La含量对高锰奥氏体钢焊缝金属微观组织及力学性能的影响

采用埋弧焊工艺制备含镧(La)高锰奥氏体钢(Fe-24%Mn)焊缝金属,研究了La含量对焊缝金属微观组织、非金属夹杂物类型和尺寸分布及力学性能的影响。结果表明,当La含量依次为0、0.042%、0.098%时,焊缝金属中典型夹杂物分别为Mn-Al-Si氧化物+MnS复合夹杂物、La_(2)O_(3)夹杂物、La 2 O 2S夹杂物,夹杂物平均尺寸分别为0.56、0.43、0.48μm,数量密度分别为4845、5605、5950个/mm 2。与未添加La的焊缝金属相比,适量La的加入明显细化了焊缝金属凝固组织,并提高了其力学性能。其中La含量为0.042%的焊缝金属表现出最佳的力学性能,其断裂方式为韧性断裂,断口形貌表现为密集分布的小尺寸等轴韧窝。这可以归因于细小且数量众多的La_(2)O_(3)与初生奥氏体点阵的错配度低,有效促进了奥氏体异质形核,细化了凝固组织;另外,位于韧窝底部的La_(2)O_(3)与基体之间良好的结合能力有助于延缓裂纹扩展至夹杂物时的应力集中,从而增强了焊缝金属的力学性能。

“大类招生”模式下本科生专业分流问题研究

专业大类招生政策和专业分流人才培养是近年来教育改革的重要措施之一,实行大类招生是不少高校应对新高考的改革措施。本文总结了本科生在面对“大类招生”及“专业分流”时应有的思考,以及本科生视角下“大类招生”和“专业分流”的优势与弊端。同时,针对专业分流机制在运行中所显露出来的优缺点进行深入分析,为本科生在专业分流时提出建议,助力成为全方面发展人才。

奥氏体不锈钢晶粒细化对形变机制和力学性能的影响

利用相逆转变原理采用冷变形使得亚稳奥氏体转变为形变马氏体,采用不同温度和时间退火分别获得纳米晶/超细晶和粗晶奥氏体不锈钢。通过拉伸实验得到不同晶粒尺寸的奥氏体不锈钢力学性能,采用透射电镜观察形变组织结构并利用扫描电镜观察断口特征。结果表明:高屈服强度纳米晶/超细晶奥氏体不锈钢通过形变孪晶获得优良塑性;而低屈服强度的粗晶奥氏体不锈钢发生形变诱导马氏体效应,得到良好的塑性;两组具有不同形变机制的奥氏体不锈钢拉伸断口均为韧性断裂。形变机制由形变孪晶转变为形变诱导马氏体归因于晶粒细化导致奥氏体稳定性大幅度提高。

材料与冶金国际化新工科人才培养“双培三挑四同”模式探索与实践——以武汉科技大学为例

提出材料与冶金国际化卓越人才培养的“双培三挑四同”创新理念,通过构建行业特色国际化“新工科”人才培养方案及课程体系,设立“材料类国际化英才试点班”,打造国际联合培养的双师资、双校园、双语的“双培”国际化师生队伍和平台机制,创立基于挑战性学习、中外学生教学同行、科教产教融合的“三挑四同”教学新方法,构建面向“一带一路”材料与冶金国际化人才培养创新模式,旨在培养实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型“新工科”人才。

Zr对高强度钢热影响区第二相粒子及韧性影响

研究了0.012 4%锆对低合金高强度钢焊接热影响区粗晶区第二相粒子和冲击韧性的影响.结果表明,模拟20 kJ/cm焊接线能量下无锆钢焊接热影响区粗晶区中第二相粒子为Al-Ti复合氧化物和(Ti,Nb)N析出物.而含锆钢则是Zr-Al-Ti复合氧化物及(Al,Ti,Nb)N和(Ti,Nb)N析出物.同时,定量数据分析表明含锆钢中氧化物和氮化物粒子密度更高且尺寸更加细小.这些高密度的细小的第二相粒子在焊接过程中能有效钉扎晶界移动,抑制奥氏体晶粒粗化,在焊接热影响区粗晶区中得到尺寸相对细小均匀的原奥氏体晶粒,使得含锆钢焊接热影响区粗晶区呈现韧性断裂和极好的低温冲击韧性.

