基于激光超声的低碳钢平均晶粒尺寸无损检测方法

采用激光超声非接触检测技术,选用各向异性较小的热轧钢板作为研究对象,通过对标准试样的检测分析对平均晶粒尺寸计算公式进行标定。通过分析完整的激光超声一次回波和二次回波的衰减来计算试样的平均晶粒尺寸,并采用电子背散射衍射技术对平均晶粒尺寸检测的结果来验证计算的准确性。针对在实际测量中超声波信号会受到设备稳定性、试样表面状态、检测环境的变化和试样内部组织的不均匀性等的影响,提出利用超声回波时域信号能量衰减来计算衰减系数的方法,即能量衰减特性分析方法,可以有效地提高平均晶粒尺寸的计算精度。

超声波透射技术无损评价粗晶材料平均晶粒尺寸

利用超声波透射法对粗晶材料的平均晶粒尺寸Ｄ进行了评定．研究结果表明，用超声波衰减变化Δα能够对材料的平均晶粒尺寸的波动进行无损评价，计算机处理曲线的变化特征与样品金相分析的结果符合得很好．

航空金属材料平均晶粒尺寸检测标准研究

为制定更适合我国民航行业的金属材料平均晶粒尺寸的检测标准,从标准评级图、面积法计算公式、断口晶粒尺寸法以及其他影响平均晶粒尺寸精确度的因素4个方面,比较分析ASTM和GB检测标准的主要的差异。结果表明:ASTM和GB的标准评级图相同,但给出的金属材料适用范围、放大倍数换算表格不同,导致评级结果精度差异;面积法中,ASTM标准中的圆形法和矩形法分别有Jeffries,Saltykov的研究成果作为支撑,更为科学,而GB使用的测量网格规定和计算公式有待改进;ASTM和GB对于晶粒尺寸等相关概念、检测方法使用规定等方面的表述和理解存在差异,对平均晶粒尺寸的精度存在影响;断口晶粒尺寸法为ASTM独有。在制定我国民航行业的金属材料平均晶粒尺寸检测标准时,相比GB/T 6394——2002,ASTM E112——2012标准更加详细、规范,实用性高,更符合我国民航行业行情。

纳米粒子的平均晶粒尺寸和晶格畸变的同时测定

本文使用积分宽度法同时确定了纳米CeO_2粒子的平均晶粒尺寸和晶格畸变率,讨论了使用X射线衍射数据同时计算纳米粒子的平均晶粒尺寸和晶格畸变的方法,以及应用Gaussian/Cauchy型方程进行数据处理的具体细节。研究结果说明,当计算纳米微晶的晶格畸变时,现有的一些简单计算方法可能使计算出来的晶格畸变值严重失实。

AZ31合金的平均晶粒尺寸与单道次轧制变形量之间的量化关系

研究了AZ31平均晶粒尺寸与单道次轧制变形量之间的关系,引入了形状因子概念,并计算了关于三者的回归方程,从数学方面分析了β相对AZ31合金变形性能的影响。通过固溶处理去除了β相,得到了AZ31平均晶粒尺寸与变形量之间的准确量化关系,为简化轧制生产提供了参考。

X射线衍射法测定纳米氧化铝的平均晶粒尺寸

以六硼化镧粉末作为标准样品,根据衍射拟合结果分离出任意角度下的仪器宽化值。对焙烧后的氧化铝样品进行X射线衍射分析,结果表明该氧化铝样品为α晶型结构。对样品因素(晶粒细化、微观应变)引起的宽化值分别使用高斯分布法和Hall法进行拟合,计算出氧化铝样品的平均晶粒尺寸。将计算结果与谢乐公式计算出的各晶面晶粒尺寸值进行对比,表明Hall法测试平均晶粒尺寸更加准确,衍射峰晶粒细化和微观应变引起的宽化函数遵循柯西函数关系,确认该氧化铝样品的平均晶粒尺寸为155 nm。

X射线衍射法测定纳米晶纯铝的平均晶粒尺寸

对放电等离子烧结制备的纳米晶纯铝样品进行了X射线衍射分析,并以完全退火的硅粉末作为标准样品来分离仪器宽化,提出了物理宽化后通过'积分宽度法'计算纳米晶纯铝平均晶粒尺寸的方法。结果表明:试验纯铝样品的平均晶粒尺寸为73.7nm,达到了纳米量级。

体积加权平均的晶粒测量程序

根据Hall-Petch关系,多晶金属力学性能与材料的晶粒尺寸有着明显的线性关系。然而,在例如焊接接头这种非均质的材料中,平均晶粒尺寸不能很好地测量,还需考虑晶粒尺寸分布的分散性。研究小组建立了一种基于体视学的体积加权平均的晶粒尺寸测量程序——点截距测量法,来分析焊接接头中非均质的微观结构,并通过理论推导验证了这种测量程序的合理性。

掺磷氢化纳晶硅薄膜的晶粒尺寸和晶格畸变的研究

采用等离子增强化学气相沉积在玻璃衬底上制备了掺磷氢化纳晶硅薄膜,并利用X射线衍射谱(XRD)和拉曼散射谱研究了PH3浓度(GFR=[PH3]/[Si H4])对薄膜平均晶粒尺寸和晶格畸变的影响.结果显示磷弱掺杂有利于晶化,而重掺杂抑制晶化.随着GFR的增大,Si(111)方向上的平均晶粒尺寸呈现出先减小后增大的趋势,而对应的晶格畸变则呈现了相反的变化趋势,小的晶粒尺寸诱导了大的晶格畸变.该结果可归结于与平均晶粒尺寸相关的表面增强效应.在掺磷氢化纳晶硅薄膜的制备过程中,PH起了关键的有效掺杂作用.

