成分起伏对钢液形核影响的热力学研究

金属凝固过程中加入形核剂是改善金属材料组织和性能的常用方法。笔者以形核热力学为基础,讨论了外来成分起伏对钢液形核的影响,并通过实验进行了验证。研究结果表明,当金属液中加入的形核剂熔化后,改变了其周围钢液微区化学成分,造成成分起伏。当成分起伏的“方向性”和“程度”满足形核的热力学条件时,相变驱动力增加,可以促使钢液形核。根据热力学可以选择合适的形核剂。

钢中合金元素成分起伏对韧脆转变温度的影响

某材料为16MND5的压力容器筒体,在进行低温-20℃冲击试验时,取样位置邻近试样的冲击功却相差很大。通过对冲击功不同的试样分别进行金相检验、断口分析、化学成分分析以及能谱微区成分分析,找出了冲击功相差较大的原因。结果表明:冲击功较低试样中的钼和硅等元素微观聚集程度比冲击功较高试样中的严重,尤其是钼元素的微观聚集更为严重;由于合金元素钼和硅在钢中能提高钢的韧脆转变温度,因此偏聚严重就会导致材料在低温冲击时的冲击功相差较大;由此可以判定是由于热处理工艺不当,造成了钼和硅等合金元素的严重微观聚集,致使材料出现冲击韧度不均匀、相邻位置冲击功相差较大的问题。

从渗硼层的结构和性能探讨渗硼的机制

用相同的渗硼工艺对45钢、T10钢和CrWMn钢进行了渗硼处理,观察其渗硼层的厚度和形态;对不同材料的渗硼试样进行淬火,对比其耐磨性能,探讨渗硼的机制,分析造成不同材料渗硼层的厚度、硬度及耐磨性不同的原因。

QLT处理9Ni低温钢精细结构的动力学模拟和实验

采用Thermo-Calc/Dictra热力学/动力学计算方法完成了淬火-两相区淬火-回火(QLT)处理9Ni低温钢精细结构的动力学模拟.计算结果表明,9Ni钢经QLT热处理后,在同一马氏体板条内部产生多处成分起伏,C含量的峰值为0.40%左右,而Ni含量的峰值达到18%左右.随着两相区淬火温度的降低或回火温度的提高,成分富集区的宽度提高.回火时间的延长和回火温度的提高具有类似的效果.实验观察结果和计算结果较为吻合.

在MgO(001)基板上生长连续的L1_0-FePt纳米薄膜

用磁控溅射法在加热到400℃的MgO(001)基片上沉积了总厚度为25nm的[Fe(0.6nm)/Fe30.5Pt69.5(1.9nm)]10多层连续薄膜,并对其在[500,900]℃的温度范围进行了3h的真空热处理.结果表明,薄膜在沉积过程中发生了层间扩散,形成A1相的FePt合金,表现为软磁特性;热处理温度高于700℃时,薄膜内形成L10相的(001)织构,其单轴磁晶各向异性能高于2.5×107ergcc?1;薄膜能在800℃以下保持形貌连续.借助于半导体载流子扩散和复合模型,对薄膜在高温下形貌保持连续的机理进行了探讨.分析认为,虽然薄膜在沉积过程中发生了层间扩散,但内部仍然残存微弱的周期性成分起伏,这可以有效阻碍热处理过程中因相变而引起的Pt元素析出,从而抑制了因形成富Pt晶界而导致的形貌不连续.这种薄膜可以方便地用于微加工制作磁性阵列和隧道结.