W3Mo4Cr5V6高速钢中碳化物的高温转变行为

借助SEM/EDS、EPMA、XRD及洛氏硬度测试等手段,对氩气保护气氛下W3Mo4Cr5V6高速钢在热处理过程中的碳化物转变行为进行研究。结果显示,经淬火处理(1050℃×1 h,空冷)后,W3Mo4Cr5V6高速钢中碳化物发生了M_(2)C+γ-Fe→M_(6)C+MC+M_(7)C_(3)的转变,在富Mo、W的M_(2)C相周围形成了大量富Fe、W、Mo的M_(6)C以及少量富V的MC和富Cr的M_(7)C_(3)。M_(6)C优先在M_(2)C与基体界面处形核,并且因消耗M_(2)C中的Mo、W而使得其中V、Cr含量增加,进而促进MC及M_(7)C_(3)的形成;M_(2)C尺寸越细小均匀,其转变程度则越完全。此外,高温转变形成的碳化物团簇整体上仍保留着铸态M_(2)C的形貌,铸态初晶MC及共晶MC均无明显变化,基体二次碳化物发生Ostwald熟化并在550℃回火时又析出一定量的二次碳化物,同时淬火过程形成的残余奥氏体在回火时转变为回火马氏体,这使得高速钢的硬度整体上有所提升,其组织均匀性得到改善。

“一带一路”契机下材料与冶金国际化人才培养的探索和实践

“一带一路”倡议是国家为了维护世界经济良性发展、在平等合作基础上与沿线发展中国家实现共赢的战略。中国钢铁企业充分利用自身资金和技术优势,在“一带一路”倡议下到海外布局建设钢铁企业,帮助沿线国家实现现代化,双方实现互补、互利的发展。海外钢铁企业建设和发展离不开材料与冶金相关专业的国际化人才。为了响应国家战略和钢铁企业对人才的需求,武汉科技大学于2019年开设了材料类国际化英才试点班,旨在培养掌握扎实材料与冶金基础专业知识并能服务“一带一路”战略的国际化拔尖创新人才。本文总结了武汉科技大学材料与冶金国际化人才培养过程中面对的困难和解决措施,以武汉科技大学材料与冶金国际化人才培养的创新思路为“一路一带”战略实施提供人才保障,也为国内冶金、化工、矿业、建筑等工科院校人才培养模式的改革起到示范作用。

疫情背景下武汉科技大学材料与冶金专业国际化教育实施路径分析

为了响应国家战略和钢铁企业海外发展对人才的需求,武汉科技大学开设了材料与冶金国际化英才试点班,旨在培养掌握扎实材料和冶金基础专业知识并能服务“一带一路”战略的国际化人才。然而新冠肺炎疫情在全球范围内继续肆虐,疫情防控呈现出常态化趋势,这对国际化人才培养产生了不利的影响。本文总结了疫情常态化背景下武汉科技大学材料与冶金专业国际化人才培养过程中面对的困难和解决措施,将“走出去”和“引进来”相结合,提出“线下”和“线上”两条途径,加快搭建新的交流合作模式,推动材料与冶金专业人才培养国际化进程。

关于培养本科生科研素质的体会与思考

高等院校的教学与科研是相互依赖、相互促进、不可分离的一个整体,将二者有机结合,才能提高教学质量和科研水平。在高等教育人才培养中对本科生进行科研素质的培养不仅是时代的要求,而且也是确保更高层次人才培养质量的基本保障。本文将结合作者自身及周围同事几年来在教学工作之余培养本科生参与科研的经历,谈谈培养本科生科研素质的体会与思考。

