超声滚压对6061铝合金晶间腐蚀行为的影响

目的 研究不同静压力条件下形变诱导梯度变形层对6061铝合金晶间腐蚀行为的影响。方法 使用超声滚压技术(USRP,Ultrasonic surface rolling processing)强化6061铝合金表层,采用激光共聚焦、X射线衍射等方法研究酸化Na Cl溶液体系下3种静压力条件对6061铝合金晶间腐蚀行为的影响。结果 随着静压力的增大,6061铝合金表层组织呈梯度变化,且形变层深度可延伸至近300μm。在酸化NaCl溶液腐蚀加速条件下,在相同时间内滚压后试样沿晶腐蚀的路径大幅缩短,向下扩展的深度降低了50%,使得6061铝合金的抗晶间腐蚀性能显著提高。表征结果表明,晶间腐蚀扩展路径与表面粗糙度无相关性,它主要与第二相(AlFeSi相)在形变层中的弥散分布有关。未经USRP处理的6061铝合金在沿晶界连续分布的AlFeSi相促进下发生了明显的沿晶腐蚀。相比之下,经USRP处理后,AlFeSi相会因晶粒形变而呈断续分布,减弱了它在晶界区域对铝合金基体的电偶腐蚀作用,降低了腐蚀通道的连通性,从而阻碍了腐蚀路径的扩展。结论 USRP可提高6061铝合金的抗晶间腐蚀性能,其表面粗糙度并非是提高晶间腐蚀抗性的主要因素,经USRP细化和分散后的AlFeSi相是阻断沿晶腐蚀路径的关键因素。

低碳钢碳氮析出物的热力学计算

钢中的碳氮析出物通过细晶强化和析出强化方式对钢的力学性能有非常重要的作用.基于规则溶液的双亚点阵模型(其中一个为金属亚点阵,另一个为间隙原子亚点阵)建立了碳氮化钛、氮化铝以及硫化锰的热力学计算模型用以研究析出物的析出开始温度、给定温度的奥氏体成分,并将这一结果应用于CSP过程.经计算得Ti(CxN1-x),MnS和AlN的析出温度分别是1200℃,1440℃和1010℃,最大的体积分数分别为2·315×10-5,4·18×10-4和3·1×10-4.对比发现热力学的计算结果与Thermo-Calc的计算结果和有关文献的实验数据有较好的一致性.

稀土氧化物对连铸保护渣物化性能的影响

用回归正交实验设计原理设计保护渣的组成,研究稀土氧化物对连铸保护渣高温流动和熔化性能。结果表明,碱度大于0.85时,稀土氧化物量的增加使熔化温度、粘度升高,且稀土氧化物在渣中的熔解度较小;碱度小于0.8时,稀土氧化物量的增加使熔化温度、粘度降低。

基于Murty流变失稳判据的Nb-V-Ti低碳微合金钢加工图分析

利用Gleeble-3800热/力模拟机对Nb-V-Ti低碳微合金钢进行高温单道次热压缩实验,采用基于Murty准则的加工图研究该钢种在变形温度900～1150℃,应变速率0.01～10 s-1,工程应变70%下的组织特性。研究表明:功率耗散效率大于32%的峰区对应变形温度1024～1132℃、应变速率0.18～2.00 s-1,该区域为典型的等轴动态再结晶组织,为最佳热加工区域;失稳区对应900～930℃,0.1～2 s-1以及966～1150℃、1.45～10 s-1两个区域范围。

15Cr-25Ni-Fe基高温合金的动态再结晶行为及机制

利用Gleeble-1500热/力模拟试验机对15Cr-25Ni-Fe基高温合金在950-1 200℃和0.001-10.000 s-1条件下进行了热压缩试验,采用热变形激活能模型研究了该合金两个动态再结晶区域的热变形表观激活能,结合再结晶的光学显微组织及透射电子显微组织分析该合金的动态再结晶机制.研究结果表明：应变速率0.010-0.100 s-1,温度1 050-1 200℃的动态再结晶区域受动态再结晶的形核过程控制,所得组织为等轴晶粒,尺寸分布较分散,晶界呈自然凹凸状.应变速率2.000-10.000 s-1,温度1 000-1 150℃的动态再结晶区域受动态再结晶的长大过程控制,晶粒为尺寸均匀的等轴晶粒,晶界平直,晶内有丰富的亚晶组织.

