第二相与晶粒粗化时间及粗化温度

根据第二相的固溶度积公式,Ostwald熟化规律和第二相阻止晶粒长大的理论,提出了确定加热温度下奥氏体晶粒粗化时间和确定加热时间下奥氏体晶粒粗化温度的理论计算方法,并对0.04C-0.24Nb钢进行了高温金相试验和相应的理论计算,理论计算结果和试验结果良好吻合,这证明该理论计算方法是可行的,同时证实了高温下碳氮化铌质点的Ostwald熟化过程是受铌在钢中的体扩散所控制的。

渗碳工艺参数对常见渗碳钢晶粒粗化行为的影响

基于真空低压渗碳炉,分析了不同渗碳工艺参数对常见渗碳钢晶粒粗化行为的影响规律,并对实验结果数据进行了处理和线性拟合。结果表明:20钢渗碳温度920℃较为适宜,20Cr钢较适宜的渗碳温度为950℃,20CrMnTi钢在980℃下保温较长时间奥氏体晶粒仍可以保持细小,可以选择较高温度渗碳;20钢、20Cr钢和20CrMnTi钢的奥氏体晶粒长大规律符合Beck关系式;奥氏体晶粒随加热温度的升高呈指数形式长大,温度越高,晶粒生长指数越大。在一定含碳量范围内,随着奥氏体中含碳量的增加,晶粒长大倾向增加;当含碳量超过一定限度后,奥氏体晶粒长大倾向减小;在不同碳浓度下,碳含量对奥氏体晶粒尺寸的影响方式不同。

铌对20CrMnTi钢渗碳过程中晶粒粗化行为的影响

通过模拟渗碳试验,研究了Nb对齿轮钢20Cr Mn Ti晶粒粗化行为的影响。结果表明,由于析出含Nb析出相,Nb能显著提高在模拟渗碳过程中的晶粒粗化温度。晶粒粗化温度由析出相的体积分数和析出相的尺寸决定。当模拟渗碳温度较低时,时间对析出相尺寸影响不明显;当渗碳温度较高时,延长时间析出相明显粗化。因此,对于Nb含量较低的试样,1 h和6 h模拟渗碳的晶粒粗化温度接近;而对于Nb含量较高的试样6 h模拟渗碳的晶粒粗化温度比1 h的低。

钒系微合金车轴钢晶粒粗化温度研究

晶粒粗大是造成火车车轴失效的主要原因之一。通过对攀钢研究院开发的新型钒系微合金车轴钢晶粒粗化温度的研究,发现随着加热温度的提高,该型车轴钢奥氏体晶粒越来越大,但强碳化合物元素——钒元素能有效阻止奥氏体晶粒的长大,将其晶粒粗化温度提高到了1150℃以上,比普通碳钢的晶粒粗化温度高150～200℃。晶粒粗化温度的确定,可以为材料热处理工艺参数的制定提供参考,避免加热过程中出现晶粒粗化,造成组织缺陷。

含铌16Mn钢的奥氏体晶粒粗化和NbC固溶析出行为

研究了含铌 16 Mn钢奥氏体化过程中第二相粒子的固溶析出及阻止晶粒长大的规律 ,并给出了奥氏体中的 Nb C固溶度积与温度的函数关系。结果发现 ,在氮含量较低的含铌 16 Mn钢中 ,铌的析出相以 Nb C为主。经试验确定钢的晶粒粗化温度 (t GC)为 110 0℃ ,t GC与第二相粒子的全固溶温度 (ts)

TA15钛合金激光表面重熔快速凝固晶粒异常粗化

研究了热轧退火近αTA15钛合金激光表面重熔快速凝固组织及激光扫描速度对快速凝固组织的影响。结果发现：无论激光扫描速度如何加快，采用激光表面重熔快速凝固技术都不能细化TA15钛合金重熔区晶粒组织，TA15钛合金激光表面重熔区快速凝固β晶粒组织“异常”粗化，重熔区中β晶粒尺度分别是原始基材中α晶粒的10-20倍和α晶粒的32～62倍。分析表明，TA15钛合金激光表面重熔熔池的快速凝固是一个以熔池底部热影响区项部与熔体接触的未熔母材β晶粒为衬底的直接外延生长（无形核）过程，因此热影响区顶部与熔体接触的未熔母材β晶粒大小决定了重熔区快速凝固β晶粒的大小。激光加热表面重熔熔池形成过程中，熔池底部与熔体接触的未熔母材β晶粒在短时超高温作用下发生了严重长大，是导致钛合金激光表面重熔区β晶粒组织“异常”粗化的直接原因。

