台期及冷却速率的影响

通过观察不同体质量家猪死后尸温变化规律,研究体质量对尸温平台期及冷却速率的影响,为完善一级反应动力学死亡时间推断方法提供重要参数。15头家猪按体质量分为10、20、30kg三个实验组,每组5头,通过心内快速注射10%氯化钾溶液将其处死,尸体置于15℃环境条件下,每分钟自动测量一次直肠温度,持续24 h。分别统计家猪死后2 h和24 h的尸温数据,两组数据均用单因素方差分析方法,分别观察体质量对尸温平台期时长及尸冷速率常数大小的影响。结果显示,环境温度相同条件下,10、20、30 kg家猪死后平台期时长分别为43、29、52 min,组间无显著性差异(F=3.2,P>0.05);10、20、30 kg家猪死后尸温冷却速率常数分别为0.1052、0.0939、0.0818,组间差异显著(F=28.2,P<0.05)。实验证实,随着体质量的增加,家猪死后尸温冷却速率常数逐渐变小,两者呈负相关关系,但尸温平台期并未随体质量增加出现相应延长现象。

船用锚链钢的冷却速率对其硬度和韧性的影响

船用锚链钢是在恶劣海洋环境下承受巨大载荷的重要组成部分。钢材的硬度和韧性是评估其力学性能的重要指标。本文旨在探讨船用锚链钢的冷却速率对其硬度和韧性的影响,并通过实验方法得出相应的结论。实验结果表明,适当调节冷却速率可以实现船用锚链钢性能的优化,提高其综合性能。

钢铁淬火过程中冷却速率对显微组织的影响

文章系统研究了冷却速率对钢铁淬火过程中显微组织及其力学性能的影响。淬火过程中,通过调节冷却速率,可以形成不同的显微组织,如马氏体、珠光体、贝氏体和铁素体,并显著影响材料的硬度、强度和韧性。通过具体实例和数据分析,详细探讨了不同冷却速率下显微组织的变化规律及其对材料性能的影响,强调了合理控制冷却速率在实际生产中的重要性。研究结果为优化钢铁淬火工艺提供了科学依据,有助于提升钢铁材料的综合性能。

卷取温度与冷却速率对含铌热轧双相钢显微组织与拉伸性能的影响

将含铌双相钢在相同工艺参数下进行热轧并分别以冷却速率60℃·s^(-1)一次水冷至610℃或不同冷却速率两段式水冷至461,434,410℃后进行卷取,分析了卷取温度和冷却速率对热轧双相钢显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:4种工艺下热轧双相钢组织均主要由铁素体和马氏体构成,在卷取温度为461℃以下时还出现了贝氏体;随着卷取温度的降低,马氏体含量降低,贝氏体依次呈分散颗粒状、聚集颗粒状和板条状,热轧双相钢的屈服强度增大,抗拉强度先减小后增大,屈强比增大,断后伸长率先增大后减小;当以一次和二次冷却速率分别为53,79℃·s^(-1)两段式水冷至461℃进行卷取后,热轧双相钢的拉伸性能最佳,平均屈服强度、平均抗拉强度、平均断后伸长率分别为459 MPa,591 MPa,35.63%。

不同温度及冷却速率下花岗岩动态拉伸力学特性

深部高温岩石往往会受不同冷媒介质作用,其力学特性的劣化极易诱发岩体工程灾害。考虑3种冷却方式(高温炉中冷却、空气自然冷却及水中快速冷却),首先研究高温(200~800℃)花岗岩圆盘试样热−冷处理后其内部微裂纹分布及纵波波速变化规律。然后基于改进的SHPB试验系统,对不同热−冷处理后的花岗岩试样开展动态劈裂试验,研究不同加载速率下试样应力平衡状态、动态拉伸强度及变形破坏特性的演变规律。结果表明:①岩石内部损伤程度随冷却速率增大而增大,水中冷却后试样波速下降率最大,内部产生的微裂纹数量最多。②不同温度及冷却速率下试样动态拉伸强度与加载率呈指数正相关关系;200℃时,冷却方式对试样动态拉伸强度影响较小;而400~700℃时,温度及冷却方式对试样动态拉伸强度影响较大,拉伸强度随温度及冷却速率的增大而降低。③温度及冷却方式对试样最先起裂位置处拉伸应变、起裂时间影响较大,最先起裂位置处拉伸应变随温度及冷却速率的增加而增加,起裂时间随温度及冷却速率的增加而缩短。④试样主要存在2种破坏模式:I类为试样存在中心主裂纹及端部粉碎区;II类破坏模式复杂,除了存在中心主裂纹及端部粉碎区外,还存在其他方向贯通裂纹。研究结果可为深部高温岩石工程的稳定性控制提供理论参考。

