变形量对(CoNiV)97Al_(3)中熵合金组织和力学性能的影响

高强度和高塑性的中熵合金,相较于传统合金能够满足更多的实际应用。通过在CoNiV合金中掺入微量Al,经过退火处理来提高其力学性能。制备了不同Al含量的铸态(CoNiV)_(100-x)Al_(x)(x为1、2、3、4、5,原子分数/%)合金。采用万能试验机、维氏硬度计、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,研究了退火温度、Al含量及拉伸变形量对合金力学性能、显微组织的影响。实验结果表明,随着Al含量的增加,合金的伸长率提升到30%以上,维氏硬度从755.8降低到375.6。经过1000℃退火处理后的合金达到更高的强度-塑性平衡,伸长率可达到35%以上,拉伸屈服强度较高(超过950 MPa)。实验选择(CoNiV)_(97)Al_(3)(Al3)中熵合金作为研究对象,将系统分析拉伸变形量(50%、100%)对Al3合金微观组织及力学性能的影响。Al3合金在拉伸变形过程中,位错滑移主导变形,孪晶增加位错存储量,促进位错滑移堆积,该合金变形-断裂过程的主要为位错与孪晶的协同作用。

淬火冷却介质在金属材料中的应用

淬火冷却介质是淬火工艺的关键环节之一,影响最终工件的状态与性能。本文主要概述了淬火冷却介质的两种分类方法,着重论述了发生物态变化的淬火冷却介质与不发生物态变化的淬火冷却介质的特点、应用以及淬火介质新型改进,提出了淬火冷却介质未来发展趋势。

两种不同加工状态CrCoNi中熵合金的微观组织和力学性能研究

中熵合金是近年来材料研究的热点,一般对中熵合金采用“铸造-轧制-热处理”的加工工艺。采用XRD、金相显微镜、万能试验机、扫描电镜对铸态、轧制+热处理的CoCrNi中熵合金的金相组织、硬度、室温、低温(77 K)力学性能以及拉伸断口进行分析。结果表明:对铸态CoCrNi合金轧制+热处理,两种不同状态合金均稳定保持面心立方(FCC)相,其中铸态组织为典型的树枝晶,但是无明显第二相存在,轧制+热处理对铸态组织有明显的细化和均匀化作用,对材料的拉伸强度和硬度有明显提升。两种不同加工状态的合金在低温下拉伸性能均发生明显提升,其中轧制后热处理中熵合金在液氮温度下抗拉强度达到1262.9 MPa、拉伸延伸率能达到89.6%,且两种状态下中熵合金在不同温度下均发生塑性断裂。在室温下CoCrNi合金的塑性变形行为以滑移为主,低温下CoCrNi合金塑性变形行为以孪生为主。

一种新型增材制造FeCoNi中熵合金的时效硬化行为

采用激光选区熔化(SLM)增材制造技术制备了一种新型FeCoNi中熵合金,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射技术(EBSD)和透射电子显微镜(TEM),研究热处理对合金微观组织与硬度的影响规律,揭示SLM中熵合金的强化机理。结果表明,沉积态合金致密度为99.9%以上,平均晶粒尺寸为2.2μm,组织为单相BCC结构,硬度为32.6 HRC。经过470℃热处理后,在晶界和晶内析出双尺寸的Ni3Fe金属间化合物,硬度大幅增加到47.6 HRC。随着热处理温度的进一步增加,合金中生成了粗大的FCC软化相,且FCC相的含量随热处理温度的升高逐渐增多,700℃热处理后FCC相含量达到36%,合金的硬度降低至36.3 HRC。因此,热处理过程中析出富Ni金属间纳米相是提升FeCoNi中熵合金性能的主要原因之一。

