微量碳在钢铁材料细晶强化中的作用

通过调节热处理条件使微量碳处于完全固溶状态、析出状态或偏析在晶界 ,利用室温拉伸实验和光学显微组织观察 ,系统地研究了不同状态下碳对高纯铁细晶强化效果的影响 .结果表明 ,Hall-Petch关系式中的σ0 项只受晶内固溶碳量和碳化物析出支配 ,而k项受碳在晶界的偏析量控制 。

具有失稳分解强化的Hall-Petch关系

对Cu 30Ni 2 5Fe合金 ,采用变形和热处理的方法获得了不同的晶粒度和失稳分解组织 ,研究了失稳分解相界对Hall Petch关系的影响·结果表明 ,合金发生失稳分解后 ,其硬度和晶粒直径的关系仍符合Hall Petch关系式·在各种晶粒度下失稳分解后的硬度均大于固溶态 ,但当分解后的两相尺寸与晶粒尺寸相比约小两个数量级时 ,失稳分解的相界强化作用消失·失稳分解组织的细晶硬化系数KHV值明显低于固溶态 ,且随失稳分解强化作用的增大而降低 ,这反映了失稳分解后合金的强度对晶粒大小的敏感程度降低·

细晶硅粒子对快速凝固高硅铝合金性能的影响

对喷雾沉积法制取 Al- 2 8Si- Cu- Mg- Ni- Fe合金进行了研究 ,探讨了冷却速率与合金组织的关系 ,着重分析了快凝合金中自生细化硅粒子的强度增强机制及影响因素 ,认为硅晶体的增强作用是 Orowan机制和颗粒增强机制复合强化的结果 ,所得的材料为 :Si粒子尺寸约 6 μm,σb=381MPa,σb30 0℃=191MPa。

铝硅合金激光熔凝强化及其机制

本文研究了共晶铝硅合金激光熔凝强化的机理,特别是利用了人工时效使其复合的强化作用得到分解,研究结果表明:这种强化是以细晶强化为主,以固溶强化为辅,伴有少量第二相强化的工艺。这种强化可以使硬度及耐磨性提高一倍左右。

Mn对低合金钢连续冷却相变规律的影响及强化机制

通过热模拟试验、热轧试验,结合金相分析等研究不同Mn含量低合金钢的连续冷却相变规律,探讨Mn对低合金钢组织性能及强化机制的影响。结果表明:Mn能降低钢的相变开始温度(A_(r3))和相变结束温度(A_f),降低形成贝氏体的临界冷速,Mn的质量分数每增加0.1%,可使Ar3降低8.6℃,Af降低13.3℃;随Mn含量的升高,试验钢中的铁素体晶粒尺寸逐渐减小、珠光体含量增多、试验钢的强韧性提高、,塑性稍有降低;Mn的质量分数达到1.60%时,在4℃/s低冷速下即出现大量的贝氏体组织,塑韧性均有大幅降低。细晶强化和固溶强化是试验钢的主要强化方式,其中细晶强化效果大于固溶强化效果。Mn的质量分数为0.1%时引起的屈服强度增量约为10 MPa,其中细晶强化分量约为6 MPa,固溶强化分量约为4 MPa,引起的抗拉强度增量约为13 MPa。

挤压态Cu-Al_2O_3弥散强化铜合金组织结构与强化机制的定量探讨

通过力学性能测试、金相和透射电镜观察等手段研究了热挤压态Cu-Al2O3弥散强化铜合金的组织与性能。结果表明:挤压态Cu-Al2O3弥散强化铜合金的主要强化机制是细晶强化和弥散强化。同时对不同强制机制对合金强度的贡献进行了定量计算,计算值与实验值吻合较好。

致密快Ni刷镀层的微观组织结构及强化机制

运用金相方法研究电镀层的组织结构表明；电镀层的主要强化机制是细晶强化，此外，在电镀层中还存在着相当数量的位错和微挛晶。它们对电镀层的镀层强化起着决定性的作用。

快速镍刷镀层强化机理的研究

自从Willian Blum将金相方法运用于镀层结构曲研究以来，许多分析工作(主要是透射电鲠和X射线分析)都表明槽镀镀层的主要强化机制是细晶粒a此外，镀层中还存在着相当数量的位错和微孪晶。