基于模糊数学的高强镁合金晶粒尺寸预测及热处理工艺优化

采用不同工艺对Mg-10Gd-3Y-0.5Zr高强镁合金进行了热处理试验,应用模糊数学方法构建了多元隶属函数,并对高强镁合金热处理后的平均晶粒尺寸进行了预测、检验和验证。结果表明:多元隶属函数不仅对Mg-10Gd-3Y-0.5Zr高强镁合金热处理后的平均晶粒尺寸具有较佳的预测能力,而且对Mg-15Gd-5Y-0.6Zr和Mg-8Gd-2Y高强镁合金热处理后的平均晶粒尺寸具有较好的预测能力。与生产线传统热处理工艺相比,采用试验优化热处理工艺制备的Mg-15Gd-5Y-0.6Zr高强镁合金的抗拉强度增加18%,屈服强度增加26%,断后伸长率增加7.7%;Mg-8Gd-2Y高强镁合金的抗拉强度增加17%,屈服强度增加25%,断后伸长率增加6.8%。

基于元胞自动机模型的铝合金晶粒尺寸预测

铸造过程期望获得细小均匀的等轴晶粒,但晶粒尺寸难以直接测量。因此,建立可靠的数学模型来预测晶粒尺寸是必要的。基于元胞自动机(CA)模型模拟枝晶生长,该模型在基于枝晶生长动力学基础上模拟铝合金凝固过程中的微观组织演变,以此获得平均晶粒尺寸。CA模型模拟结果与Lipton Glicksman Kurz(LGK)模型结果基本吻合,对AA5182铝合金搭建重力铸造实验,验证了模型的准确性。铸造过程中的晶粒形态根据温度梯度和冷却速度变化,进行一定规模计算总结平均晶粒尺寸与温度梯度、冷却速率的关系以预测铝合金铸件的平均晶粒尺寸。计算结果显示,降低温度梯度和增加冷却速度有助于细小晶粒尺寸的形成。

均匀化处理对激光选区熔化GH3536和GH4169合金组织和显微硬度的影响

GH3536和GH4169镍基高温合金常用来制造航空发动机等热端部件。采用激光选区熔化(selective laser melting,SLM)最优工艺参数制备GH3536和GH4169合金试样,研究不同均匀化温度和保温时间对两种合金组织演变、平均晶粒尺寸和性能的影响,利用OM、SEM、EDS等方法表征其缺陷特征和微观组织,利用维氏硬度仪测试合金的显微硬度。结果表明:成形态GH3536合金中存在更多缺陷,包括气孔、裂纹和未熔合;成形态GH4169合金中只存在气孔。均匀化处理使合金熔池消失,使晶粒长大成为等轴晶。GH3536合金晶界和晶内有M_(23)C_(6)析出,GH4169合金晶界和晶内有NbC析出,随着均匀化温度升高,析出物明显减少。GH3536合金的平均晶粒尺寸从1130℃,1 h的48.5μm增大到1250℃,4 h的100.9μm,增大了106.8%;GH4169的平均晶粒尺寸从1080℃,1 h时的57μm增大到1200℃,4 h时的87.4μm,增加了53.3%。GH3536合金经过均匀化处理后显微硬度下降明显,由原来262HV下降到180~190HV;与之相反,GH4169合金经过均匀化处理后硬度提高,显微硬度均保持在430~450HV之间,明显高于成形态试样的313HV。

基于田口法的离心铸造TiAl合金环形件组织调控工艺参数优化

为了获得TiAl合金环形件离心铸造过程中离心转速、浇注温度、浇注速度和模具预热温度对TiAl合金铸环凝固组织的影响规律,通过数值仿真和田口法,并利用晶粒尺寸和缩孔率的信噪比结果作为衡量铸件质量的指标,从而优化离心铸造工艺参数。试验结果表明:各工艺参数对晶粒尺寸影响因素大小依次为浇注速度、浇注温度、离心转速、铸型预热温度。各工艺参数对缩孔率影响因素大小则依次为浇注速度、离心转速、浇注温度、铸型预热温度。以晶粒细化程度最大、缩孔率最小作为优化目标时,最优工艺参数为离心转速600 r/min、浇注温度1620℃、浇注速度200 mm/s和型壳预热温度150℃。试验验证结果表明,该工艺参数制备出晶粒细小、组织致密的优质TiAl合金铸件。

