像差校正电子显微镜研究Cr2 Nb中的棱柱面层错结构

解析具有复杂结构的材料内部缺陷特征是理解材料变形机理的前提。本文针对高温变形后的Laves相Cr2Nb,利用像差校正电子显微镜的高分辨成像技术分析Cr2Nb(1100)棱柱面内的层错结构,在原子尺度上明确其精细构型,并辅以高角环形暗场成像技术确定每个原子的元素种类。结果表明这种层错结构特异,而且其中Cr原子的配位多面体不同于Laves相中的配位体构型,形成了畸变的CN12配位体和不常见的CN13配位体。新层错结构的发现丰富了我们对复杂结构内缺陷类型的认知。

MA和软第二相对Cr／Cr2Nb复合材料组织与性能的影响

采用机械合金化(MA)+热压工艺来制备以Cr固溶体为软第二相的Cr/Cr2Nb复合材料。研究了不同配比成分的Cr,Nb元素粉经20h球磨后,在1250℃,0.5h热压工艺下所获得的Cr/Cr2Nb复合材料的组织和性能。结果表明,随着偏离Laves相化学配比的Nb含量减小,合金的致密度、强度、塑性应变均增加,而维氏硬度减小,不同配比成分的合金均具有良好的室温断裂韧性。Laves相Cr2Nb含量高达78%的Cr-25Nb合金的组织均匀,Cr固溶体与Laves相间隔分布,晶粒尺寸达到微/纳米级,屈服强度和抗压强度分别高达1949MPa和2044MPa,塑性应变达到了7.26%。与熔铸工艺制备的Cr/Cr2Nb复合材料相比,合金的强度及塑性都有明显提高,充分实现了细晶和软第二相综合增韧的效果。

机械活化热压制备新型Cu／Cr2Nb触头材料的组织与性能

将Cu、Cr、Nb元素粉经25h机械合金化活化处理后,在1000℃保温1h的工艺下通过真空热压来制备新型Cu/Cr2Nb触头材料,研究了不同成分Cu/Cr2Nb触头材料的组织和性能。结果表明,在机械合金化过程中未能合成出Cr2Nb,但在热压过程中得到了充分合成和析出,所制备的Cu/Cr2Nb触头材料的组织均匀细小,Cr2Nb相尺寸在几个微米。当Cr2Nb含量(质量分数)为25%～35%时,Cu/Cr2Nb触头材料的致密度与熔渗法和热压法制备的常规CuCr50触头材料相当,但前者的硬度和电导率却明显高于后者。

热处理工艺对Ti48Al2Cr2Nb钛合金显微组织和硬度的影响

采用电子束熔炼(electron-beam melting, EBM)技术制备了Ti48Al2Cr2Nb钛合金。将合金在1 360℃加热10 min,分别炉冷至1 220℃、1 240℃、1 260℃和1 280℃保温60 min后空冷至室温。随后检测了未热处理和热处理的合金的显微组织和硬度。结果表明:未经热处理的Ti48Al2Cr2Nb合金显微组织由细小的等轴γ相和片层状γ/α相及少量B2相组成,硬度为257.3 HV0.1;在1 220℃保温后空冷的合金显微组织由等轴γ相和随机取向的片层组织组成,晶粒尺寸约为20~50μm,等轴晶粒的体积分数约为63.2%;随着在两相区加热的温度的升高,合金中片层组织尺寸、片层间距及γ相体积增大;在1 240℃保温后空冷的合金硬度最高,为352.9 HV0.1,在1 280℃保温后空冷的合金晶粒尺寸达到了800~1 000μm,等轴晶粒的体积分数下降至22.3%,硬度下降至312.3 HV0.1。

热处理对铸态Ti48Al2Cr2Nb1B合金组织和性能的影响

经真空自耗凝壳炉浇注得到Ti48Al2Cr2Nb1B合金试棒,通过显微组织观察和力学性能测试,研究了淬火及时效工艺对Ti48Al2Cr2Nb1B合金组织和性能的影响。结果表明,通过淬火+时效处理可以提高铸态Ti48Al2Cr2Nb1B合金的抗拉强度,但对其塑性的影响作用有限。经1 380℃×30 min/QC+1 240℃×6 h/AC处理后,Ti48Al2Cr2Nb1B合金可以获得均匀细小的双态组织,室温抗拉强度最高。

冷却条件对Cr24Ni16Nb2钢热疲劳性能的影响

采用自约束热疲劳试验方法、金相显微镜和扫描电镜,研究了冷却条件对Cr24Ni16Nb2钢热疲劳性能的影响。结果表明:空冷试样由于晶粒较为均匀,从而随循环次数增加,裂纹长度增加最慢;自然冷却试样由于明显存在柱状晶,使得裂纹更易扩展;水冷试样与空冷试样的扩展规律基本相同。热疲劳裂纹的扩展沿晶界进行,晶界的氧化促进了扩展进程。循环90次后(如180次)试样边缘出现的齿轮状裂纹及裂纹前沿不断加宽,使中心部位的应力得到松弛,从而减慢了裂纹扩展速率。

