高硅含量Si/SiC材料显微特征与力学性能研究

以α-SiC粉、炭黑、鳞片石墨和酚醛树脂为主要原料,采用等静压成型方式结合反应烧结工艺制备得到高硅含量的Si/SiC材料。基于颗粒级配原料,研究了不同碳源引入方式对Si/SiC材料的物相组成、微观形貌、主要物理性能的影响规律及调控机制。研究表明,经1700℃反应烧结后,高硅含量(不低于25%)的Si/SiC材料的物相主要为α-SiC、β-SiC和Si。在制备碳/碳化硅坯体时,石墨与酚醛树脂复合能使碳源更均匀地分散在坯体中,增加坯体的致密度;在反应烧结时,石墨和树脂残碳与硅反应产生的膨胀效应使多孔坯体孔径尺寸降低,优化游离Si的分布。含8%树脂和1%石墨的反应烧结得到的高硅含量Si/SiC材料的体积密度为2.97 g/cm^(3),常温摩擦系数为0.335,抗弯强度为206 MPa。

窄孔内壁激光金属沉积Stellite6合金耐磨层组织及性能研究

为解决窄孔内壁堆焊的可达性差和提高304L不锈钢的耐磨性能,采用激光金属沉积的方式在深30 mm、直径14 mm的304L窄孔内壁制备了一层约2.5 mm厚、致密度为99.9981%、无裂纹、未熔合等缺陷的stellite6耐磨层。通过微纳CT、XRD、金相、硬度测试和摩擦磨损试验等方法,系统研究了耐磨层的组织、相组成、硬度分布和耐磨性能。结果表明,Stellite6耐磨层致密无缺陷,其显微组织从底部到顶部依次为平面晶、胞状晶、树枝晶和等轴晶。相组成主要为γ-Co、M_(23)C_(6)、CoCx及(Cr,Fe)7C3等。熔合线附近各种元素均匀分布,未出现明显聚集。耐磨层的显微硬度平均值是基体304L的2.38倍,且窄孔不同高度位置的显微硬度值相对稳定。耐磨层的磨损率较304L基体降低了29.3%,显示出优异的耐磨性能。该研究为大深宽比内孔壁激光金属沉积耐磨层在核电、能源动力等行业的应用提供了依据。

高碳高合金钢激光熔凝处理的性能研究

采用CO2 连续波工业激光器在高碳高合金钢Cr12表面进行了激光熔凝处理试验 ,比较了激光处理前后Cr12钢的抗弯强度和耐磨性 ,采用电子显微镜观察了断口特征、断口处和磨面处熔凝层的TEM形貌 ,并用X射线仪测量了抗弯试验前后激光处理层中奥氏体含量随熔凝层深的变化。结果表明 ,激光熔凝处理后获得超细化的枝晶组织 ,其抗弯强度和耐磨性显著提高。在抗弯试验和磨损过程中 ,熔凝层内的奥氏体含量大幅度降低 ,并出现了大量的层错和位错团。晶粒细化 ,奥氏体应变诱发马氏体转变 ,大量位错团的产生是抗弯强度和耐磨性提高的主要原因。

R180高钒耐磨弯管的凝固数值模拟

采用Pro-CAST软件对R180弯管三维建模,基于铸造工艺参数对弯管内胆凝固过程的温度场、应力-应变场进行耦合数值模拟,并将优化后的铸造工艺应用于试验生产。采用扫描电镜、显微硬度计、冲击试验机、超声波探测仪等手段,研究了模拟优化后的铸造工艺参数对铸造缺陷和碳化物析出的改善作用。结果表明,将钢液冷却至200℃以下,最大等效应力为128 MPa,较大缩孔出现在铸件与冒口、浇铸口交汇处;铸件中铸造缺陷少,组织均匀,碳化物分布均匀。

1200MPa级热轧超高强钢组织及性能

针对超高强钢的开发,介绍了马钢1200 MPa级超高强的化学成分设计及生产工艺。利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、电子拉伸试验机、布氏硬度计以及湿式橡胶轮试验机等,研究了免热处理1200 MPa级热轧超高强钢的组织及力学性能、冷弯性能、表面布氏硬度和耐磨性能。结果表明,1200 MPa级热轧超高强钢的显微组织为马氏体+铁素体,马氏体体积分数为70%~75%,铁素体体积分数为25%~30%;其R_(p0.2)≥800 MPa,R_(m)≥1200 MPa,R_(p0.2)/R_(m)≤0.70,A_(50)≥15%,表面布氏硬度不小于350HBW;90°冷弯,D=2a合格,具有高强度、高硬度、易成形的特点;同时,1200 MPa热轧高强钢的耐磨性优异,其耐磨性分别是500、800 MPa级高强钢的2.05~2.1倍、1.38~1.39倍。

耐磨钢NM400冷弯开裂分析

厚度为20 mm的NM400钢板在冷弯过程中开裂。从冷弯工艺参数、材料拉伸性能、显微组织及夹杂物类型、尺寸分布对NM400钢板开裂原因进行了分析。结果表明:NM400钢板冷弯开裂主要由钢板中微米级TiN夹杂物引起。冷弯变形过程中,夹杂物与基体界面处应力集中,导致微裂纹在界面处形核并扩展,最终导致冷弯断裂。通过降低N含量至4×10^(-5)以下,耐磨钢NM400冷弯过程中无裂纹产生。