用喷射成形工艺生产的超高碳钢

成功地将喷射成形工艺应用于生产超高碳钢。利用喷射成形的快速凝固的特点,有效地避免了超高碳钢中碳的偏析问题。首次发现喷射成形的超高碳钢无须任何处理,即可具有超塑性,由此首次提出“自超塑化”的概念。利用这一特点,对喷射成形的超高碳钢施行大变形量的热加工,不仅进一步细化了组织,而且使材料致密化,从而达到强度约1 300 MPa、伸长率约10%的优良的综合力学性能。

一种具有优化组织和优异性能的超高碳钢

研究了超高碳钢不同组织结构与其力学性能之间的关系,分析了珠光体和球化组织各自的优点和缺点,并提出将这两种组织结合起来,进行优化组合的创新性的思路。研发了一种具有特别结构的超高碳钢,其晶内为细密珠光体,晶界邻区为球化组织。这种材料同时兼有珠光体所能提供的高强度和球化组织所能提供的高塑性,达到了抗拉强度1 300 MPa,伸长率18%的优异综合力学性能。

B_2型有序Fe-Al基原位复合微晶合金的研究

通过快速凝固制备出以Ｂ２型有序Ｆｅ－Ａｌ相为基、用Ｍ３Ｂ２型硼化物颗粒增强和稳定的原位复合微晶合金，在硬度（ＨＶ）大于６００的条件下，强度和韧性的综合性能优于铁素体基微晶合金，而且具有很好的抗氧化性和很高的组织热稳定性，快速凝固能在富铁的Ｂ２型Ｆｅ－Ａｌ相基体中导入高达约５％（原子分数）的固溶硼。经８００℃×０．５ｈ或５００℃×３ｄ退火后未发生脱溶沉淀，意味着固溶硼在这种有序点阵中具有亚稳性质。

铝对喷射成形超高碳钢组织与性能的影响

在喷射成形快速凝固条件下,含铝超高碳钢会发生铝在渗碳体中的非平衡固溶。由于这种含铝渗碳体的不稳定性,在随后的加热中会迅速由喷射态的晶界网络形态或珠光体片层状转化为分散而细小的颗粒,从而使该材料具有很好的高温塑性和热加工性能。加铝的喷射成形超高碳钢可把碳的质量分数提高到1.8%,经一道次70%热轧后形成致密、无碳化物网络、均匀细化的组织,使屈服强度和抗拉强度分别提高到1 088 MPa和1 419MPa,并仍有一定的塑性。

Fe-B基微晶材料晶粒大小与高温硬度的关系

本文对Fe-B基微晶材料的反玻璃化热处理条件,组织精细程度和硬度(HV_(RT),HV_(500℃),HV_(600℃))三者之间关系作了系统的研究。在晶粒尺寸不太小时,HV与d^(-1/2)呈直线关系,但在超细晶粒尺寸时,直线发生偏离。

Fe_(70)Cr_(18)Mo_2SiB_9中硼化物的变化规律

液态急冷Fe_(70)Cr_(18)Mo_2SiB_2在700—1150℃退火中可生成M_2B,M_3B_2和M_(23)B_6硼化物。M_2B随温度的升高,由Fe_2B为主,经Fe_2B和Cr_2B的平衡共存,逐步被Cr_2B所取代。Cr_2B可由Fe_2B通过原子置换和结构调整转变而成,残余Fe_2B以层错形式的薄片夹在(Cr,Fe)_2B(100)面之间,M_3B_2实际为Mo_(1+x)(Fe,Cr)_(2-x)B_2(0≤x≤1),x随温度上升而连续增大。

超高碳钢中的显微偏析

对比研究了超高碳钢1.8C-1.6Al-1.5Cr-0.5Mn-余Fe(wt%)喷射成形坯件与其母合金的显微偏析情况,发现快速凝固不仅可以减少偏析程度,而且可以改变偏析性质,使常规凝固下呈反偏析的Al变为正偏析。此现象可用碳的偏析程度影响其它溶质元素在液固相中的活度对比来说明。另外还发现,快速凝固可形成含Al且碳缺位的非平衡渗碳体,加热至共析转变温度,可很快转变为含富Al铁素体区的"孔洞状渗碳体"。