变形温度对15Cr-25Ni-Fe基合金动态再结晶行为的影响

利用Gleeble-1500热/力模拟机进行等温压缩实验,研究了15Cr-25Ni-Fe基合金在变形温度为950～1200℃,变形速率为0.1s-1和10s-1条件下的热变形行为,并将变形试样在980℃保温2h后空冷,对比变形试样固溶前后显微组织。结果表明:随着变形温度的升高,变形组织即动态再结晶晶粒逐渐增大;在1075～1100℃和10s-1及1050～1100℃和0.1s-1条件下变形的试样经固溶处理后晶粒发生粗化,这在一定程度上会影响合金的热加工性能。因此热加工中要避免工件处于上述变形条件,否则对组织控制极为不利。

SWRS82B盘条钢原奥氏体晶界显示技术

利用控温水浴锅,对经不同热处理工艺处理的SWRS82B盘条钢的原奥氏体晶界浸蚀方法进行系统研究。结果表明:对热处理试样进行250～300℃中温回火1～2 h后,在80～85℃水浴锅中用过饱和苦味酸20mL+洗洁精3～5mL侵蚀50～150s,可清晰显示出不同状态下的奥氏体晶界。分析可知,碳化物的析出情况是回火后易侵蚀出奥氏体晶界的主要原因。

CSP变形过程中碳化铌析出的动力学模型

本文在经典形核和长大理论模型的基础上,建立了适用于薄板坯连铸连轧(CSP)变形过程中NbC析出的动力学模型．该模型考虑了不同扩散速率原子的质量守恒、软撞击及毛细管效应,并假设碳化物主要在位错上析出,位错密度按照Atsuhiko模型计算．计算结果表明,在不发生软化行为的情况下,按照某实际CSP生产线生产工艺六道次变形后,Fe-0．046Nb-0．053C%(质量分数)钢的平均位错密度为3×10^(13)m^(-2),开轧2s后NbC开始析出．随着轧制过程的进行,NbC的最大半径逐渐增大,六道次轧制后最大半径为57 nm．随着轧制过程的进行、变形量的增大以及温度的降低,NbC的平均半径逐渐增大．轧制完成的瞬时钢中析出的NbC粒子的平均半径为27 nm,体积分数为0．0011%,后者远低于对应的平衡体积分数0．0496%．

Q690低碳微合金钢热变形微观组织演变及加工图

利用Gleeble-3800数字控制热/力模拟试验机研究了Q690低碳微合金钢在变形温度850～1150℃,应变速率0.01～30s-1条件下的高温单道次压缩变形行为.建立了基于动态材料模型(DMM)的加工图,结合OM观察变形体微观组织确定了该钢种的高温热变形机制.结果表明:应变量0.7及以下的加工图中包含2个峰区(1 000～1 120℃,0.01～0.37s-1和1 100～1 150℃,3.16～30s-1)和3个加工失稳区(850～900℃,0.01～0.32s-1和850～900℃,10～30s-1以及1 000～1 085℃,1～30s-1).应变量超过0.8的加工图包含2个峰区(1 025～1 100℃,0.01～0.38s-1和1 100～1 150℃,3～30s-1),失稳区为低温(850～900℃,0.01～30s-1)以及应变速率1s-1以上的中低温度(850～1 100℃)范围,在这两个峰区峰值点附近的热变形显微组织为均匀的完全动态再结晶组织,因此,这两个区域均适合Q690钢的热加工变形.

