X12CrMoWVNbN10-1-1铁素体耐热钢奥氏体晶粒长大行为的研究

将超超临界发电机组高中压转子材料X12CrMoWVNbN10-1-1铁素体耐热钢试样在1010-1200℃之间经5—1200 min等温奥氏体化处理,通过测量处理后的奥氏体晶粒尺寸对其奥氏体晶粒长大规律进行了研究.结果表明:当奥氏体化温度低于1050℃时,晶粒长大表现为正常长大过程,即使等温1200 min,晶粒仍能保持均匀细小;1050—1120℃之间等温奥氏体化处理,奥氏体晶粒出现异常长大现象;当奥氏体化温度高于1150℃时,奥氏体晶粒以较大的速率正常长大.拟合实验结果.得出了不同温度下奥氏体晶粒长大的动力学方程,并确定了获得不同尺寸奥氏体晶粒所对应的温度和时间参数.

超超临界转子钢X12CrMoWVNbN10-1-1的等温转变动力学

通过膨胀试验测定了X12CrMoWVNbN10-1-1铁素体耐热钢连续加热过程相变动力学曲线(CHT),根据等温转变动力学与连续转变动力学之间的关系将CHT曲线转换为等温加热相变动力学曲线(IHT);采用定量金相法测定X12CrMoWVNbN10-1-1铁素体耐热钢以30℃/h加热至1070℃保温12h的过冷奥氏体经过不同温度等温转变的转变量与等温时间的关系,根据试验结果求解出修正的Avrami方程中的系数,并绘制出这种奥氏体化条件下的过冷奥氏体等温转变动力学曲线(TTT)。

X12CrMoWVNbN10-1-1铁素体耐热钢中的马氏体相变过程

通过膨胀试验研究了X12CrMoWVNbN10—1—1铁素体耐热钢在不同奥氏体化条件下的马氏体相变过程．结果表明：在温度1010～1200℃奥氏体化15min条件下，马氏体相变的开始温度点Ms与结束温度点Mf随着奥氏体化温度的增加而升高；在1070℃奥氏体化时，Mf随奥氏体化时间的延长而升高，而在奥氏体化时间小于3h时，随着奥氏体化时间的增加，M5上升，在奥氏体化时间超过3h后，Ms稳定在460℃左右；根据膨胀曲线拟合得到在1070℃奥氏体化保温不同时间条件下的马氏体相变动力学方程．

热处理数值模拟工程应用的一些尝试

介绍了125MN挤压机主柱塞差温加热过程模拟、高压气淬过程流场均匀性模拟、渗氮炉虚拟设计、大型模块淬火虚拟生产等热处理数值模拟工程应用的实例,说明了热处理数值模拟已具备工程应用的价值。但热处理数值模拟还很不成熟,必须通过试验验证和修正,必须注意到数值模拟精度还相当差的特点,在应用中考虑足够的宽容度。

30Cr2Ni4MoV钢的奥氏体化动力学

研究了30Cr2Ni4MoV低压转子用钢加热过程中的连续相变动力学与等温相变动力学。在测定该钢在0.008～20 K/s加热速率下奥氏体化膨胀曲线的基础上,运用Kissinger方法对实验数据进行基于非等温相变Johnson-Mehl-Avrami(J-M-A)模型的动力学分析,确定了模型中的参数:奥氏体化相变激活能Q约为2.367×106J/mol,J-M-A指数n约为0.2448,指前因子lnk0约为270.5。根据这些参数和J-M-A方程可进而获得等温奥氏体化相变动力学曲线。结果表明,非等温连续相变动力学曲线中包含等温相变动力学信息。对由于孕育期极短而难以准确测定的等温相变动力学曲线,从连续转变动力学数据抽取得到是一种可行而有效的方法。

铝合金时效析出动力学及强化模型

研究铝合金热处理过程中微观组织与性能的演变规律,并建立能应用于工业生产的定量预测模型具有重要学术和工程应用价值。综合近年来关于铝合金时效过程中析出相演变和析出强化的模型及模拟的研究,分析和讨论以下几个方面的内容:模拟铝合金时效过程中析出相演变与析出强化的不同方法;铝合金时效过程中析出相微观组织的演变模型,包括形核、长大与粗化阶段,重点总结预测微观组织演变的计算方法;铝合金的强度影响因素及不同形貌析出相的强化模型;各种模型的应用和它们的优缺点以及未来可能的研究方向。