喷射成形超高碳钢的自超塑化现象

用喷射成形工艺制备的无宏观偏析、组织为均匀细密珠光体的超高碳钢,无需任何热的或机械的预处理,即可具有伸长率达380%的超塑性,并且在2×10-1s-1的应变速率下仍有122%的伸长率。这是由于在此变形过程中发生了碳化物由片层状向颗粒状的转变并形成细小等轴晶粒的组织超塑化;而且高应变速率可促成高度细化的球化组织。由此开发的喷射成形结合大压下量热轧的方法可以简捷有效地使超高碳钢获得很好的超塑性,并且可以应用于高速钢等其它高碳钢铁材料。

硼含量对FeCrMoSiB合金急冷态及退火态组织与性能的影响

本文研究了不同硼含量下FeCrMoSiB单辊急冷带及950℃退火带的显微组织及硬度和脆性。发现在B≤17％范围内,硼含量的增加提高非晶形成能力及抗晶化能力,但同时也增加其脆化倾向,非晶内部存在成分与结构的不均匀性。当B=20％时,非晶形成能力急剧下降,生成与(Cr,Fe)_2B结构相近的亚稳相。退火带由硼化物与α-Fe晶粒组成。硼化物有M_3B_2和(Cr,Fe)_2B两种,其中(Cr,Fe)_2B数量随硼含量线性增加而M_3B_2数量基本不变。

共格γ／γ′界面对位错运动的单向阀门作用

对ＩＣ－２１８合金（一种完全共咯而且点阵错配度很小的γ′－γ两相合金）冷加工及回复中位错行为的研究表明，γ′／γ灯界面对位错运动起单向阀门作用，即允许位错自由地由γ′进入γ而严格限制其相反的运动。这种作用对该合金的冷加工及退火行为产生重要影响：在冷加工中缩短位错白由滑移距离而又避免位错在γ′中的塞积；在退火中加速γ′的位错回复，导致退火旱期大幅度的硬度下降，同时抑制再结晶起动。

织构间位向关系的矩阵分析方法

介绍了织构间位向关系的矩阵分析方法。晶体的位向关系可以用围绕某一晶体学方向旋转一定的角度来表示。根据空间解析几何中的刚体定点转动原理所导出的矩阵分析式，可以很方便地利用计算机完成分析工作。实际应用结果表明，这个方法与以往的极图分析法相比较，具有简便易行的明显优点，特别是能够很方便地检验出不同织构间所存在的与某些重合点阵关系相符或相近的特殊位向关系。

热激活条件下的变形诱导渗碳体溶解

在综述文献报道的基础上,讨论了强变形珠光体钢的退火行为及珠光体钢的热加工行为,展现了热激活条件下变形诱导渗碳体溶解更为清晰的物理图像,并探讨了变形诱导渗碳体溶解现象在实际应用中的重要性。变形诱导渗碳体溶解所引起的固溶强化效应可使变形珠光体钢的强度得到进一步提高,并可保持到200℃及更高的温度;在热加工条件下,变形诱导渗碳体溶解与铁基体动态回复相互作用,可把珠光体钢改变为亚微米或纳米尺度的超细α/θ复相组织,这对于开发高强高韧(包括超塑性)的新型钢材具有重要实用价值。

无序态(Co,Fe)_3V应变-时效硬化的微观机制

本文通过透射电镜观察确定:无序态(Co_(78)Fe_(22))_3V合金的应变-时效硬化是由于冷变形位错组织在退火中随着有序化进程转变为特别的位错-层错网络——位错在各{111}面上扩展为层错,通过{111}面相交线上偏位错反应互相连接,发展为以层错四面体为小胞的密集网络,有序态(Co_(78)Fe_(22))_3V合金具有很低的{111}面层错能和相对较高且各向同性的反相畴界能,因此,该合金在高温下维持高强度的微观机制很可能不是Kear-Wilsdof障碍,而是Lomer-Cottrell障碍。