再结晶区变形后冷却速率对Nb-V-Ti-N微合金钢组织演变及力学性能的影响

利用Gleeble-3800热/力模拟机研究了Nb-V-Ti-N微合金钢的动态连续冷却转变规律,并探讨了再结晶区变形后冷速对其组织及性能的影响。结果表明:当冷速由0.1℃/s增大至30℃/s时,实验钢发生铁素体、珠光体、贝氏体和马氏体相变,冷速区间分别为0.1~30℃/s、0.1~8℃/s、3~30℃/s和15~30℃/s;随着冷速的增大,铁素体、珠光体和贝氏体相变温度分别由785、682和498℃降低到625、553和415℃,而马氏体相变温度则由342℃升高为365℃。当冷速由3℃/s增大至8、20和30℃/s时,钢中大角度晶界占比由0.734不断减少到0.509;平均有效晶粒尺寸先由10.62μm减小到7.46μm后增大到9.61μm,最小值在20℃/s获得;平均KAM值先由0.419°略降低到0.407°后升高到0.691°,最小值在8℃/s获得。此外,当冷速由0.1℃/s增大至30℃/s,实验钢的显微硬度由(197±23.3)HV0.1逐渐增加到(316±11.8)HV0.1,屈服强度由(475±67.1)MPa增加到(818±33.9)MPa。分析可知,为了获得良好的强度-韧性配合,实验钢再结晶区变形后适宜的冷速为8℃/s。

Mn含量及冷却速率对真空吸铸Al-Mn合金显微组织的影响

分别利用TEM,SEM,XRD分析Mn含量(质量分数,下同)及冷却速率对真空吸铸Al-Mn合金中Al6Mn相形貌的影响.结果表明:在Al-Mn合金中,树枝状Al6Mn相的枝晶夹角均为72°,随着Mn含量的改变,Al6Mn相形貌和析出量也在不断变化;Al-4%Mn合金(4%为Mn的质量分数,下同)中的Al6Mn相呈块状且析出量较少;Al-6%Mn和Al-8%Mn合金中的Al6Mn相呈块状和针状,析出量随合金中Mn含量的增加而增多;Al-10%Mn合金中的Al6Mn相呈树枝状和针状且大量析出,但二次枝晶臂退化严重,这是由于在真空吸铸过程中形成了二十面体的准晶相.此外,冷却速率的增大促进了Al-Mn合金中树枝晶析出,但抑制了星状析出相的生长,其外轮廓等效直径减小.

冷却速率对TB17钛合金显微组织和力学性能的影响

研究了不同冷却速率对TB17钛合金固溶态和固溶时效态的相组成、显微组织、拉伸性能和断裂韧度的影响。结果表明:TB17钛合金以不同的冷却速率进行固溶处理后,其显微组织均由残余β相以及其上分布的尺寸不一的片层状α相组成,仅发生了β→α相变,未发生β→ω相变和β→α″等相变;随着冷却速率的降低(由水冷到炉冷),其拉伸强度呈现逐渐增加的趋势,而拉伸塑性则先降低后升高。经固溶时效处理后,TB17钛合金的显微组织均由粗片状初生α相、残余β相以及其上弥散分布的细片层状α相组成;由于固溶冷却速率不同,使得在时效过程中析出的细片层状α相的大小和形态各不相同。随着冷却速率的降低,TB17钛合金的拉伸强度呈现逐渐减小的趋势,而拉伸塑性则呈现逐渐升高的趋势,同时断裂韧度亦呈现逐渐增大的趋势,尤其是炉冷的固溶时效态合金,其断裂韧度达到了148.06 MPa·m^(1/2)。

冷却速率对Zr-3.1Nb合金显微组织和拉伸性能的影响

为改善Zr-3.1Nb合金力学性能,采用热处理方法研究不同冷却速率对合金拉伸性能的影响。同时,结合X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电镜及透射电镜等检测手段分析合金试样物相组成与微观形貌。结果表明:随冷却速率的增加,Zr-3.1Nb合金试样屈服强度和抗拉强度分别从382,426 MPa提升至535,617 MPa。FC-2试样β相含量较高,存在较多滑移系,伸长率较好,为21.15%。所有试样均为塑性断裂,且随冷却速率升高,塑性变差。3组炉冷试样均由α相和β相组成,且β相为网状,α相为等轴状;空冷试样出现ω相,且α相为块状和板条状;水冷试样无β相,产生较多板条状α′马氏体相。较大冷却速率引起α相分布趋向分散,晶粒尺寸从FC-1试样的3.56μm减小至水冷试样的1.74μm。

