表面喷丸及退火处理对Fe-30Mn-3Al-3Si TWIP钢组织与性能的影响

为实现强韧化,对Fe-30Mn-3Al-3Si TWIP钢进行了表面喷丸及退火热处理。采用金相显微镜、X射线衍射仪和透射电子显微镜等手段分析了喷丸以及喷丸结合退火处理对TWIP钢显微组织结构的影响,并利用显微维氏硬度计和万能材料试验机对原始样品、喷丸以及喷丸结合退火处理样品的硬度分布、力学性能及加工硬化行为进行了研究。分析结果表明,喷丸可在TWIP钢表面引起强烈的塑性变形,并形成包含60~100 nm大小的位错胞块的强烈形变层和包含微纳尺度形变孪晶结构的过渡层。该纳米-微米尺度的晶粒尺寸梯度结构可以将TWIP钢表面强烈形变层的硬度显著提升至366 HV0.1,并在残余压应力联合作用下使试样的屈服强度提升至485 MPa,均远高于初始样品的对应值。但受喷丸引起的表面粗糙和强烈形变层纳米晶塑性低的影响,其断后延伸率仅为41.8%。退火处理后,喷丸样品中的形变组织发生回复与再结晶,其中强烈形变层位置的再结晶晶粒尺寸为1~3μm,硬度也降低至215 HV0.1。所形成的微米-微米尺度晶粒尺寸梯度结构试样的屈服强度降低至261 MPa,但延伸率增加至65.3%。晶粒尺寸梯度结构有助于增加TWIP钢屈服与抗拉强度,但不利于延伸率的提升。

Fe_3Si基合金的动态再结晶机制

采用Fe3 Si基合金在 60 0～ 1 0 0 0℃以 0 0 0 1～ 1 0s-1 形变速率压缩到真应变 2 0 0 %左右立即由冰水冷却 ,利用真应变—真应力曲线、普通光学显微镜研究Fe3 Si基合金热形变的动态再结晶机制。试验结果表明 :该合金在Z参数位于一定区间时发生了动态再结晶 ,但再结晶进行得不完全 。

机械活化/热压Fe_3Si有序金属间化合物的制备

研究了Fe和Si（原子比为：Fe：Si=3：1）混和粉末在高能球磨过程中的物相转变和形貌变化．结果表明，球磨可以生成α-Fe（Si）固溶体，而没有生成Fe3Si金属间化合物，球磨后的固溶体粉末表现为典型的层状结构．球磨不同时间所得到的固溶体粉末在860℃下退火1h可以生成D03型的氏Si金属间化合物．对球磨20h的混和粉末在1100℃、15～20MPa下热压烧结15min也可以得到D03型结构的Fe3Si金属间化合物，延长烧结时间，Fe3Si的有序度会下降，密度有所提高．

Fe_3Si基合金板材的制备技术

在既有的研究工作基础上，给出了更为合适的锻造、轧制等工艺参数和工艺方法．利用普通的锻造和轧制设备，成功制备了良好的约 １．５ ｍｍ厚的 Ｆｅ３Ｓｉ基合金薄板，制备过程中典型的微观组织变化如下：铸态组织的晶粒较大且很不均匀；锻造组织为通过再结晶而形成的晶粒较细且均匀的等轴状组织；轧态组织为纤维组织．

Fe_3Si基合金的制备及应用研究进展

Ｆｅ３Ｓｉ基合金具有优异的软磁性能，不仅有希望替代普通硅钢片（尤其在高频信息领域），而且还广泛用作音频和视频磁头材料和卡片阅读器用磁头材料。本文综述了Ｆｅ３Ｓｉ基合金的制备工艺及应用，并结合我们的研究工作，分析了其研究现状。

Fe_3Si金属间化合物高温抗氧化性能研究

采用电弧熔炼法制备了Fe3Si金属间化合物。选用AISI304不锈钢作对比,研究了Fe3Si在800℃和900℃空气环境中的高温抗氧化性能,利用XRD,SEM,EPMA等测试设备对Fe3Si金属间化合物进行了表征。结果表明:在800℃,900℃下,Fe3Si金属间化合物都表现出较AISI 304不锈钢更好的高温抗氧化性能。其在800℃的氧化动力学近似表现为抛物线、线性复合规律9,00℃下则转变为单一的二次抛物线规律。800℃下,Fe3Si初始的氧化膜生长机制受Si的扩散过程控制,而后因氧化膜剥落严重而转变为Si的氧化反应控制;900℃下,Fe3Si的氧化动力学过程主要受扩散过程控制,Si的扩散是氧化膜生长机制的主因,辅有Fe从SiO2膜向外扩散的传质过程。