Laves相Cr2Nb元素混合粉末的机械合金化

对Laves相Cr2Nb化学配比成分的元素混合粉末的机械合金化行为进行了研究.结果表明,在机械合金化过程中,Cr、Nb元素混合粉末首先变成复合粉末,复合粉末中的成分逐渐均匀并演变成过饱和固溶体.机械合金化40h后过饱和固溶体发生部分非晶化.粉末颗粒尺寸在机械合金化初期的5h内粗化,随后逐渐细化,50h后细至亚微米级.在50h的机械合金化过程中始终未发现Laves相Cr2Nb的合成.但15h的机械合金化粉末在900℃的较低温度下通过固相热反应合成出了Laves相Cr2Nb,而未球磨的原始粉末在此温度下未能合成.这说明机械合金化虽然没有直接合成出Laves相Cr2Nb,但产生了活化Laves相高温反应合成的效果,使合成反应温度显著降低.

冷却方式对Cr26Ni14Nb2钢抗氧化性能的影响

采用增重法对Cr26Ni14Nb2奥氏体耐热钢的抗氧化性能进行研究,并用XRD、SEM对氧化膜的组成及结构进行了分析。结果表明,冷却方式对Cr26Ni14Nb2钢在不同温度下的氧化膜构成影响不大,主要成分均为Cr_2O_3及尖晶石结构的物质,但温度超过950℃后,氧化膜中出现了Fe_2O_3、Fe_3O_4,且随温度升高它们的数量增加;三种冷却方式的试样,在850、950℃加热时,均具有较好的抗氧化性能;在1050℃加热时,空冷试样具有更好的抗氧化性。

5Cr21Mn9Ni4Nb2WN耐热钢M(CN)和M_(23)(CN)_6的可逆析出反应

通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和选区电子衍射分析(EDA)、能量色散X-射线衍射分析(EDAX)等技术研究了5Cr21Mn9Ni4Nb2WN耐热钢锻态,1 200℃120 min水冷固溶,+1 030℃20~240 min水冷固溶状态,再经1 220℃20~240 min水冷固溶状态的晶内和晶界面上碳化物相、显微组织和力学性能。结果表明,5Cr21Mn9Ni4Nb2WN钢在1 030℃固溶时晶界晶内不但有粒状M_(23)(CN)_6析出,同时M(CN)块作为补充碳源发生了向M_(23)(CN)_6的退化反应,其室温冲击功急剧下降,但对钢的屈服强度影响不大;再经在1 220℃固溶处理时出现M_(23)(CN)_6向M(CN)的逆析出反应,该钢又显示出较高的室温冲击功。

低温退火温度对Laves相Cr_2Nb固相热反应合成的影响

研究了退火时间为3h时,退火温度对Cr-Nb机械合金化(MA)粉的Laves相Cr2Nb固相热反应合成的影响规律,获得了30hMA粉在退火时间为3h时能使Laves相Cr2Nb固相热反应合成充分进行的最低退火温度。优化出的Cr2Nb固相热反应合成低温退火温度,可为通过MA+热压(或烧结)工艺路线制备具有微/纳米晶结构的高强高韧Cr2Nb合金或Cr2Nb基复合材料提供理论指导。

机械合金化对Laves相Cr_2Nb固相热反应合成的影响

研究了机械合金化(MA)对Laves相Cr2Nb固相热反应合成的影响效果。结果表明,MA对Laves相Cr2Nb的固相热反应合成产生了活化效果,它使反应合成温度显著降低。未经MA处理的原始Cr、Nb元素粉充分合成出Laves相Cr2Nb的固相反应温度在1200℃以上,而经MA处理的球磨粉的充分反应温度可降低到900℃。MA时间对反应合成进行的程度有较大影响。在900℃×3h的退火条件下,使Laves相Cr2Nb充分反应合成的MA时间应不低于15h。

低温退火时间对Laves相Cr_2Nb固相热反应合成的影响

研究了900℃退火时,退火时间对Cr-Nb机械合金化(MA)粉的Laves相Cr2Nb固相热反应合成的影响规律,获悉了15h MA粉在900℃低温退火时能使Cr2Nb固相热反应合成充分进行的最短时间。优化出的Cr2Nb固相热反应合成低温退火时间,为通过MA+热压(或烧结)工艺路线制备出具有微/纳米晶结构的高强高韧Cr2Nb合金或Cr2Nb基复合材料提供了可能性。

Laves相Cr_2 Nb中棱锥面层错结构的像差矫正电子显微学分析

本文利用像差矫正透射电子显微镜,在具有C14结构的Laves相Cr2Nb中观察到两种新型的(1101)棱锥面层错结构,并对这些层错的精细构型进行了分析。结果表明:这两种棱锥面层错具有形状特异的结构单元,同时原有的Laves相中的原子配位数也发生改变,在其中一种层错内还形成了拓扑密堆相中不常见的13配位数。这两种新的堆垛方式丰富了对拓扑密堆相中缺陷结构的认识。