冷却速率对60Cr13马氏体不锈钢微观组织影响规律

采用激光共聚焦显微镜对60Cr13马氏体不锈钢进行冷却速率为5~60℃/min的凝固试验,并使用金相显微镜对二次枝晶间距、碳化物析出形态进行观察,采用图像处理软件对共晶莱氏体的面积比进行测量。结果表明,与Thermo-Calc计算的热力学平衡状态不同,凝固过程中并未发现液相中析出铁素体相及随后铁素体相与液相形成奥氏体相的包晶反应,而是直接从液相析出奥氏体相,在奥氏体逐渐长大的同时排出富溶质液相,在凝固未期,富溶质液相发生共晶转变,形成莱氏体;二次枝晶间距与冷却速率存在y=402x^(-0.58)关系。另外,随冷却速率的提高,共晶莱氏体的尺寸逐渐减小,数量逐渐增加,整体面积占比逐渐减小。

冷却速率对绿豆凉粉及其贮藏品质的影响

为获得绿豆凉粉最佳冷却条件和冷却速率,本试验通过控制冰箱和恒温恒湿箱的冷却温度[冰箱(4、-10、-18℃)静冷和恒温恒湿箱(25、15、4℃)风冷],创造绿豆凉粉不同的冷却速率,解析冷冻速率对绿豆凉粉在贮藏过程中色泽、质构、晶体结构及老化特性的影响。结果表明,不同冷却方式和冷却温度下,凉粉的冷却速率有显著差异,恒温恒湿箱4℃风冷的冷却速率最大;不同冷却速率对绿豆凉粉的色泽、质构品质和老化特性有一定的影响,冷却速率越大,制备的绿豆凉粉在贮藏期间的亮度值(L*)、硬度及老化焓值越低。同时,不同冷却速率对凉粉老化过程中晶型结构无显著影响,但对结晶度有显著影响,冷却速率越高,淀粉结晶度越低。可见,冷却速率对绿豆凉粉及其贮藏品质具有一定的影响,冷却速率越大,新鲜凉粉及其贮藏期间的品质越好。本研究结果为绿豆凉粉冷却加工工艺的制定提供了依据。

光热电站熔融盐储热罐冷却速率研究

开展熔融盐冷却速率研究可为储热罐在不同情景下的高效利用及运行策略的选择提供参考。熔融盐冷却速率受到其热损失的直接影响,该文通过使用Modelica语言建立Andasol-1电站50MW储热罐热损失计算模型,探究熔融盐热损失变化规律,依此提出对罐体不同位置增加电加热装置的多种方案,并进行仿真分析和储热罐(火用)效率对比。结果表明:熔融盐与罐体底部对流换热损失占比最大,罐壁温度会通过与熔融盐对流换热和辐射换热的方式,对熔融盐热损失产生较大的影响。与传统的电加热方式相比,提升罐内气体温度不仅能够有效减缓熔融盐冷却速率,还可以使熔融盐热损失有明显的下降。

回归冷却速率对Al-Zn-Mg-Cu合金型材组织与性能的影响

通过硬度、电导率、室温拉伸、局部腐蚀和应力腐蚀等性能测试,结合金相显微镜和透射电镜等微观组织表征方法,研究了回归再时效工艺中不同回归冷却速率对Al-Zn-Mg-Cu合金型材组织与性能的影响。结果表明,回归冷却速率分别为660.0、12.7和0.5℃/min时,合金的抗拉强度分别为663.1、653.4和636.9 MPa,电导率分别为35.1%IACS、35.2%IACS和36.8%IACS,剥落腐蚀等级分别为EC、EB-和EB,应力腐蚀敏感性指数值分别为4.7%、4.0%和3.2%,晶界析出相沿长度方向的平均尺寸分别为48.7、54.7和68.7 nm,晶界析出相分布间距分别为28.9、33.6和40.3 nm。析出相尺寸与分布的变化是引起合金性能变化的主要原因;综合考虑合金力学性能与抗腐蚀性能,适宜的回归冷却速率范围为0.5~12.7℃/min。

冷却速率对2507超级双相不锈钢σ相析出的影响

采用Gleeble 3500-GTC对Φ10 mm 2507超级双相不锈钢(/%:0.017C,6.22Ni,25.73Cr,3.39Mo,0.27N)进行1340℃至室温以冷速1~500℃/min连续冷却实验,并通过EPMA(电子探针)、EBSD(电子背散射衍射)和热力学计算分析冷却速率对超级双相不锈钢σ相析出的影响。结果表明:2507超级双相不锈钢在1℃/min的冷却速率下,组织中存在σ相,σ相的面积百分比为2.67%。当冷却速率≥10℃/min,组织只有奥氏体和铁素体两相组成。热力学计算结果表明,冷却速率越小,σ相析出越容易。