Fe3Si金属间化合物在干摩擦及水润滑条件下的摩擦学性能研究

利用高能球磨和热压烧结工艺制备了Fe3Si有序金属间化合物块体材料,考察了其与Si3N4配副时在干摩擦和水润滑条件下的摩擦学性能.结果表明,在干摩擦条件下Fe3Si/Si3N4摩擦副表现出很高的摩擦系数,Fe3Si与Si3N4的磨损率分别为1.408×10-14m3/(N.m)和4.735×10-16m3/(N.m),两者相差近2个数量级;在水润滑条件下,Fe3Si的磨损率下降而Si3N4的磨损率上升,两者磨损率分别为7.406×10-15m3/(N.m)和2.522×10-15m3/(N.m).另外,在水润滑条件下的摩擦化学产物对Fe3Si的摩擦学性能影响显著.

AISI 304不锈钢表面Fe_3Si型硅化物渗层的制备及渗硅机理

以n(NaCl):n(KCl):n(NaF)=2:2:1碱金属卤化物混合体系做载体,采用不同摩尔比的Na2SiF6和Si粉作渗硅剂,在800℃下利用熔融盐法分别对AISI 304不锈钢进行渗硅处理。采用X射线衍射仪(XRD)分析渗硅层的物相组成,用附带能量色散谱仪(EDS)附件的扫描电子显微镜(SEM)研究渗层截面的形貌和成分,分析熔盐法渗硅层的形成机理。结果表明:融盐中SiF62-的浓度决定渗层中Si元素的含量,由于SiO2在融盐体系中的溶解,融盐中SiF62-得到补充,渗层中Si元素的含量进一步提高。

Fe_3Si基合金的温挤压工艺

Fe3Si基合金由于有序相的出现而导致的很强的环境脆性和本征脆性,使其难以进行机械加工和热加工.依据挤压能够提高材料塑性的原理,系统地研究了Fe3Si基合金的温挤压工艺.利用温挤压开坯技术,实现Fe3Si基合金的低温轧制.通过实验得出了Fe3Si基合金温挤压工艺的各项参数.

Cr/Al复合合金化Fe_3Si基有序合金及其有序度研究

基于合金化的改性原理,以调整材料的长程有序度为改性思想,采用真空电弧熔炼/热压退火制备了四种Cr/Al复合合金化Fe3Si基有序合金。通过XRD,SEM,EPMA等对合金进行了表征,并采用长程有序参数定量表征了退火得到的有序相的有序程度。结果表明:四种不同成分的有序合金,具有不同的显微组织。随着Si含量降低合金有序度下降,且Cr/Al的复合效应对这一趋势起到了促进作用,使得具有相同Si含量的Fe65Si25Cr5Al5有序合金的有序度低于Fe3Si,分别为0.658和0.796。

热压烧结Fe_3Si基金属间化合物及其抗氧化性能

采用中频感应热压烧结法制备2种Fe3Si基合金,采用18-8不锈钢作为对比材料,对3种材料在800℃下的高温抗氧化性能进行评价.结果表明,Fe-15Si-5Cr和Fe-18Si-2.5Cr较之不锈钢具有更好的抗氧化性,且Fe-18Si-2.5Cr的抗氧化性最强.3种材料的氧化产物主要为Cr2O3,Cr2O3和SiO2的复合氧化膜,有序Fe3Si金属间化合物的生成对材料的抗氧化性起到关键作用.