复合细化变质多元铝硅合金的强化机制

为改善力学性能,采用新型Al-5Ti-1B-1RE中间合金细化剂和Al-10Sr中间合金变质剂对铸态多元铝硅A356铝合金及在铸态A356铝合金中按一定比例添加Cu、Mn、Ti等元素组成的新型铝合金进行复合细化变质处理。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及能谱(EDS)、透射电镜(TEM)和电子式万能试验机(CSS-44100)等技术对多元铝硅合金中的第二相粒子的形态分布特征及强化机制进行分析。结果表明:经复合细化变质处理的A356铝合金中的第二相粒子共晶硅相由粗大的片层状转变为典型的纤维状,在软韧相α-Al基体晶界处较均匀地析出,α-Al相晶粒尺寸显著变小,其强化机制主要是第二相粒子共晶硅Hall-Petch晶界细晶强化;在新型铝合金中除第二相粒子共晶硅外,还存在其它弥散分布在晶界或晶内的第二相强化粒子,多种强化机制共同起作用。当强化粒子分布在晶界上时,主要是Hall-Petch强化机制;当分布在晶内时,主要是Orowan强化机制,成为阻碍位错运动的有效障碍,起到强化作用。

钢铁材料的强化方式

钢铁材料的基本强化机制主要包括固溶强化，位错强化，细晶强化和第二相强化，通过这些强化机制来控制微观组织以获得最优综合性能。

形变强化和逆相变细晶强化对Fe-18Cr-8Ni钢组织和性能的影响

奥氏体不锈钢较低的屈服强度限制了它在结构件中的使用。采用形变和相逆转变方法分别制备出了高屈服强度的奥氏体不锈钢。利用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、电子背散射衍射技术和万能试验机分别对奥氏体钢进行组织表征和力学性能测试,结果表明粗大的奥氏体晶粒在形变过程中形成位错、剪切带、应变诱导马氏体等组织,相逆转变方法获得了超细的无缺陷等轴奥氏体晶粒。形变强化和细晶强化均能明显提高奥氏体不锈钢屈服强度(280 MPa提升至550 MPa)的同时保持较好的塑性(伸长率46%和55%)。

超高强度船体结构钢的开发现状与趋势

为了给超超高强度船体结构钢的开发提供理论指导,从性能要求、强韧化机制和焊接性几个方面综述了超高强度船体结构钢的特征,结合国内外超高强度船体结构钢的开发现状,阐述了强化机制的调整是超高强度船体结构钢总体的发展趋势,其中以析出强化的增加为主要特点.通过分析各种析出强化粒子的引入在高强钢中的作用特点,认为综合考虑析出粒子的引入带来的细晶优化效果、组织转变优化效果与析出强化效果对韧性的影响是超高强度船体结构钢开发的技术难点之一,同时保持良好的焊接性是超高强度船体结构钢开发的另一技术难点.

超低碳钢的强化机制研究

通过对不同终轧温度和不同冷却方式得到的热轧态超低碳马氏体钢进行室温拉伸,利用扫描电子显微镜、EBSD及X射线衍射仪等试验分析方法,探讨了超低碳马氏体钢高强化的内在机制,分析认为超低碳钢的强化主要是由位错强化、固溶强化和晶粒细化强化相叠加而产生的。

纳米颗粒分布对镁基复合材料强化机制的影响

Orowan强化、热错配强化和Hall-Petch强化是纳米颗粒增强镁基复合材料的主要强化机制,纳米颗粒在基体中的分布状态对起主导作用的强化机制具有重要影响。本文中对现有强化机制模型进行了适当修正,以纳米SiC颗粒增强AZ91D复合材料为例,通过理论计算分析了纳米颗粒完全分布于晶内、完全分布于晶界、在晶内晶界上均有分布的三种状态对镁基复合材料屈服强度的影响,并与实验结果进行对比。结果表明:颗粒完全分布于晶内时,增强效果最好,主要增强机制为Orowan强化;颗粒完全分布于晶界上时,增强效果最差,主要增强机制为Hall-Petch强化。颗粒在晶内晶界上均有分布时,多种强化机制共同发挥作用,增强效果随着晶内与晶界上颗粒比例的减小而逐渐减弱。