时效工艺对904L微观组织及耐蚀性能的影响

采用电化学和SEM、EDS等测试方法,研究了不同时效时间对904L超级奥氏体不锈钢组织、在H2SO4和HF混酸溶液中耐蚀性能的影响。结果表明:904L不锈钢经不同时效处理后,其显微组织为完全奥氏体,并有一定数量孪晶。时效温度一定时,随着时效时间的延长,904L不锈钢的腐蚀电流密度增大,阻抗值逐渐减小;904L不锈钢在760℃,保温1 h下的自腐蚀电流密度最小,电荷转移电阻最大,极化后表面无明显变化,此工艺参数下,904L不锈钢耐腐蚀性最优。

渗碳体形态对高碳珠光体钢组织及性能的影响

为研究SWRS82B钢不同条件下进行的大过冷工艺所形成的渗碳体形态对珠光体亚结构组织及性能的影响,制定相关热处理工艺:将试样在880℃奥氏体化15 min后,以70,100,200℃/s的冷速过冷到300℃等温3~15s,之后升温至珠光体区等温1min,最后快冷至室温.通过SEM和TEM观察,以及MTS拉伸试验机得到的数据,结果表明,在过冷时间为3s的前提下,随着冷速的增长,渗碳体由完整片层状发生不同程度的碎化.在200℃/s时,渗碳体已经大面积碎化,并发现大量的纳米级渗碳体,抗拉强度表现为先降低后升高,伸长率持续升高.当冷却速度为70℃/s时,随着过冷时间的延长,抗拉强度和伸长率都表现为先降低后增大的特点.纳米渗碳体随着过冷时间的延长开始减少,到达15s时,开始出现了贝氏体组织.

质量分数和温度对不锈钢在工业磷酸中电化学行为的影响

采用极化曲线、电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)研究了304L和S32304不锈钢在不同质量分数和温度工业磷酸中的电化学行为.研究表明:随着工业磷酸质量分数的增大,304L和S32304两种不锈钢自腐蚀电位和自腐蚀电流逐渐增大,极化电阻增大,耐蚀性增强;随着工业磷酸溶液温度的升高,304L和S32304两种不锈钢自腐蚀电位和自腐蚀电流逐渐增大,极化电阻和溶液电阻逐渐减小;工业级磷酸溶液中,304L不锈钢的耐蚀性能较S32304不锈钢的差.

时效温度对17-4PH不锈钢在工业废硫酸溶液中腐蚀行为的影响

17-4PH沉淀硬化不锈钢经适当的热处理后具有优良的综合性能,常用于石油、化工、航天航空等领域。本工作研究时效温度对17-4PH不锈钢力学性能及在工业废硫酸溶液中腐蚀行为的影响,结果表明:随着时效温度升高,17-4PH不锈钢屈服强度和抗拉强度下降,断面收缩率和延伸率增加;其冲击断口形貌由脆性断裂逐渐过渡为韧性断裂;自腐蚀电位关系为E_(550℃)>E_(620℃)>E_(580℃)。浸泡试验结果表明,经550℃时效处理的17-4PH具有较好耐蚀性能,620℃次之,580℃最差。

低碳微合金钢碳氮析出物的Thermo-calc热力学分析

利用Thermo-calc热力学软件TCFE3数据库研究Nb-Ti、V-Ti、Nb-V-Ti低碳微合金钢中析出物的析出开始温度、给定温度的奥氏体成分,计算得到Nb-Ti低碳微合金钢中Nb、Ti碳氮化物的开始形成温度分别为1090和1400℃,最大摩尔分数分别为7.1×10-4、2.4×10-4,V-Ti低碳微合金钢中V、Ti碳氮化物的开始形成温度分别为800和1395℃,最大摩尔分数为2.1×10-3,1.5×10-4,Nb-V-Ti低碳微合金钢中Nb-V碳氮化物和Ti碳氮化物的开始形成温度分别为1070和1390℃,其碳氮化物最大摩尔分数分别为1.2×10-3、1.8×10-4。热力学软件的计算结果与有关文献的实验数据有较好的一致性。