综合分析本科生毕业论文质量问题并对此问题提出几点建议

本科生的毕业论文是大学课程设置中的重要组成部分,但目前存在着我国高校的本科毕业论文质量有不同程度下降的问题。如何提高本科毕业论文质量的问题,一直以来为高校所关注和思考。笔者在参阅相关文献的基础上,综合分析本科生毕业论文质量问题并提出几点建议。

形变强化和逆相变细晶强化对Fe-18Cr-8Ni钢耐腐蚀性能的影响

利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)和电化学工作站等对奥氏体不锈钢的微观组织及电化学腐蚀行为进行了分析。结果表明,形变强化和逆相变细晶强化提高了奥氏体不锈钢在3.5%NaCl溶液中的耐点蚀性能,晶粒细化导致晶界密度的增加,提高了Cr在晶界中的扩散速率,从而提高钝化膜的稳定性与致密性。经过敏化处理后形变强化和逆相变细晶强化提高了奥氏体不锈钢的耐晶间腐蚀能力。碳化铬析出物周围形成的贫铬区降低了耐晶间腐蚀性能,而在超细晶/细晶组织中Cr的快速扩散促进了贫铬区的快速愈合,提高了耐晶间腐蚀性能。

以实践应用为向导的材料成型及控制工程专业课程体系探索与优化

本文以实践应用的视角分析了材料成型及控制工程专业的课程体系和人才培养模式。以武汉科技大学材料成型及控制工程专业为具体研究对象,阐述了材料成型及控制工程专业人才培养的现实背景以及当前课程体系和人才培养模式存在的不足,提出了对现有教学课程进行优化的具体方案,并提出了基于材料成型过程控制的工艺系统模拟实践教学、大数据案例教学等新的课程教学形式。以期为材料成型及控制工程专业实践型人才培养模式的构建提供参考。

对促进本科生从中学到大学学习方式转换的几点教学建议

本科生从应试教育体制下高约束性、高压力的中学学习方式骤然转换为低约束性、高度自主的自由探索式,在大学本科学习方式的过程中,一定会存在许多不适。对学生本身而言,这是一种自我挑战,也是一种机遇。大学老师在本科初期的授课指导过程中,如何针对这种情况给与正确的引导,是一个值得思考的问题。本文将结合作者自身及周围同事几年来在教学工作中培养本科生的经历,总结几点教学建议。

晶粒细化对奥氏体不锈钢高温力学性能的影响

对粗晶201LN奥氏体不锈钢采用60%冷变形结合700℃退火120 s工艺制备超细晶奥氏体不锈钢,研究晶粒细化对奥氏体不锈钢高温力学性能的影响。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、电子背散射衍射技术对粗晶和超细晶奥氏体钢进行了组织表征,并使用万能试验机测试20和650℃环境下力学性能。结果显示粗晶奥氏体不锈钢经过冷变形结合退火工艺处理,平均晶粒尺寸由18μm细化为0.9μm,屈服强度由383 MPa提高到704 MPa,而伸长率由63.8%下降到46.3%,表明晶粒细化能有效提高奥氏体不锈钢屈服强度的同时较小损害塑性,TEM证实其形变机制均为形变诱导马氏体和孪生协同作用。当温度由20℃提高到650℃时,粗晶奥氏体不锈钢屈服强度和伸长率分别下降到180 MPa和28.1%,超细晶奥氏体不锈钢屈服强度和伸长率分别为384 MPa和24.2%。这表明在650℃高温环境下细晶强化作用仍然有效,粗晶和超细晶奥氏体不锈钢也有较好的塑性,其形变机制分别变为位错滑移和位错滑移+层错+孪生。