20CrMnB钢奥氏体晶粒粗化行为

本文讨论了微量元素氮、铝、钛及预先热处理对汽车用渗碳齿轮20CrMnB 钢奥氏体晶粒粗化行为的影响,观察到大形变量的热轧会引起钢的奥氏体晶粒粗化温度下降的现象。并提出为提高硼钢奥氏体晶粒粗化温度,可分别采用低氮钢加钛及高氮钢加铝的两种工艺。

镍基高温合金热塑性变形晶粒细化与粗化的博弈关系及演进

为深入揭示Ni80A镍基高温合金热塑性变形过程中晶粒细化与晶粒粗化之间的博弈关系及演进,基于晶粒细化等温变形实验和晶粒生长粗化实验分别建立了动态再结晶和晶粒生长数学模型。结合所建数学模型和有限元分析发现,Ni80A镍基高温合金在热塑性变形过程中动态再结晶晶粒细化和晶粒生长粗化的博弈关系及演进共同决定了晶粒尺寸的非线性演变。本工作绘制了两种晶粒尺寸演变机制的博弈关系图并分析其对晶粒尺寸的单独及耦合作用。结果表明:变形初期晶粒生长粗化占主导地位,变形中后期动态再结晶晶粒细化占主导地位,整个热塑性变形过程中二者相互博弈,共同影响试样的晶粒尺寸。

钛含量对中碳硼钢奥氏体晶粒度及晶粒粗化温度的影响

研究了钛含量对中碳硼钢奥氏体晶粒度及晶粒粗化温度的影响。结果表明,有效钛含量W(Ti)_e是决定试验用钢奥氏体晶粒度及晶粒粗化温度的主要参数。随W(Ti)_e增加,试验用钢的奥氏体晶粒尺寸减小,晶粒粗化温度提高。当W(Ti)_e>0.031％时,试验用钢的奥氏体本质晶粒度可达7级以上,晶粒粗化温度提高到980℃以上。

材料凝固时晶粒生长-粗化的二维元胞自动机模型

建立了模拟凝固进行时晶粒成核、生长与粗化过程以及凝固完成后晶粒粗化过程的二维元胞自动机模型,模型中将原子在固/液界面、晶界面的迁移过程以概率的方式表现在元胞网格演化的规则中.模拟结果表明,所建立的模型可以合理地描述晶粒在凝固过程中的生长-粗化过程.应用本模型分析了冷却率、结晶取向数、温度等因素对于晶粒微观结构演化的影响.研究结果表明:大冷却率有助于得到细小的晶粒;当结晶取向数大时晶粒较小;保温温度低会抑制晶粒粗化.

低碳高强钢奥氏体晶粒粗化对高温流变行为的影响

采用Gleeble-1500D试验机研究低碳高强钢在高温(大于1200℃)及低变形速率(小于10-2 s-1)条件下的拉伸流变行为。采用的拉伸试验包括单拉伸试验及双拉伸试验。实验钢在高温条件下,铸态组织奥氏体化,并且随温度升高及保温时间延长,奥氏体晶粒明显粗化,对高温流变行为产生较大影响。考虑实验钢奥氏体晶粒粗化现象的本构方程能够较好吻合实验测量的应力-应变数据。

(V,Nb)C溶解规律及其对奥氏体晶粒粗化的影响

应用物理化学相分析法定量测定了V,Nb 复合微合金化钢中V,Nb 复合碳化物在不同奥氏体化温度下的溶解量,以及V,Nb 在溶解过程中的相互影响。通过对奥氏体晶粒的直接腐蚀显示,测出了不同 V,Nb 含量对奥氏体晶粒粗化的影响,为 V,Nb 复合的微合金化钢在轧制时奥氏体化温度的合理选择提供了依据。同时,得出了使奥氏体晶粒细化的 V,Nb 含量和 V,Nb 最佳化学配比。

第二相颗粒对多晶材料晶粒粗化的影响

建立了多晶材料晶粒生长的数学模型,采用相变场模拟方法研究了第二相颗粒对晶粒粗化的影响。结果表明,随着第二相晶粒体积分数的增大,晶粒生长受到阻碍。晶粒的粗化情况符合标度律。