锰、铌含量对热轧酸洗QStE500TM钢板组织和性能的影响

利用光学显微镜、拉伸试验机和透射电镜等研究了锰、铌元素含量调整前后热轧酸洗QStE500TM钢板的组织和性能,分析了不同强化机制及强化效果。结果表明:将锰、铌元素质量分数分别由1.6%,0.050%降至1.3%,0.035%后,试验钢板的显微组织均由铁素体构成,晶粒度均为13.5级,屈服强度由621 MPa降至574 MPa,抗拉强度由654 MPa降至611 MPa;当锰质量分数降低0.3%时,其固溶强化效果降低11.1 MPa,铌质量分数降低0.015%时,Nb-Ti-C第二相粒子的析出数量减少,析出强化效果降低35.9 MPa。

ITER级CuCrZr合金高能喷丸后的组织与强化机制

用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、显微硬度仪对经喷丸处理的Cu-0.8Cr-0.1Zr合金进行组织结构分析和硬化效果的测试,并在此基础上探讨了合金喷丸强化机制。结果表明,合金喷丸后在距表层300μm深度内形成了剧烈变形层和变形层两种不同变形程度的区域。其中剧烈变形层内位错密度较高,并形成位错胞亚结构和孪晶亚结构。随喷丸时间的增加,剧烈变形层晶粒尺寸可细化至80nm,表层HV硬度达到1.99GPa,较未变形试样提高1倍以上。合金的喷丸强化机制为细晶强化和应变硬化,而应变硬化的贡献大于细晶强化。

7B04铝合金锻件性能稳定性提升研究

7B04铝合金是我国在7A04铝合金的基础上经过改进而成的一种高纯高强铝合金,属于Al-Zn-Mg-Cu系,主要用于航空航天领域。该系铝合金是一种典型的可热处理强化铝合金,强化机制主要来自固溶强化、时效强化和细晶强化。7B04铝合金的热处理状态有T6、T74和T73三种,其中T6为峰值时效状态,具有较高的强度和较差的耐蚀性,T74和T73为过时效状态,材料的强度性能略有降低,但耐蚀性能增强。

Nd对Mg-6Al铸态合金拉伸性能的影响

研究Nd对Mg-6Al铸态合金拉伸性能的影响。结果表明:室温和175℃下,Mg-6Al-xNd(x=0,2,4,6,质量分数,下同)合金的屈服强度随Nd含量增加而增加,在6.0%Nd时达到最大;抗拉强度和延伸率在4.0%Nd时达到最大,当Nd含量上升至6.0%时,两者均有少量下降。组织分析表明,Nd在Mg-6Al中以针状Al11Nd3和多边形状Al2Nd相存在,其中前者含量明显高于后者,为主要析出相。Al11Nd3相析出于枝晶界和晶界,有效细化了枝晶间距和晶粒度。通过建立软硬体复合模型对合金拉伸过程进行力学分析,并结合拉伸断口观察,综合认为Mg-6Al-xNd合金拉伸性能的提高主要归结于Al11Nd3相引起的细晶强化和第二相强化作用。Nd含量达到6.0%时合金抗拉强度和延伸率出现少量下降,主要归结于大块脆性相Al2Nd含量的增加。

Ultra-strong magnesium alloy with novel nanostructures

Generally, two approaches were employed to develop stronger materials： one is to increase dislocations densi- ties or/and impede their motions, such as solid solution strengthening, grain refinement strengthening and precipitate strengthening; the other is amorphization which completely eliminates dislocations, and the deformation mechanism also changes from a dislocation-activated mode to the activation of shear bands. However, too much defects can cause a defect-softening behavior. For example,