时效处理对高强韧压铸Al-Mg-Si-Mn合金力学性能的影响

压铸Al-Mg-Si-Mn合金强度高、韧性好,在高强韧汽车零部件的制造上拥有良好的应用前景。为进一步提高压铸Al-Mg-Si-Mn合金的力学性能,在本研究中对高强韧压铸AlMg5Si2Mn合金进行了250℃下保温1 h的人工时效处理,测试了铸态和人工时效后的拉伸和疲劳特性,观察了时效前后的微观组织变化,并且对疲劳断口进行了分析。试验结果表明:AlMg5Si2Mn合金在时效处理后分布于α-Al基体上的β-Al8Mg5相减少;试样的抗拉强度、屈服强度和硬度分别提高14%、29%、9%,断后伸长率变化不明显;时效处理对合金的疲劳寿命没有明显的影响。

Al-Mg-Si-Mn合金的TTT曲线

为研究铝合金的淬火敏感性,采用分级淬火的方法测定了Al-Mg-Si-Mn合金的时间-温度-转化率(TTT)曲线,并与JMatPro软件绘制的TTT曲线进行了对比。利用EDS和XRD等分析手段并结合Avrami方程,研究了Al-Mg-Si-Mn合金在等温过程中的组织变化和相变动力学。结果表明:Al-Mg-Si-Mn合金在相同温度下等温时,随等温时间的延长电导率呈上升趋势;实验绘制和JMatpro软件计算得到的TTT曲线结果一致;实验合金TTT曲线的鼻尖温度为360℃,淬火敏感性较高;在高温区和低温区的淬火敏感性较低;动力学研究表明,实验合金中相变以针状和层片状沉淀相的增大、增厚交替为主。

含Mn弥散颗粒在Al-Mg-Si-Mn铝合金均匀化过程中的析出分布研究

利用扫描电镜、金相显微镜和EDS能谱分析研究了含Mn弥散颗粒在Al-Mg-Si-Mn铝合金均匀化过程中的析出分布。结果表明:铸锭中显微偏析严重的Si在Al基体中的扩散对弥散颗粒的析出分布有重要的影响。合金在均匀化过程中析出杆状AlMnSi和块状Al(MnFe)Si两种含Mn弥散颗粒。这些颗粒首先在晶界附近的Si元素过饱和固溶区中析出,随保温时间延长颗粒分布逐渐均匀;同时利用Fick第二定律导出了描述均匀化程度的残余显微偏析指数公式,公式指出提高均匀化温度,减小枝晶间距可加快均匀化进程。

超高强低碳Si-Mn冷轧双相钢的回火组织和力学性能研究

将Fe-0.12C-0.45Si-1.80Mn-0.25Cr钢轧硬材在临界区加热保温后水冷,获得抗拉强度超过1100 MPa的铁素体＋马氏体双相钢.研究了不同温度回火后,该双相钢组织和力学性能的变化.结果表明,低碳Si-Mn冷轧双相钢随着回火温度的提高,强度逐渐下降而伸长率增加.在200～300 ℃回火,强度性能下降不多但伸长率大大提高,而且屈强比低,有利于获得较好的综合性能（抗拉强度大于1000 MPa,总伸长率接近14%）.在回火温度超过300 ℃时,马氏体岛内孪晶晶界变得模糊,回火温度达到600 ℃时,马氏体岛分解比较完全,分解为粗大渗碳体球化颗粒.超过300 ℃回火后,应力应变曲线出现不连续屈服,而且随着回火温度增加屈服平台逐渐伸长.