基于改进神经网络算法的中碳钢热处理工艺参数预测方法研究

传统的BP神经网络算法应用于热处理工程实践,常出现数据收敛速度较低,易陷入局部最优解等状况,通过搭建遗传算法优化的神经网络,即GA-BP神经网络,利用遗传算法强大的全局优化性,解决了传统BP神经网络易陷入局部最优解、容易过拟合等弊端;再通过采集热处理实验数据,训练并测试单独的BP神经网络和GA-BP神经网络。借助MATLAB能够运行部分程序的特点,采用优化前的BP神经网络和优化后的GA-BP神经网络对低碳钢热处理的优化结果进行比较,确认GA-BP神经网络算法在金属热处理优化的作用及优越性。将此研究提出的GA-BP神经网络算法应用于其他各类金属的热处理工艺优化中去,可更好地指导工程实践。

高性能4145H钢石油钻铤生产工艺优化

因塔里木油田底层复杂,钻井深度超过7000m,客户对4145H钻具产品材料的冲击吸收能量、晶粒度、夹杂物含量等技术指标提出很高要求。通过对材料化学成分进行优化设计,并对冶炼、锻造、中频感应热处理等关键工序进行优化改进,使4145H钢达到钻铤高性能要求。

FeCrNi(AlTi)_(x)双相中熵合金的组织结构及其力学性能

采用真空悬浮感应熔炼法制备了FeCrNi(AlTi)_(x)(x=0、0.2、0.34和0.49)双相中熵合金,研究Al和Ti含量变化以及均匀热化处理对合金微观结构和力学性能的影响。结果表明:随着Al、Ti含量的增加,合金的相结构由FCC单相结构转变成FCC和BCC的双相结构,且随着Al、Ti含量的增加,BCC相的体积分数明显增加,合金的压缩屈服强度和硬度显著增加。均匀化热处理之后,FeCrNi(AlTi)_(0.2)合金的屈服强度和极限抗拉强度分别达到了519和852 MPa,伸长率提升到了17.2%,均匀化热处理使得铸态合金中部分元素的偏析能够均匀分布在基体中,从而实现了合金的强度和塑性的同步提升。

多步热处理对含Cu中碳低合金钢组织与性能的影响

为解决含Cu中碳低合金钢在高温回火过程中强度与韧性难匹配的问题,设计了一种可协调强韧性的新型热处理方案.采用力学性能测试、组织表征、热力学计算等方法研究了多步热处理对实验钢微观组织及力学性能的影响.结果表明:通过淬火—亚临界退火—临界回火—回火多步热处理后获得了回火马氏体+临界铁素体混合组织,马氏体板条变窄、组织得到细化、大角度晶界增加、位于原奥氏体晶界和板条界处的片状渗碳体球化,且板条内有部分富Cu相粗化.在该工艺下可获得优异的综合力学性能,屈服强度为901 MPa,抗拉强度为1003 MPa,延伸率为22%,冲击功为35 J.与传统淬火—回火工艺相比,该工艺下实验钢的强度降低,但冲击韧性提高约3倍,延伸率提高约50%.

热处理工艺对膨胀管组织和力学性能的影响

采用两相区热处理工艺研究了膨胀管用低碳中锰钢组织演变规律和力学性能。结果表明:采用两相区热处理工艺的低碳中锰钢组织为回火索氏体+富碳马氏体/贝氏体+少量铁素体的复相组织+残余奥氏体,残余奥氏体分布在原奥氏体晶界上和马氏体/贝氏体板条界上,残余奥氏体主要通过临界淬火富集C和Mn元素达到稳定,室温下稳定的残余奥氏体含量最高可达12%。由于残余奥氏体的应变诱导塑性(TRIP)效应,低碳中锰钢具有良好的塑性,断后总延伸率高于40%,均匀延伸率高于20%。

热处理对07MnNiMoDR中厚钢板硬度均匀性的影响

07MnNiMoDR中厚钢板厚度方向上硬度不均匀的问题限制了该钢板的应用,回火工艺作为一种调控力学性能的重要方法,可起到改善的作用。为拓展该钢种的应用场景,生产出在厚度方向具有高硬度均匀性的07MnNiMoDR中厚钢板,使用了热模拟试验机、光学显微镜、扫描电子显微镜、布氏硬度计、拉伸和冲击试验机,分析了厚度50 mm的07MnNiMoDR钢板在厚度方向性能差异大的原因和回火工艺对钢板厚度方向组织及硬度均匀性的影响。结果表明,淬火时中厚钢板厚度方向上的冷速差异是造成组织及力学性能差异的主要原因,钢板较厚位置的贝氏体组织较钢板近表面的淬火马氏体组织回火稳定性更好。厚度方向硬度均匀性最佳的回火温度为660℃,保温时间为30~60 min,可使表面与心部的硬度差异最小为HBW37.44,与原工艺相比,厚度方向硬度均匀性提高了约52.7%。