基于金属热成形过程的晶粒粗化现象数值模拟

晶粒粗化是发生在材料热成形过程中的一种典型的组织演变现象。晶粒粗化可以显著影响材料的力学性能及后续变形特性。采用元胞自动机算法(CellularAutomaton,CA)模拟了晶粒粗化现象,模拟了晶粒粗化过程中粗化动力学、拓扑学及形态学的演化,并研究了温度及时间对粗化过程的影响。模拟结果显示,晶粒的粗化指数为0.5;在粗化过程中,六边形的晶粒占的比例最大,其次为五边形和七边形,而晶粒边数为3或10的晶粒所占比例很低,约为5%左右;组织形态演化表明,随着保温时间的增加或温度的升高,晶粒平均尺寸增大。模拟结果与相关文献中的结论相同。

有第二相粒子阻碍的晶粒粗化元胞自动机模拟

采用元胞自动机算法模拟晶粒粗化过程中第二相粒子的阻碍现象。通过CA法,在考虑第二相粒子阻碍的晶粒粗化过程中模拟了其动力学、拓扑学及形态学的演化,并研究了温度及时间对粗化过程的影响。模拟结果显示:考虑第二相粒子,晶粒的粗化动力学指数接近3,而不是2;但是拓扑学特征与理想条件的粗化相同,即晶粒边数为6的晶粒占的比例最大,其次为五边形和七边形,而晶粒边数为3或10的晶粒所占比例很低,约为5%左右;CA法模拟晶粒粗化过程组织形态演化表明,随着保温时间的增加或温度的升高,晶粒平均尺寸在增大。模拟结果与相关文献中的结论相同,表明了本文CA模型的可靠性。

50Mn2V钢再加热奥氏体化温度对晶粒粗化钒化物溶解及硬度的影响

含钒钢再加热温度不同,可得出极不相同的显微结构和微合金溶解度,从而影响到钢的最终力学性能。对含0.16%钒的50Mn2V钢再加热奥氏体化温度对晶粒粗化、钒化物溶解及硬度的影响进行了探讨。得出该钢种的奥氏体粗化温度为950℃,随着加热温度的提高,晶粒粗化行为的特征分为三个区域,并且硬度随之降低。

热轧低氮18CrMnB钢奥氏体晶粒粗化行为

本文研究了热轧工艺及含Ti量对低N的18CrMnB钢奥氏体晶粒长大倾向的影响。结果表明,热轧压下率及终轧温度对18CrMnB钢奥氏体晶粒长大倾向的影响不太显著,且不呈简单的变化规律,含Ti量对奥氏体晶粒长大倾向影响很大,当含Ti量超过0.053%时,奥氏体晶粒长大倾向明显减少。

工艺参数对20MnVB钢奥氏体晶粒粗化温度的影响

1 前言热轧20MnVB钢经常不能满足某些用户提出的在960℃保温3h奥氏体晶粒不混晶、不粗化的高要求。在实际生产中,为了保护硼对提高淬透性的有益作用,在20MnVB钢中加入微量钛,但仍出现奥氏体晶粒的混晶现象,尤其在960℃保温3h时经常出现20MnVB钢奥氏体晶粒度不合现象。对低、

钛含量对20MnMoB钢奥氏体晶粒度及晶粒粗化温度的影响

研究了钛含量对２０ Ｍｎ Ｍｏ Ｂ钢奥氏体晶粒度及奥氏体晶粒粗化温度的影响。结果表明，有效钛（ Ｔｉｅ）是决定２０ Ｍｎ Ｍｏ Ｂ钢奥氏体晶粒度和晶粒粗化温度的主要参数。随（ Ｔｉｅ）含量增加，试验用钢的奥氏体晶粒尺寸减小，晶粒粗化温度提高。当 Ｔｉｅ 超过０．０３７％ 时，钢的奥氏体本质晶粒度可达７ 级以上，晶粒粗化温度提高到１ ０００℃以上。

近液相线铸造与等通道角挤压制备ZK60半固态等温晶粒粗化

分别采用近液相线铸造法和等通道角挤压制备了镁合金ZK60半固态坯,采用光学显微镜和图像分析仪研究了这两种坯料在等温热处理过程中晶粒的粗化和晶粒内液相产生的机理。研究表明,当固相率在0.65~0.85这个区间时,在温度一定的条件下,两种不同状态半固态坯料晶粒的粗化速率随着保温时间的延长而降低;铸态坯料的粗化系数K由固相率为0.65时的570μm3/s,下降到固相率为0.8时的319μm3/s,然后上升到固相率为0.85时的859μm3/s。而等通道角挤压制备的坯料其粗化系数由固相率为0.65时的146μm3/s,下降到固相率为0.85时的98.8μm3/s。铸态坯料晶粒间的液滴来源于非平衡凝固产生的晶内共晶相和晶粒以合并形式长大时所夹杂的液相。