合金元素对TiC/奥氏体界面稳定性影响的第一性原理计算

界面结合强度与材料的强度、硬度、耐磨损、耐腐蚀等性能息息相关,TiC是钢中常见的析出相,研究它与铁基体的界面结合状态,探寻合理的界面强度提升方案,对提升钢的性能具有十分重要的理论意义和应用价值.本文以TiC/奥氏体基体界面为研究对象,采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法从原子尺度上研究TiC/奥氏体基体界面的结合状态.首先本文对界面结合强度以及电子结构进行了计算分析,之后进行高通量计算,研究过渡族金属元素(Mn、Tc、Re、Ru、Os、Co、Rh和Ir)在TiC/奥氏体基体界面的偏析行为及其对界面结合强度的影响,最后通过差分电荷密度分析并解释过渡族金属元素的作用机理.计算研究表明,掺杂Re元素可显著提升界面的强度,为实验上设计高性能钢铁材料提供了新的思路.

回火温度对TiC增强耐磨钢TiC粒子析出行为的影响

通过对新型Ti C增强耐磨钢进行在线回火热模拟试验,采用扫描电子显微镜（SEM）结合能谱INCA Feature功能分析了回火温度对Ti C粒子体积分数和尺寸分布的影响。结果表明：与未经热处理的试验钢相比,回火后钢中Ti C析出相的体积分数有所增加。但温度较低时（500℃）,析出相增加不明显且小尺寸粒子（1~3μm）所占比例偏低,大于5μm的析出相所占比例高。随回火温度的增加,高于550℃后,析出相总量显著提高,同时尺寸分布在1~3μm范围内的粒子所占比例明显增加,650℃回火时,达到72%左右。且粒子的最大尺寸及其比例均下降。因此,500℃回火主要有利于Ti C粒子的粗化长大,而温度超过550℃后则Ti C粒子的形核、析出过程更加显著,粒子尺寸较小。

支架用热轧变形高钛钢板TiC析出及力学性能分析

选择支架用热轧态真空冶炼高钛钢板作为测试材料,通过控制轧制变形程度获得特定结构的马氏体组织,对比了不同轧制变形程度下的钢材组织形貌和TiC析出相变化,同时测试了钢材的力学性能变化。研究结果表明:逐渐增大热轧变形量后,得到了更细小的晶粒,并且形成了宽度尺寸更小的马氏体板条束;形成的TiC颗粒尺寸更加均匀且显著缩小,并实现充分碎化且分布均匀;形成了比例更大、粒径不超过Φ15 nm的TiC颗粒,奥氏体的变形程度也明显增大,生成了更细小的纳米TiC颗粒;试样获得了更高的拉伸强度与屈服强度,形成了更大的非均匀伸长率,均匀伸长率则保持恒定,试样的冲击性能也呈现增大趋势。

轧制工艺对Ti微合金化马氏体钢力学性能的影响

通过采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射以及相分析等手段来观察组织的微观结构和对析出相的验证,研究轧制温度对轧态Ti微合金化马氏体钢强度的影响.研究结果表明,通过降低轧制温度可以明显提高含Ti马氏体钢的屈服强度,这主要是因为当轧制温度从1100℃降低到950℃过程中,形变诱导析出大量的TiC析出相,随着轧制温度的降低,析出相数量明显增加,并且平均尺寸也逐渐变小.马氏体中大量存在的1～20 nm范围的析出相可以起到明显的析出强化作用.