微合金元素对Q345钢奥氏体晶粒粗化行为的影响

研究了单独与复合添加V/Nb/Al元素对Q345钢奥氏体晶粒长大行为的影响规律。以ASTM晶粒度级别等于6.0定义实验用钢的实用奥氏体晶粒粗化温度。结果表明:和Fe-V处理相比,以VN12进行微合金化可使Q345钢的奥体氏晶粒粗化温度提高约40℃;和Fe-Nb处理相比,Nb和V复合加入对Q345钢晶粒粗化温度无显著影响;Al微合金化Q345钢中复合添加微量Nb对其晶粒粗化温度无明显影响。Nb、V、Al的抗奥氏体晶粒粗化能力依次为:Nb>Al>V。

盾构刀具用5Cr5MoSiV1钢的奥氏体晶粒长大规律研究

研究了盾构刀具用5Cr5MoSiV1钢淬火时在不同的奥氏体化温度和保温时间下的奥氏体晶粒长大规律.结果表明:在1000～1150℃加热时,试验钢奥氏体的平均晶粒尺寸D-随加热温度T的升高而增大,且二者间的定量关系近似服从Arrhenius关系,合适的奥氏体化温度应选在1000℃左右;该钢在1050℃等温加热时,奥氏体晶粒随保温时间的延长近似呈抛物线关系长大,等温长大指数η接近1/2.

退火温度对高纯Al-1% Si-0.5% Cu合金晶粒、异常长大的影响

介绍了在同一变形条件下,退火温度对高纯Al-1%Si-0.5%Cu(质量分数,下同)合金的再结晶晶粒尺寸的影响。实验证明纯度达到99.999%以上的Al-1%Si-0.5%Cu合金锭坯,经过均匀化处理、多向锻造、中间退火及冷轧、再结晶退火后,在420～450℃时即可形成均匀、细小的等轴晶粒,但当退火温度≥480℃时,局部区域出现晶粒异常长大现象,最大晶粒异常长大温度约为480℃。研究认为退火温度较高时,改变了局部区域第二相的溶解析出行为,造成局部区域第二相减少、粗化,所提供的阻力不足以克服晶界移动的驱动力,则在一些晶界阻力不均匀的地方会发生个别晶粒异常长大。因此在该变形条件下,应控制再结晶退火温度低于480℃,在420～450℃时可得到平均晶粒尺寸近50μm的锭坯。

快速凝固Al-Ti-B-Sc对A356.2铝合金的晶粒细化作用

将不同钪含量的快速凝固Al-Ti-B-Sc细化剂加入到A356.2合金中,考察细化剂对A356.2铝合金的晶粒细化效果的影响.结果表明,快速凝固Al-Ti-B-Sc细化剂能明显细化合金晶粒,经快速凝固处理的Al-Ti-B-Sc细化剂的细化效果要优于未处理的普通铸态的Al-Ti-B-Sc;而对于相同状态的细化剂,细化剂中钪的含量越高,细化效果越显著.钪元素在铝合金中可形成Al3Sc相,可增加铝合金非均匀形核的质点,起到很好的细晶作用,同时,钪元素还可以细化Al-Ti-B中的Al3Ti、TiB2等微粒,使其发挥更好的细化效果;而快速凝固技术可以促进元素分布更加均匀,也可以使细化剂中的相更加细小.综合分析,钪元素的加入和快速凝固技术的使用都会促进细化剂对A356.2铝合金的细化效果,本实验中快速凝固Al-Ti-B-0.5%Sc的细化效果最佳.当A356.2铝合金中加入0.2%快速凝固Al-Ti-B-0.5%Sc时,平均晶粒尺寸可由124.5 m细化至25.7 m,A356.2铝合金的硬度可由HV75增长至HV 96.

不同涤纶纤维的晶粒体积的比较

收集国内外不同厂家生产的九种工业用涤纶长丝，用Ｘ射线衍射法、透射技术，测定纤维赤道线０１０、．Ｔ１０、１００三个晶面，子午线１０５晶面衍射线形。通过分峰处理，计算涤纶纤维内晶粒横截面积、长度和晶粒体积，结果发现国内外纤维的明显差别．初步了解晶粒体积与纤维的热收缩率有关。

a-Si:H薄膜固相晶化法制备大晶粒多晶硅薄膜

用等离子体化学气相沉积（PCVD）法制备：a－Si：N薄膜材料（衬底温度20O℃～350℃），用固相晶化法（SPC）获得多晶硅薄膜（退火温度500℃～650℃）,用X射线衍射法测得平均晶粒尺寸依赖于退火温度和沉积条件，随着沉积温度的降低需要较高的退火温度,用SEM观测形貌测得平均晶粒大小为1,0～1。

喷丸致材料晶粒细化的实验研究

喷丸是通过剧烈塑性变形使材料细化同时硬度得以提高的方法之一。用纯铜作为实验材料在高能气动喷丸实验机上进行实验，利用显微硬度仪以及电子背散射衍射方法对经喷丸处理的试样进行硬度及晶粒尺寸测量。结果表明：当处理时间为1333．3S时，平均晶粒尺寸由原始的25．48μm细化至2．52μm，且显微硬度由原来的0．58GPa增加到1．25GPa。实验结果验证了该方法的有效性。