一种模拟渗碳-淬火-回火全工艺流程的新方法

分别介绍了渗碳、淬火和回火热处理工艺模拟的数学模型,并在此基础上通过碳浓度、温度、组织和应力应变结果等的传递,以及对后续热处理模拟参数的必要修正,结合有限元原理实现了对渗碳-淬火-回火全工艺流程的数值模拟,为这种连续热处理工艺的设计与分析提供了新方法。

Precipitation kinetics of NZ30K-Mg alloys based on electrical resistivity measurement

The electrical resistivity of NZ30K-Mg alloy was measured at different heating rates during continuous heating to stud the precipitation kinetics.Two kinds of metastable phases,β＂ and β＇,formed during the heating.Kissinger method and differentia isoconversional method were employed to assess the precipitation kinetic parameters of NZ30K-Mg alloy,activation energy Eα an pre-exponential factor A＇α.The fraction of transformation（α） and the precipitation sequence in NZ30K-Mg alloy were determinec Continuous heating transformation（CHT） and isothermal heating transformation（IHT） diagrams were further obtained for guidin the aging of NZ30K-Mg alloy.The analysis shows that the precipitation kinetic parameters of NZ30K-Mg alloy can be obtaine accurately using isoconversional method.

计算机模拟技术在热处理工艺装备中的应用

本文通过介绍计算机模拟技术在淬火槽设计、加热炉设计、渗碳炉设计和大型工件加热工艺设计当中的一些应用实例,阐述了计算机模拟技术对热处理工艺装备的发展的作用,指出了计算机模拟技术的应用可以提高热处理工艺装备设计的科学性和精确性,优化工艺装备的设计工作,使热处理向着高效、节能和智能方向发展。

3Cr2Mo钢马氏体相变塑性及应力对其相变动力学的影响

通过不同单轴拉/压应力载荷作用下的膨胀试验研究了3Cr2Mo钢中马氏体相变的相变塑性和应力对马氏体相变动力学的影响。结果表明:所测定的Greenwood-Johnson相变塑性模型中参数K随等效应力增加而增加,表征马氏体相变动力学的Koistinen-Marburger方程中系数α约为0.0236,应力状态对其没有明显影响。马氏体点(MS)范围在410～438℃之间,且随等效应力值的增加而升高。

GCr15轴承钢的碳化物超细化

研究了传统球化退火、固溶+高温回火、固溶+等温退火3种球化处理工艺及其对GCr15轴承钢淬回火后的组织和性能的影响。试验结果表明,固溶+高温回火和固溶+等温退火工艺均能有效细化碳化物颗粒,后者还能有效球化碳化物颗粒。球化获得的超细化碳化物能细化淬回火后原始奥氏体晶粒,获得双细化效果,提高材料硬度和弯曲强度。

A508-3核电大锻件用钢连续冷却贝氏体的相变塑性

用Gleeble-3500热模拟试验机研究了A508-3钢在单轴压应力下的连续贝氏体相变诱发的相变塑性。借助于从膨胀曲线分离相变塑性应变的数据处理方法,获得了压应力对贝氏体相变塑性的影响规律。结果表明:基于Greenwood-Johnson模型的贝氏体相变塑性参数K随着外加压应力的增大而增大,并且相变塑性应变占总应变的比重显著增加。相变塑性应变随贝氏体相变进行逐渐增大,增速先快后慢。

基于有限元数值模拟的TC4合金β固溶处理的组织预测

TC4合金β固溶过程中随着α相析出分数的增加,未分解β相的成分和Ms点也随之不断改变。本文建立了此过程的温度和相变耦合的数值模型,并利用有限元方法预测了β固溶端淬试样中的组织分布,即距离端淬试样喷水面不同位置处各相体积分数。通过硬度测试和组织表征验证了模拟结果的准确性,同时讨论了β固溶处理后组织分布特征及内在原因,并确定了完全获得α＇的临界冷速为93℃/s,冷速介于93℃/s与18℃/s之间得到α＇和α混合组织,冷速介于1～18℃/s之间时可得到α＇、α和未分解β的混合组织,冷速小于1℃/s得到α和未分解β的混合组织。本文的工作建立了显微组织分布与工艺参数的关系,可达到指导和优化工艺流程的目的。