快淬Fe-Cr-Mo-Si-B非晶合金中的相分离

透射电镜观察到非晶Fe65Cr18Mo2Si1B14和Fe62Cr18Mo2Si1B17基体中分布着纳米级颗粒状的非晶第二相．磁测量与Mossbauer谱显示非晶样品由少量铁磁相与顺磁基体相组成，并表现出单畴颗粒的高矫顽力.快淬过程中早期过冷液体里硼的偏聚导致非晶合金中非晶第二相的形成及脆化．

喷射成形超高碳钢组织的控制和优化

用喷射成形工艺生产超高碳钢可成功避免碳的宏观偏析,但还必须通过合适的后继工艺处理,使喷射态坯料中的微缺陷得到弥合,并获得所需的显微组织。由此研究了超高碳钢工艺-组织-性能的关系,着重讨论了生产具有球化组织及良好综合力学性能(抗张强度约1200MPa,伸长率达19%)的超高碳钢的工艺路线。

IC-218合金再结晶时的晶界迁移

采用 TEM和 ODF(取向分布函数 )等手段对 IC- 2 18合金再结晶过程中的晶界迁移行为进行了研究 ,发现小角晶界的活动相当活跃 ,而一般大角晶界失去了明显可动性。 TEM观察表明 ,大角晶界的迁移是一个界面前γ′+γ两相“溶解”于界面区 ,然后以不连续沉淀方式重新析出γ′+γ两相的过程 ;另一方面 。

IC-218合金液态轧制薄带中锆的分布

鉴于Zr含量对Ni3Al基合金高温性能的重要影响,对IC218合金液态轧制薄带中Zr的分布进行了研究。结果表明,Zr在γ′和γ两相中明显偏聚于γ′;在薄带内部存在直径不到0.5μm的Ni7Zr2和ZrC颗粒,而在近表层区域存在直径可达10～30μm的ZrAl3颗粒;薄带表面出现Zr的富集,其浓度可达薄带内部的3.8倍。此外,结合液态轧制工艺的快冷条件对锆化合物颗粒及锆表面富集的可能机制进行了讨论。

Ni_3Al（B）－Cr基合金再结晶过程的电镜研究

Ｎｉ３Ａｌ（Ｂ）－Ｃｒ基合金再结晶过程的电镜研究林一坚１，２吴杏芳１柯俊１Ｒ．Ｗ．Ｃａｈｎ（１北京科技大学材料物理系，北京１０００８３）（２上海钢铁研究所应用基础部，上海２００９４０）（英国剑桥大学）Ｎｉ３Ａｌ（Ｂ）－Ｃｒ基合金是含共格γ相的γ′和γ...

共格γ′/γ界面对位错运动的单向阀门作用

对IC-218合金(一种完全共格而且点阵错配度很小的γ′—γ两相合金)冷加工及回复中位错行为的研究表明,γ′/γ界面对位错运动起单向阀门作用,即允许位错自由地由γ′进入γ而严格限制其相反的运动。这种作用对该合金的冷加工及退火行为产生重要影响:在冷加工中缩短位错自由滑移距离而又避免位错在γ′中的塞积;在退火中加速γ′的位错回复,导致退火早期大幅度硬度回复,同时抑制再结晶起动。

Ni_3Al(Cr)为基原位复合微晶合金的研究

提出将金属间化合物与快速凝固微晶材料的制备工艺结合起来开发新型材料的思路 ,制备出以Ni3Al(Cr)为基 ,用 M3B2 颗粒增强和稳定的 ,具有均匀亚微米尺度的原位复合微晶合金 .该微晶组织具有很高的稳定性 ,经 10 0 0°C退火未发生粗化 .该微晶合金保持了基体 Ni3Al相的高温力学性能 ,从室温到 6 5 0°C以上保持 HV≈ 5