铒对固溶处理Al-Mg-Si-Mn合金性能和组织的影响

采用常温拉伸性能测试、显微硬度计、扫描电镜(能谱)、EBSD等分析手段研究了Er对Al-Mg-Si合金固溶处理后织构和性能的影响并解释了Er的作用机制。结果表明:经540℃/30 min固溶处理后合金的显微硬度达到最大值,随着Er含量的增加,合金的抗拉强度、屈服强度均增加,而延伸率则随着Er含量的增加而降低。合金中的未溶金属间化合物主要含Mn,Er两种合金元素;当Er的添加量为0.2%时,由于加入Er形成的金属间化合物对合金具有抑制再结晶的作用,合金具有Brass织构的特征;当Er的加入量为0.4%时,可作为再结晶形核核心的位置增多,合金的形变织构减弱。

锂离子电池用Si-Mn复合电极的研究

利用机械球磨方法制得原子比为Si:Mn=3:5的硅-锰复合材料。利用XRD对材料进行物相分析,以锂片作为参比电极和对电极,通过充放电测试、循环伏安曲线研究了材料的电化学性能。XRD分析和电化学测试结果表明:在氩气气氛下球磨96h后所得材料为Si和Mn的混合物;电极片在压制压力为10MPa条件下首次嵌锂容量为400mA·h·g-1,充放电效率为72%。对电极的热处理改善了材料的循环性能。材料的首次嵌锂容量随着热处理温度的提高而降低。电极在350℃处理后其可逆容量在第40次循环可保持在192mA·h·g-1。

轧制-直接淬火参数对Ti-B微合金化低碳Si-Mn钢组织和性能的影响

用0.06%(Ti+B)微合金化(%)0.17C-0.92Si-1.63Mn钢135mm连铸坯在实验室φ500mm中厚板轧机轧成24 mm板材,试验了终轧、开始和终止水冷温度对实验钢组织和力学性能的影响。结果表明,终轧920℃开冷900℃终冷180℃,冷却速度30℃/s和终轧880℃,开冷860℃终冷280℃,冷却速度22℃/s,钢的组织和性能与传统的880℃1h淬火+220℃6h回火的组织和性能相当。

控冷处理对中高碳Si-Mn无碳化物贝氏体钢的组织与性能的影响

探索了控制冷却热处理工艺对中高碳Si Mn无碳化物贝氏体钢的组织和力学性能的影响。结果表明,中高碳Si Mn钢经控冷工艺处理后在很宽的工艺参数范围内能够获得无碳化物贝氏体组织;随着试样在油中冷却时间的延长,块状残留奥氏体量不断减少,残留奥氏体薄膜含量不断增加;材料的强度、塑性和韧性随着油冷时间的延长而不断增加。材料经油中冷却7s～8s后在空气炉中360℃保温3600s～5400s处理具有最好的强度、塑性和韧性。这主要归因于残留奥氏体薄膜良好的机械稳定性和热稳定性及在机械载荷作用下的TRIP效应。

Si-Mn系TRIP钢显微组织研究

Si Mn系TRIP钢有着高强度与高伸长率组合的力学性能 ,因而成为一种优良的汽车用钢。其优异的力学性能源于独特的显微组织。采用彩色定量金相分析可成功地研究其复杂的多相组织 (铁素体 +贝氏体 +残余奥氏体 )。此外 ,综合其他手段 (X射线衍射、SEM分析等 )可非常有效地研究化学成分、热处理工艺参数等因素对其显微组织的影响。

PACMANUS热液区Fe-Si-Mn羟基氧化物的成因及地球化学特征

分析了东马努斯海盆PACMANUS热液区Roger’s Ruins和Roman Ruins两个热液点之间拖网取得的Fe-Si-Mn羟基氧化物样品的主量、微量和稀土元素含量。Fe-Si-Mn羟基氧化物样品的微量、稀土元素含量很低,Co/Zn比值较小,生长速率非常快,表明Fe-Si-Mn羟基氧化物样品具有明显的热液成因。大部分样品具有明显的正Ce异常（Ce/Ce*值为1.0211.769）,其Ce的正异常范围（lg 3Ce/（2La+Nd）,0.0080.229）低于典型水成成因的Ce的正异常范围（lg 3Ce/（2La+Nd）,0.3520.637）,说明样品受到海水的影响较小。由于出现正Ce异常的样品主要集中在Fe羟基氧化物中,因此,稀土元素的正Ce异常主要受到Fe羟基氧化物的吸附作用和后期成岩作用的影响。TiO2的含量以及Al/（Al+Fe+Mn）比值明显低于火山碎屑物质的TiO2的含量和Al/（Al+Fe+Mn）比值,表明样品中几乎没有火山碎屑物质的贡献。样品中高含量的Ba很可能来自散落于Fe-Si-Mn羟基氧化物样品中的重晶石以及钡镁锰矿。较高含量的Pb说明早期形成的硫化物并没有带走大量的Pb,相反这些Pb随热液流体喷出进入Fe-Mn羟基氧化物。