热处理工艺对52CrMoV4高强度弹簧钢力学性能的影响

通过调控淬火和回火温度对52CrMoV4弹簧钢最佳热处理温度进行研究分析。结果表明,在880℃硬度值达到最高,后随温度上升硬度下降,随着温度上升钢的塑性下降。同时随着回火温度的升高,52CrMoV4弹簧钢中的回火屈氏体增多,导致钢的塑性提高。淬火温度880℃、回火温度380℃时,弹簧钢的力学性能达到最佳,硬度检测值52.1 HRC,屈服强度1722 Mpa,抗拉强度1820 Mpa,断后伸长率10%。

聚酯装置废气排放改造优化治理

本文介绍了聚酯装置废气特点,并结合装置实际情况对排放的废气进行集中收集治理,送至汽提塔进行汽提后进入热媒炉进行燃烧,解决了废气排放对环境的影响,实现绿色文明生产;同时也为老聚酯装置的废气治理提供了参考案例。

聚酯装置废气排放改造优化治理

本文介绍了聚酯装置废气特点,并结合装置实际情况对排放的废气进行集中收集治理,送至汽提塔进行汽提后进入热媒炉进行燃烧,解决了废气排放对环境的影响,实现绿色文明生产;同时也为老聚酯装置的废气治理提供了参考案例。

一种中碳高强度合金钢的组织与性能研究

中碳高强度合金钢可用作分切高强度钢材的刀片。试制了一种含0.44%C、5.04%Cr、3.01%Mo、1.01%Ni、0.69%V和0.18%Nb(质量分数)的中碳合金钢,对其进行了球化退火、分别从975℃、1000℃、1025℃、1050℃和1075℃油淬及淬火后于200~600℃回火。检测了试验钢的热处理特性参数、不同工艺热处理后钢的显微组织和力学性能及拉伸与冲击试样的断口形貌。结果表明:适当增加Mo、Ni含量能进一步提高可用于制作高强度钢材分切刀片的中碳高强度合金钢的强韧性;试验钢淬火态组织为板条马氏体、少量未溶MC型碳化物和残留奥氏体,回火过程中会产生二次硬化效应,520℃回火的钢硬度最高;试验钢的最佳热处理工艺为900℃保温2 h随后730℃保温4 h球化退火,1025℃油淬随后520℃两次回火。

国和一号SGS系统管道中频感应局部加热弯制工艺研究及质量控制

对国和一号SGS系统中大直径大壁厚管道弯制工艺进行研究。弯制时采用中频感应局部加热,并调整弯管设备的感应线圈宽度,设定合适的补偿角度,选择合适的推进速度以及中频感应功率。弯制完成后进行正火加回火热处理,正火工艺是920℃×190 min,水冷;回火工艺是670℃×150 min,炉内冷却。弯制完成后对弯管外观质量、弯曲半径、壁厚减薄率、椭圆度进行检查,并进行相应的无损检验(包括渗透检验和超声检验)、理化试验(包括室温拉伸试验、高温拉伸试验、冲击试验、晶粒度检验)和水压试验。经以上检验,中频感应加热弯管满足相应的标准要求。

4J36因瓦合金热轧中厚板热处理工艺研究

通过金相显微组织分析及力学性能测试,研究了不同热处理工艺对4J36因瓦合金热轧中厚板组织及性能的影响。结果表明热轧态合金板组织为单一的奥氏体,组织均匀性差,750℃退火后,组织和性能变化不大。800~850℃进行退火处理后,合金晶粒组织均匀,随着退火温度升高和保温时间延长,强度下降,塑性提高。在800℃进行退火,保温30~60 min后,其综合力学性能最佳,满足客户使用要求。