线能量对超高强度海工钢热影响区组织演变与韧性的影响

研究了超高强度海工钢在不同线能量的模拟焊接条件下粗晶热影响区的组织演变和冲击韧性,并结合超高温激光扫描共聚焦显微镜原位观察模拟焊接热循环过程中奥氏体晶粒长大及贝氏体转变行为。结果表明:随着线能量的逐步增大,高温阶段停留时间变长使得粗晶热影响区原奥氏体晶粒粗大,中温阶段冷却速度下降促使粗晶热影响区贝氏体转变时变体选择减少,导致大角度晶界减少和对裂纹扩展的阻碍能力减弱,最终低温冲击韧性呈现下降趋势,断裂特征由韧性断裂转变为解理断裂。

低合金高强钢针状铁素体组织特征和形成机理

针状铁素体是一种具有大角度晶界、高位错密度的板条状中温转变组织,该组织能有效细化晶粒并具有良好的强韧性匹配。因此,通常在低合金高强度钢焊缝和粗晶区中,利用细小的夹杂物来诱导针状铁素体形成,形成有效晶粒尺寸细小的针状铁素体联锁组织或者针状铁素体和贝氏体的复合组织,使其具有良好的韧性。然而,相关研究对针状铁素体组织的形成机理和控制原理的解释并不十分清楚,对于针状铁素体的定义和理解也存在差异。总结了针状铁素体的本质、相变、形核、形态、晶体学取向关系、长大行为、细化机理和力学性能等方面的特征,归纳了奥氏体晶粒尺寸、转变温度、冷却速度、夹杂物类型和尺寸等对针状铁素体形成的影响,提出了针状铁素体组织形态和转变机理方面几个仍需深入研究的问题和方向。

残留奥氏体对微纳贝氏体钢塑韧性的影响

采用高碳和中碳低温贝氏体转变工艺(0.95C钢为200℃等温10 d,0.30C钢为320℃等温1 d)研究了残留奥氏体对微纳结构钢塑韧性的影响,对不同试样的显微组织、各相体积分数、伸长率和冲击韧性进行观察、检测和分析。试验结果表明,中碳钢贝氏体转变的塑韧性明显高于高碳钢贝氏体转变,主要原因是中碳钢贝氏体转变中存在一定的亚微米级薄膜状残留奥氏体,在拉伸或冲击过程中引起的残留奥氏体的塑性变形,使断裂的能量增加,可以显著提高样品的塑韧性。

两步贝氏体转变对中碳微纳结构钢韧性的影响

采用一步(300℃等温6 h)和两步(300℃等温2 h+250℃等温24 h)低温贝氏体转变工艺,研究了残留奥氏体对中碳微纳结构钢冲击韧性的影响,对不同热处理试样的显微组织、各相体积分数、大小角度晶界、有效晶粒尺寸与冲击性能进行表征和分析。结果表明,与一步贝氏体转变相比,两步贝氏体转变试样的冲击性能明显提高,-40℃冲击功从31 J提高到42 J,主要原因是第二步贝氏体转变时新形成的贝氏体铁素体分割细化块状未转变奥氏体,减少贝氏体等温后淬火过程中块状马氏体形成,在冲击过程中能够更好地使裂纹分叉甚至阻止裂纹的扩展,显著提高样品的韧性。

原位观察TiN粒子对低合金高强度钢模拟焊接热影响区粗晶区晶粒细化作用

采用高温激光共聚焦显微镜原位观察和电子背散射衍射技术研究TiN粒子在低合金高强度钢模拟大线能量焊接热循环过程中晶粒细化效果.研究发现合理的Ti和N含量能形成大量细小弥散分布的纳米级TiN粒子,在焊接热循环过程中有效钉扎热影响区粗晶区奥氏体晶界,抑制晶粒粗化.同时,TiN附着在Al2O3表面析出,在冷却过程中有效促进针状铁素体形核,得到有效晶粒尺寸非常细小的由少量针状铁素体和大量贝氏体构成的复合组织.