过共晶铝硅合金中Al-Si-Mn-Fe相的形态影响因素

在 Al- 2 2 % Si合金中分别加入 0 .96 % Fe,0 .6 7% Mn和 1% Fe,1.5 0 % Mn;用浇注不同厚度的试样并观察金相组织的方法 ,了解和比较了不同 Mn/ Fe比和不同冷却速度对于合金中 Al- Si- Mn- Fe相形态的影响。研究结果表明 ,随着 Mn含量和冷却速度的提高 ,针状铁相转变为粒状并得到细化。

变质和热处理对高强度铸造Al-Cu-Si-Mn合金组织和性能的影响

通过变质处理和热处理实验,研究了不同的Ti变质加入量和固溶时效处理对高强度铸造Al-Cu-Si-Mn合金组织和性能的影响.结果表明,试验材料的铸态组织为粗大的α(Al)固溶体和其晶界分布的θ(Al2Cu)及T(Al12CuMn2)相,加入0.15%～0.2%Ti变质处理可以细化试验材料的铸态组织,变质处理后进行固溶和时效处理,组织由α(Al)固溶体和其晶内弥散分布的二次T相组成,晶界处残留有未完全固溶的T(Al12CuMn2)相,组织中出现α(Al)晶界无析出区.Ti变质处理高强度Al-Cu-Si-Mn合金组织对壁厚效应的敏感性不明显.

钒对Si-Mn系弹簧钢松弛抗力的影响

采用包辛格试验方法和透射电镜研究了0.01%～0.22%V对870～900℃正火,900～920℃淬火,400～460℃回火Si-Mn弹簧钢(%:0.34～0.53C、1.06～1.24Si、1.17～1.36Mn)的松弛抗力、力学性能和析出相的影响。结果表明,在870～920℃随奥氏体化温度增加,钢的强度增加;添加钒能增加钢的滞后环面积和钢的松弛抗力;钢中较合适的钒含量为0.05%～0.10%,含钒钢中有明显第二相粒子析出,0.06%V钢中析出第二相粒子细小。

Fe-C-Si-Mn合金中的网状组织及其强化效应

水轮机叶片用Fe-C-Si-Mn合金铸钢热处理后存在网状组织.金相及透射电镜分析表明,退火后的网状组织是层片间距极小的珠光体,正火后的网状组织是马氏体或贝氏体.实验结果并结合理论分析证明,这种网状组织的形成源于枝晶间碳及锰原子的偏聚,较高的热处理加热温度或较长的保温时间将导致网格尺寸的增大并最终消失.这种网状组织对合金强度有一定影响,网格尺寸越小,强化效应越大.

低碳Si-Mn系TRIP钢中残余奥氏体量对性能的影响

研究了低碳Si-Mn系TRIP钢中残余奥氏体量对性能的影响。实验钢经810℃加热保温50 min,在380℃的盐浴炉中分别等温10、20、40、60和120 min,等温后油冷至室温。通过X衍射分析,残余奥氏体的体积分数在等温20 min时达到最大值,为14.9%,而后又随等温时间的延长逐渐减少,在等温120 min时达到最小值,为9.9%。热处理使奥氏体中的碳元素富集,稳定了残余奥氏体,残余奥氏体体积分数越高,材料的综合性能越好。

