高硅奥氏体不锈钢的热塑性

采用Gleeble-3500热模拟机对不同凝固模式和组织特点的高硅奥氏体不锈钢进行高温拉伸和压缩实验,通过JMatPro软件计算、OM(光学显微镜)、SEM/EDS(扫描电镜/能谱分析)、EPMA(电子探针)等方法研究了高硅奥氏体不锈钢的热塑性变化规律。结果表明:以FA模式(以铁素体为最先析出相)凝固的6.0%(质量分数,余同)Si铸态试样由于析出相及类魏氏体组织的存在热塑性最差;经过1150℃×12h均匀化处理后,6.0%Si试样形成单一奥氏体组织,具有76%的断面收缩率和13%的伸长率,拉伸断口呈现韧性断裂特征,热塑性得到显著改善;当6.0%Si试样经过1200℃×12h均匀化处理后,大量高温δ铁素体会重新析出,热塑性显著下降,断口呈现沿晶断裂特征;结合热压缩实验表明,6.0%Si试样中适量椭圆形高温δ铁素体的存在有利于DRX(动态再结晶)的发生。

选区激光熔化IN738LC合金成形温度场的数值模拟及实验研究

通过数值模拟得到的熔池热行为变化规律对选区激光熔化工艺参数进行优化,是提高成形件质量的有效手段。为此,本研究采用ANSYS的APDL语言建立了全参数化的IN738LC合金选区激光熔化过程温度场有限元分析模型,并通过单熔道成形实验对热源模型进行校核。结果表明:随着激光功率的增加或者扫描速度的减小,粉末吸收的线性能量密度不断增加,熔池中心最高温度升高,熔融金属量增加,熔道形态由不规则断续状向规则连续长条状演化;随着扫描速度的增加或者激光功率的减小,粉末吸收的线性能量密度不断下降,熔体流动能力减弱,熔池宽度与熔化穿透深度也随之减小;有限元模拟与实验结果吻合较好,当激光功率为270 W、扫描速度为1150 mm/s时,单熔道具有连续、少缺陷、规则良好的成形形貌。

5%Si高硅奥氏体不锈钢元素偏析及均匀化处理

高硅奥氏体不锈钢由于高含量硅元素的加入使其具有优异的耐高温腐蚀性能和较低的成本,在制酸行业有着潜在的应用价值。然而,该合金中高含量硅元素的加入会促进凝固过程中溶质再分配,进而造成显著的元素偏析,最终导致合金内部产生枝晶组织和大量的有害相。对铸锭组织进行均匀化处理能够有效消除枝晶与元素偏析,促进析出相回溶和枝晶消融,从而改善材料的热塑性,有效应对热变形开裂问题。因此,采用金相显微镜(OM)、扫描电镜能谱分析(SEM/EDS)、电子探针(EPMA)、JMatPro软件计算等方法,研究了实验室条件下制备的5%Si高硅奥氏体不锈钢铸锭的显微组织和元素分布状态,通过残余偏析指数、扩散动力学计算并结合均匀化处理试验验证,最终确定了5%Si高硅奥氏体不锈钢合理的均匀化处理工艺。结果表明,5%Si高硅奥氏体不锈钢凝固过程中钼元素偏析最为严重,通过残余偏析指数模型计算得到的均匀化动力学方程可用来指导该成分合金的均匀化处理工艺;5%Si高硅奥氏体不锈钢经过1150℃×12 h均匀化处理后,铸锭内枝晶消融,元素偏析基本消除,析出相与铁素体回溶到基体中,合金转变为全奥氏体组织,热塑性得到改善;当加热温度达到1250℃时,合金出现过烧现象,晶界开始熔化。

钛合金表面GO/纳米ZnO复合涂层的制备及性能

为了有效解决生物医用钛合金长期植入人体后,易发生细菌感染和面临有害金属离子释放的问题,采用水热反应和涂覆方法,分别在聚多巴胺(PDA)预处理的Ti6Al4V合金表面制备了氧化石墨烯涂层(GP/T)和氧化石墨烯/纳米氧化锌复合涂层(GZP/T)。系统分析了2种涂层的物相结构、微观形貌及其在林格氏液中的耐腐蚀性能和在大肠杆菌环境中的抗菌性能。结果表明:聚多巴胺发挥“双面胶”桥接作用,有效增强了涂层与基底间的化学键合;GP/T涂层抗菌率随着GO浓度增大而增大;GZP/T纳米复合涂层相较Ti6Al4V基材具有优异的耐蚀性,该复合涂层中ZnO起主要抗菌作用。