大过冷工艺下珠光体钢亚结构组织及力学性能

采用TEM和MTS Landmark试验机研究盐浴大过冷工艺下SWRS82B珠光体钢亚结构组织变化及其力学性能,从热力学、动力学和碳原子扩散等方面探索最优热处理工艺。研究结果表明,大过冷工艺下珠光体亚结构组织明显细化,珠光体团尺寸细化至2.39μm,最小片层间距为62.11 nm,且出现粒径55 nm左右的纳米级渗碳体,三者受大过冷工艺的过冷温度和时间的影响较复杂;珠光体钢强度主要由珠光体片层间距决定,而塑性主要受团尺寸影响,二者均受纳米级渗碳体影响,随大过冷工艺的过冷温度和时间的变化而变化。最优大过冷工艺参数为300℃/3 s+550℃。

Nb-V-Ti低碳微合金钢的热变形加工图及其应用

为了优化Nb-V-Ti低碳微合金钢的变形工艺参数,利用Gleeble-1500热/力模拟实验机对其进行了热压缩实验,得到热加工图用于研究热变形行为.研究发现,加工图中存在两个动态再结晶峰区及失稳区:峰区Ⅰ:峰值对应的变形温度和变形速率分别为1000℃,2 s-1,峰值效率21%;峰区Ⅱ:变形温度1050℃,变形速率0.01～0.001 s-1,峰值效率45%.将加工图与CSP生产工艺参数进行对比,合理解释了CSP生产过程中出现混晶的现象.因此,动态材料模型加工图可作为研究新材料变形参数的有力工具.

316L和45N＋双相不锈钢在食品级H3PO4中的腐蚀行为

为了减少盛装食品级磷酸设备的腐蚀，采用失重法、腐蚀电位-时间曲线、扫描电镜研究了316L不锈钢和45N＋双相不锈钢在食品级H3PO4溶液中的腐蚀行为。结果表明：在55℃，85．0％H3P04溶液中，316L不锈钢的腐蚀速率大于45N＋双相不锈钢；45N＋双相不锈钢表面钝化膜形成速度比316L不锈钢的快；45N＋双相不锈钢在H3PO4溶液中具有很好的耐蚀性，受H3PO4浓度的影响较小，耐蚀性优于316L不锈钢；316L不锈钢的耐蚀性随H3PO4浓度的增加先变好后变差。

焊接方式对双相不锈钢在磷酸溶液中电化学行为的影响

焊接方式对不锈钢焊接区域的耐蚀性有重要影响。采用单面焊、双面焊、氩弧焊等3种方式对双相不锈钢进行焊接,采用电化学测试系统测试了3种焊接方式的焊接区、热影响区在磷酸溶液中的极化曲线和电化学阻抗谱。结果表明:双相不锈钢经焊接后可获得耐蚀性能优异的焊接组织,3种焊接工艺的自腐蚀电流大小依次为单面焊>氩弧焊>双面焊;焊接区和热影响区电化学阻抗谱图形状大致相似,容抗弧半径大小依次为氩弧焊>双面焊>单面焊;氩弧焊的焊接组织均匀、缺陷少,其焊接区及热影响区的钝化膜更加致密,其热影响区钝化膜性能比焊接区差。

低碳含V微合金钢析出物的双亚点阵模型热力学研究

钢中碳氮析出物通过细晶强化和析出强化方式对钢的力学性能有非常重要的作用。基于规则溶液的双亚点阵模型(其中一个为金属亚点阵,另一个为间隙原子亚点阵)建立了碳氮化钒及碳氮化钛的热力学计算模型,用以研究析出物的析出开始温度、给定温度的奥氏体成分。经计算得V(CxN1-x)、Ti(CxN1-x)的析出温度分别是833℃、1343℃,最大的摩尔分数为7.8×10-4。

高强度大直径SWRS82B盘条大气腐蚀的实验研究

SWRS82B盘条是生产高强度低松弛预应力钢丝、钢绞线的重要原料,且大都在大气环境下使用,易受腐蚀。本文采用化学纯试剂配置3.5%NaCl溶液、2%H2SO4溶液以及3.5%NaCl,PH=4溶液在25℃和50℃加速模拟大气腐蚀实验。结果表明:同一种腐蚀溶液,随着温度的升高SWRS82B盘条钢的腐蚀速度增大。在三种腐蚀介质中,随着酸性增强SWRS82B盘条钢的腐蚀速度也随之增大。