变形温度对C-Si-Mn系热轧双相钢热变形行为的影响

以C-Si-Mn系热轧双相钢为研究对象,通过单道次热模拟实验,研究了不同变形温度下热轧双相钢热变形行为。研究发现,变形温度越高,再结晶越容易;变形温度降低,铁素体晶粒小,热变形流变应力随之下降,并且双相钢中板条马氏体和孪晶马氏体形貌均有退化趋势。通过对不同变形温度下双相钢热变形行为的研究,可以为进一步热轧实验提供理论依据。

硅对Nb-V微合金化Si-Mn-Cr-Mo系贝氏体轨钢组织和性能的影响

研究了1250 MPa级Nb-V微合金化Si-Mn-Cr-Mo系贝氏体轨钢(/%:0.25 C,0.38-1.56 Si,1.69~1.76 Mn,1.34~1.37 Cr,0.32~0.33 Mo,0.034~0.036 Nb,0.11~0.12 V)硅含量对试验钢显微组织和力学性能的影响。试验结果表明:试验钢热轧后空冷,随着硅含量的增加,试验钢的铁素体+珠光体相变被抑制,室温组织中贝氏体、马氏体含量增加,影响钢的强度和硬度,硅含量由0.38%提高到1.56%时,试验钢的屈服强度由846 MPa增至903 MPa,抗拉强度由1 280 MPa增至1 355 MPa,HBW硬度值由353增至411。

低碳Si-Mn钢直接淬火-等温配分工艺中组织演变

以低碳Si-Mn钢为研究对象,在传统淬火-配分工艺中引入压缩变形,研究了压缩变形对组织演变的影响以及实验钢在不同等温配分条件下的显微结构特征.结果表明,引入高温变形处理后,试样具有更加精细的显微结构,同时显微组织中含有较高比例的大角度晶界,由无变形条件下的65.7%提高至72.5%;在相变及碳配分过程中,晶界以及板条边界附近易形成碳富集区;随配分时间延长,显微组织呈回火转变趋势,当配分时间延长至1 500 s时,组织中出现较大量的碳化物析出相,残余奥氏体体积分数降低至7.9%.

低碳Si-Mn系DQ&P钢组织演变模拟研究

以低碳Si-Mn钢为研究对象,采用直接淬火-配分工艺,研究了不同变形温度和配分时间对组织演变行为的影响.结果表明,Q&P钢典型组织由马氏体、铁素体和少量残余奥氏体组成.其中马氏体呈现板条马氏体、孪晶马氏体等特征.随着配分时间的延长,显微组织呈现回火转变趋势.当变形温度为950℃和880℃时,残余奥氏体体积分数先增加后减少,均在配分150 s时达到最大值,分别为9.1%,10.1%.当变形温度在820℃时,由于先共析铁素体的存在易于获得较多的残余奥氏体,体积分数高达11.9%,并且残余奥氏体中平均碳含量相对较低.

薄板坯连铸连轧C-Si-Mn TRIP钢组织和力学性能的研究

用Gleeble-1500热/力模拟机研究了成分(%)为:0.20C-1.08Si-1.43Mn TRIP(相变诱导塑性)钢连续冷却时的组织,并测得动态CCT(连续冷却转变)曲线,得出冷却速度达10℃/s时出现粒状贝氏体,冷却速度15℃/s时得到板条贝氏体。在实验室模拟C-Si-Mn TRIP钢薄板坯连铸连轧工艺试验:用10 kg真空感应炉冶炼,成分(%)为:0.20C-1.54Si-1.55Mn的TRIP钢,钢锭尺寸为(mm):60×100×130,经7道次轧制成厚度6.40 mm板,终轧温度810℃,轧后空冷至700℃,再水冷至400℃模拟卷取。试验结果表明,该钢组织含有5.13%残余奥氏体,37.20%贝氏体,机械性能σb715 MPa,sσ520 MPa,屈强比0.73,δ20%。