Fe_3Si基合金不同热处理工艺的软化机制

Fe3 Si基合金具有优异的软磁性能 ,但由于有序相的出现导致其很强的环境脆性和本征脆性。文中采用不同的热处理工艺来研究软化机理 ,指出在再结晶温度以上采用水冷工艺能使Fe3

机械合金化制备Fe_3Si金属间化合物的研究进展

综述了用机械合金化法制备金属间化合物Fe_3Si的研究现状和发展情况。介绍了球磨时间、球料比、分散剂等球磨参数对Fe_3Si机械合金化过程的影响,同时还介绍了热处理工艺对Fe_3Si合金的影响,以及Fe_3Si机械合金化后粉体的成形烧结工艺及性能。讨论了制备金属间化合物Fe_3Si机械合金化的发展前景。

Fe_3Si基合金降低温轧温度的研究

研究了不同轧制工艺和热处理工艺对Fe3Si基合金塑性的影响,室温拉伸和高温拉伸实验结果表明,水冷的热处理工艺使Fe3Si基合金的塑性得到很大的提高,使可轧制的温度降低到300℃。

AISI304不锈钢表面Fe_3Si型硅化物渗层制备及其力学性能

采用NaCl∶KCl∶NaF=2∶2∶1(摩尔比)的中性熔融盐作为载体,Na2SiF6∶Si=8∶2粉末作为渗硅剂,以SiO2为助渗剂,800℃下渗硅5h可实现在AISI 304不锈钢表面形成厚约600μm的富含Cr、Ni合金元素的Fe3Si型硅化物渗层。采用万能材料试验机进行了轴向拉伸试验,并对应力-应变曲线进行了分析。结果表明,硅化物渗层为脆性断裂,基体部分为塑性断裂;AISI 304不锈钢渗硅后的名义屈服应力有明显提高。

Fe_3Si基合金的织构研究

采用两次温轧工艺制备出 Ｆｅ３Ｓｉ合金薄板，分别经过去应力退火和完全再结晶退火后进行织构研究。结果表明，首次发现 Ｆｅ３Ｓｉ基合金轧制后存在单一组分的｛１１０｝＜１１０＞形变织构。基本上不存在再结晶织构，即有序的 Ｆｅ３Ｓｉ金属间化合物存在着再结晶织构弱化现象。

攀钢尾矿原位合成TiCN/Fe_3Si复合材料

以攀钢选钛尾矿为主要原料,尝试采用碳热还原氮化法合成TiCN/Fe_3Si复合材料。为探明复杂体系过程反应机理,对体系中可能发生的高温反应进行了热力学分析,并采用XRD和SEM对合成产物进行表征。计算结果表明,1500℃下产物主晶相为TiC_(0.3)N_(0.7)和Fe_3Si,其中,TiC_(0.3)N_(0.7)颗粒大多呈弥散分布,平均尺寸约为5μm。

聚焦光束堆焊铜基自熔合金过程中Fe_3Si增强相的反应合成

利用Cu与Fe具有液相分离特性,以及母材与堆焊材料的冶金反应,采用聚焦光束堆焊制备了Fe3Si弥散分布的铜基合金复合堆焊层。采用X射线衍射、SEM、EDS及显微硬度分析等方法研究了堆焊层的物相组成和微观组织特征。实验结果表明,聚焦光束堆焊过程中,由母材熔化而进入熔池的Fe元素与熔池中的Cu合金呈液相分离状态,进入溶池的Fe由于密度小而上浮,上浮过程中与熔池中的Si反应生成Fe3Si。Fe3Si在堆焊层中弥散分布于α Cu基体中,分布密度由堆焊层表面向下呈减小趋势。

Fe_3Si基金属间化合物的研究进展

综述了Fe3Si基金属间化合物的基本性质以及多年来关于Fe3Si基合金除磁学性质以外的几大研究方向:合金板材的轧制、力学行为研究、合金化的影响、以及合金中的扩散和相变过程.目前,合金板材轧制的研究主要在中温阶段取得了进展,而低温下的轧制则显困难;力学行为方面主要探讨变形过程中的组织变化以及环境因素的影响;对于合金化与扩散过程则紧密结合并为材料相变的研究打下基础.并结合目前的研究现状提出了Fe3Si基金属间化合物理论研究所面临的几大问题.

基于Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶/纳米晶粉的压磁复合材料研究

研究了基于Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶/纳米晶粉的柔性压磁复合材料制备技术及其性能,讨论了橡胶种类,磁粉粒径、含量及工艺因素等对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9/橡胶复合材料压磁性能的影响。结果表明:采用粒径为45μm,用量约15%的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶/纳米晶粉与高温硫化有规共聚硅氧烷在171℃,15MPa条件下,硫化45min制备的、厚度约150μm的压磁复合材料薄膜具有较好的应力敏感特性和压磁稳定性能,有望作为新一代柔性、薄型接触应力传感器的敏感元件材料。