置氢改性钛合金扩散连接机理研究

利用置氢技术改善TC4钛合金的扩散连接性,优化扩散连接工艺参数。在Gleeble1500D热模拟机上,采用固态置氢技术进行了不同氢含量的置氢TC4钛合金的真空扩散连接试验;采用扫描电镜对界面孔洞弥合率和界面组织形貌进行了分析。结果表明:由于氢的扩散系数大,可显著提高置氢TC4钛合金的扩散系数,降低α+β→β相转变温度,稳定合金中β相,促进晶界扩散,提高晶界活性,使材料热加工变形得到改善;当置氢钛合金中氢的质量分数为0.25%、扩散连接温度为840℃、压力为15 MPa、保温时间为60 min时,界面结合良好,此时焊接区无扩散孔洞,钛合金基体组织仍为等轴α+β双相组织,且晶粒无明显长大。

锰对贝氏体车轮钢组织和力学性能的影响

采用JMatPro软件模拟碳、锰、硅主要合金元素含量(质量分数)的改变对试验钢连续冷却转变曲线和贝氏体等温转变曲线的影响;通过小炉冶炼钢试验,研究锰含量分别为1.5%,1.7%,2.0%和2.2%时对贝氏体车轮钢的组织和力学性能的影响,并与锰含量为2.0%的实物贝氏体车轮进行对比验证。结果表明:锰对抑制高温相变、降低贝氏体转变温度和提高车轮钢的淬透性有显著作用;锰含量高于2.0%时,贝氏体车轮钢自高温空冷过程中可以避免先共析铁素体的出现,且韧性大幅提升;随着锰含量的提高,部分贝氏体组织由粒状贝氏体变为板条贝氏体,强度增大;贝氏体车轮钢理想的锰含量为2.0%左右,实物贝氏体车轮轮辋冷速较慢的芯部未出现先共析铁素体,综合力学性能良好且显著优于现有ER8珠光体车轮,具备一定的实际应用前景。

Microstructural characterization of the Al/Cu/steel diffusion bonded joint

A vacuum hot-pressed diffusion method was used to prepare an Al/Cu/steel composite with a gradient structure. The Al/Cu interface was investigated layer by layer by means of scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray spectrometry, electron probe microanalysis, and Vickers microhardness. The results show that two kinds of intermetallic compounds, Cu9Al4 adjacent to the Cu side and CuAl2 adjacent to the Al side, are formed in the interface of Al/Cu. The conductivity is 0.369 mS/cm in the intermetallic compound with a thickness of 3.5 μm, higher than that of the intermetallic compound with a thickness of 23 μm, in which the conductivity is 0.242 mS/cm.

回火温度对Nb-Ti微合金化Mn系低碳贝氏体钢屈强比的影响

测试了Nb-Ti微合金化Mn系低碳贝氏体钢经不同温度回火后的拉伸性能,研究了回火温度对实验钢屈强比(Yield ratio)的影响,通过引入Swift公式分析了实验钢经不同温度回火后的应变硬化指数n和材料常数b的变化规律,建立了显微组织与屈强比之间的关系模型。结果表明:实验钢在280～600℃温度范围内回火2 h后,随着回火温度的升高,屈强比和材料常数b逐渐增加,应变硬化指数n呈现下降趋势,同时屈强比和ln(b/n^2)呈线性递增关系。显微分析表明,回火后屈强比的变化主要是由于回火过程中贝氏体板条的粗化造成的;同时结合透射电镜(TEM)观察讨论了回火过程中微合金化元素Nb, Ti的碳氮化物析出对贝氏体钢屈强比的影响。

钒和铬对贝氏体车轮钢回火组织与性能的影响

贝氏体车轮钢开发已经成为国际研究热点。新近开发的空冷型锰—硅系贝氏体车轮显示了良好的应用前景,但其成分和热处理工艺有较大改进空间。本文通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)观察和力学性能测试等系统研究了钒和铬对该系贝氏体钢,回火组织与力学性能的影响。结果表明,实验钢在空冷+低温回火后都可获得板条贝氏体+粒状贝氏体+残余奥氏体的组织。其中铬的添加可降低钢的贝氏体转变温度,在提高残余奥氏体的稳定性的同时,有利于贝氏体车轮钢强度和低温韧性提升。钒的添加可通过V(C,N)沉淀强化作用,使贝氏体车轮钢的屈服强度在480~560℃回火温度范围提高,得到显著的二次强化效果。但当铬与钒同时添加时,V(C,N)析出会受到抑制,二次强化效果明显减弱。此外,实验钢在400℃以上回火时会出现明显回火脆性,冲击功大幅下降。因此,在锰-硅系贝氏体车轮钢中添加钒和铬并在320℃回火时可以获得优化的强韧性能匹配。