焊后热处理对中锰TRIP钢激光焊接接头组织及力学性能的影响

为解决中锰钢焊接接头的脆性断裂问题,研究了焊后热处理工艺对厚度为1.6 mm的中锰TRIP钢激光自熔焊接接头组织、静态力学性能以及锰元素分布的影响,热处理温度选择Ac1(奥氏体开始转变温度)和Ac3(奥氏体转变终止温度)之间,这和中锰钢轧制温度是相同的,可以保证更高的强度和韧性。研究结果表明:焊态试样焊缝区主要为马氏体组织,热处理后焊缝主要组织为回火马氏体,并伴有碳化物析出;在620℃热处理3 min后,焊接接头抗拉强度无明显提高,但延伸率相对于焊态接头提高了1 959.2%,主要原因是热处理缓解了锰元素在晶界上的偏析。焊态接头失效断口为典型的脆性断裂,并出现了较多的二次晶间裂纹,热处理后的接头失效断口出现了较多的凹坑和韧窝,呈现良好的韧性断裂特征。在热处理后试样的应力应变曲线中发现了二次屈服,通过VIC-3D数字图像关联(DIC)技术发现这是吕德斯带穿越焊缝遇到硬度较高的马氏体组织导致应力突增所致,最终在母材处发生颈缩并断裂。

热处理对毛竹竹材表面颜色的影响

为考察热处理对毛竹竹材表面颜色的影响,采用大豆油、固体石蜡、导热油、二甲基硅油、空气5种介质在200℃下对毛竹竹材热处理0.5~8 h,用国际照明委员会(CIE)制定的CIE 1976—L*a*b*颜色系统表征热处理前后竹材表面颜色,计算颜色总色差(ΔE*)、明度(L*)变化、红绿色品指数(a*)变化、黄绿色品指数(b*)变化,探讨热处理介质和处理时间对竹材颜色的影响。结果表明,不同热处理介质和处理时间均能显著改变热处理竹材表面的颜色,在相同的热处理时间下,不同介质改变毛竹竹材颜色的程度差异较大,大豆油、固体石蜡、导热油和二甲基硅油热处理竹材的ΔE*是空气的1.37~2.10倍。随着热处理时间的延长,热处理后竹材表面ΔL*、Δb*的绝对值逐渐增大;Δa*随时间的变化趋势与介质有关,空气与其他介质对Δa*的影响方向是相反的;ΔE*则随着热处理时间的延长而逐渐增大。

热处理对人工林杉木尺寸稳定性的影响

以人工林杉木为试材,对分别用热油和热空气为介质,在温度为180℃、200℃和220℃分别热处理1h、3h和5h后试件的抗吸水率、抗胀率和表面接触角进行了测定,并用化学法分析了处理材主要成分的变化。结果表明:热处理后试件的尺寸稳定性能均显著高于未处理对照材(P<0.05),且随温度的升高、处理时间的延长,木材的尺寸稳定性明显增加;在隔氧的油介质中进行热处理,试件的尺寸稳定性明显高于热空气处理材。对处理材主要化学成分的分析表明热处理使木材尺寸稳定的机理是处理过程中木材细胞壁组分尤其是半纤维素和少量的纤维素发生了化学降解。

油套管高温试验及热处理装置研制与应用

为了模拟油套管高温服役工况,研制开发了一套串联型绝缘栅双极型晶体管(IGBT)中频感应加热装置。此装置设计三路单独输出回路,可同时完成油套管高温模拟试验及油套管焊接局部热处理。采用直流电压调功和逆变侧调功相结合的方式进行输出功率调节,有效提高对负载的适应能力;采用动态死区调节的方法,提升逆变器效率和系统的可靠性;采用现场可编程门阵列(FPGA)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)可编程芯片为核心构成整流、逆变的控制系统,并配套喷淋降温及远程软件系统。应用结果显示,该设备能快速稳定实现升温,最高温度大于650℃,通过比例积分微分(PID)参数整定系统保证稳态温度波动小于±3℃,满足了油套管适用性评价高温环境模拟的需要,具有良好的实用性和稳定性。