A508-3钢回火过程的组织演变及动力学分析

回火对核电设备用A508-3钢的力学性能影响很大。采用扫描电镜和硬度测试研究了A508．3钢回火过程中组织的演变和性能的变化，并对经600～660℃回火的钢进行了基于硬度测量的动力学分析。回火过程中硬度的变化可以用残留奥氏体和奥氏体一马氏体的分解，贝氏体铁素体内碳化物的析出、粗化以及贝氏体铁素体的回复再结晶来解释。动力学分析表明，A508．3钢在600～660℃回火时的相变激活能约为101．4kJ／mol，与碳原子在铁素体中的扩散激活能相近。A508．3钢只有在较高温度回火时，才出现贝氏体铁素体内碳化物的大量析出和粗化，这说明该钢种具有较好的回火稳定性。

大型先进压水堆核电核岛主设备超大型锻件研制及工程应用

超大型锻件是建造压水堆核电核岛主设备的关键基础材料。在推进国产化工作之前,该类大锻件被极少数国外先进企业垄断,国内核电项目建设只能依赖进口锻件,不但价格高昂,进度也难以保证,成为核电快速发展的瓶颈。

长期服役Cr-Mo-V钢汽轮机转子的微观组织分析

对服役17年的Cr-Mo-V钢的汽轮机高中压转子微观组织进行了详细研究。金相组织观察、扫描电镜和透射电镜分析表明:Cr-Mo-V钢经过长期服役后,组织中的碳化物M3 C发生了明显的粗化,原奥氏体晶界处析出粗大的M23 C6,由于这些碳化物的演变导致材料显微硬度明显下降。用透射电镜观察到以MC碳化物为核心、M2C为两翼的H型碳化物。

NZ30K镁合金时效析出动力学与强化模型的研究

利用等转变量方法和恒速升温时效过程中的电阻实验研究了NZ30K镁合金的析出动力学，获得了动力学模型的激活能Ear和修正指前因子Aar，可用于准确描述不同时效条件下强化相的析出过程．NZ30K镁合金欠时效阶段和峰时效的力学性能显示，在180～250℃范围内峰时效屈服强度一致，约为150MPa．通过最小二乘法确定了NZ30K镁合金180-250℃范围内时效时析出强化模型参数C，约为93MPa，实验数据和模型预测数据一致，证明该模型能应用于NZ30K镁合金欠时效和峰时效条件下屈服强度的预测．

42CrMo4钢TTT曲线测量及B_上与B_下的C曲线分离现象的分析

为了给42CrMo4钢曲轴调质工艺中淬火冷却过程的计算机模拟提供基础数据,采用热模拟试验机对该材料在奥氏体化温度830℃和850℃的TTT曲线进行了测量。结果表明,两个奥氏体化温度下的TTT曲线中均出现贝氏体的C曲线上贝氏体B上和下贝氏体B下分离的现象,通过对该现象的分析研究,认为本试验测量的TTT曲线中B上与B下的C曲线分离现象符合B上与B下转变机制不同的规律。

低压转子加热过程温度场与相变的计算机模拟

利用有限元数值方法模拟了30Cr2Ni4MoV钢低压转子的典型加热工艺过程,分析了加热过程中的转子关键位置处升温曲线、奥氏体化进程以及关键截面上的温差分布。通过简略的热应力估算对加热过程中出现的温差进行了评估,为进一步优化加热工艺提供了依据。

30Cr2Ni4MoV低压转子钢不同微观组织下的力学性能

利用Gleeble 3500热模拟试验机对30Cr2Ni4MoV汽轮机转子钢不同微观组织(马氏体、贝氏体和奥氏体)在不同温度下的力学性能(弹性模量、屈服强度和塑性模量)进行测定,并将它们拟合为温度的三次多项式函数。根据各力学性能与温度关系分析和讨论了它们的变化机理,为热处理工艺的数值模拟和优化设计提供重要依据。