Nb-Ti-Cr-Si基超高温合金的室温断裂韧性研究进展

Nb-Ti-Cr-Si基超高温合金具有良好的高温强度和高温抗氧化性能,但室温断裂韧性较差。为了提高该合金的室温断裂韧性,分析了该合金室温断裂韧性较低的原因,对有坩埚整体定向凝固技术、整体定向凝固+高温均匀化处理和热压烧结法等工艺对Nb-Ti-Cr-Si基超高温合金的室温断裂韧性的影响做了评述,指出了提高该合金室温断裂韧性将来努力的方向。

06Ni31Cr19Mo2Nb含铌奥氏体不锈钢热变形行为及其热加工图

采用Gleeble-3500热模拟试验机对06Ni31Cr19Mo2Nb含铌奥氏体不锈钢进行高温单道次热压缩试验,研究了其在不同变形温度（950～1100℃）和应变速率（0. 01～1 s-1）条件下的热变形行为及组织变化规律,并且根据试验条件下真应力-真应变曲线,推导了该材料的热变形方程和热加工图。研究结果表明：流变峰值应力随温度升高或应变速率降低而降低;变形温度越高,应变速率越低,试验钢发生动态再结晶行为愈发显著。计算出该试验钢的热变形激活能为365. 111 k J·mol-1。基于动态材料模型绘制出不同应变量下的热加工图,其失稳区域和最优热加工区域的分布具有相似性。变形温度在990～1070℃,应变速率0. 0316～0. 1 s-1范围内,材料热加工性能最佳,能量耗散率为43%～45%。

9Cr13Mo3Co3Nb2V马氏体不锈钢微观组织研究

对不同热处理状态下的微观组织结构进行了研究。采用物理化学相分析技术研究了9Cr13Mo3Co3Nb2V退火、淬火以及最终热处理制度下析出相的类型、含量及组成结构式。并用X射线小角散射(SAXS)(sm all angle x-ray scatter)分析了不同热处理制度下析出相在不同粒度间隔中的质量分布。结果表明:①9Cr13Mo3Co3Nb2V钢退火状态的组织为珠光体+碳化物(M23C6,MC和M6C),淬火状态组织为马氏体+碳化物(M23C6和MC),最终热处理状态的组织为回火马氏体+碳化物(M23C6,MC和M3C);②小颗粒(≤300nm)碳化物析出相粒度分析表明,9Cr13Mo3Co3Nb2V钢退火、淬火状态析出相平均粒度相差不大,粗大颗粒较多,而最终热处理状态的析出相平均粒度明显减小,且细小颗粒比例较大。

热压时间对Laves相Cr_2Nb合金组织与性能的影响

采用机械合金化+热压工艺路线制备化学配比成分的单相Laves相Cr2Nb合金。研究了Cr、Nb元素粉经20h球磨后在1300℃不同时间热压所获得的Laves相Cr2Nb合金的组织性能。结果表明,采用机械合金化+热压工艺可以制备出高致密度的组织细小均匀的Laves相Cr2Nb合金,随着热压时间的延长,合金的致密度、晶粒尺寸和维氏硬度逐渐增大而断裂韧度逐渐减小。1300℃×30min的热压试样的平均晶粒尺寸达到亚微米级,致密度达到98.7%,断裂韧度达到5.07MPa.m1/2,与熔铸法制备的Laves相Cr2Nb相比,室温断裂韧性提高,实现了细晶组织对Laves相Cr2Nb合金的增韧效果。

新型Cu/Cr_2Nb真空断路器触头材料的制备与性能研究

以Cu粉和Cr2Nb粉为原材料,分别采用真空烧结和真空热压工艺制备新型Cu/Cr2Nb触头材料。研究了制备工艺、材料成分对Cu/Cr2Nb触头材料的组织和性能的影响规律。结果表明,采用一般烧结工艺难以制备出致密度高的Cu/Cr2Nb材料,而采用热压工艺不仅可制备出致密度高的Cu/Cr2Nb材料,而且与CuCr50触头材料相比,在硬度相当的前提下,Cu/Cr2Nb材料的导电性能显著提高。

Laves相金属间化合物Cr_2 Nb的增韧方法

综述了Laves相Cr_2Nb金属间化合物的结构和变形机制及其韧化研究进展,重点评价了细晶增韧、软第二相增韧和合金化增韧这三种方法,指出了存在的问题及今后的研究方向。

热处理对9Cr13Mo3Co3Nb2V组织与硬度的影响

采用金相分析、硬度测试等技术手段,研究热处理对马氏体不锈钢9Cr13Mo3Co3Nb2V组织和硬度的影响。结果表明：9Cr13Mo3Co3Nb2V经淬火、冰冷处理及多次回火后,残余奥氏体充分转变为回火马氏体,并产生较强的二次硬化效果,进而获得稳定的组织和高的硬度;在350℃以上回火时,由于组织中二次碳化物的析出,开始出现二次硬化倾向,至480-520℃时,回火硬度达到了最大值。