EBSD分析技术及其在钢铁材料研究中的应用

电子背散射衍射(EBSD)是一种较新的,用来分析多晶材料显微结构和组织的扫描电子显微镜技术。简述了EBSD技术的发展历程、基本原理、硬件装置和试验分析方法。并结合实例说明EBSD技术在钢铁材料中取向、晶界研究等方面的应用。

取向硅钢中铜硫化物结构稳定性的赝势平面波法研究

基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法计算研究了取向硅钢中可能存在的两种铜硫化物抑制剂Cu2S和CuS的能量和电子结构,并从形成能和结合能两方面分析了这两种铜硫化物的相结构稳定性。结果表明:Cu2S具有较强的形成能力和更稳定的结构。计算电子态密度(DOS)的结果为:Cu2S和CuS费米能级处的态密度分别为1.65/eV和2.28/eV;Cu2S的赝能隙比CuS更宽些。这些结论也证明了Cu2S具有更稳定的结构。

Co对高Ni-Co二次硬化钢微结构影响的穆斯堡尔谱研究

用穆斯堡尔谱研究了钴含量对高 Ni- Co二次硬化钢微结构的影响。发现 :随着钢中钴含量的减少 ,马氏体中的钴作为铁原子近邻的原子组态总量减少 ;钴在马氏体中的分布会影响镍、铬、钼原子在马氏体中的分布 ;钴促进奥氏体向马氏体转变 ,减少残余奥氏体量 ;钴促进合金碳化物的形成 。

建筑结构用超低碳贝氏体钢焊接性能研究

用Gleeble-1500热模拟试验机对试验钢进行不同焊接工艺下的热模拟试验,研究焊接热影响区的组织、冲击性能、冲击断口。探讨了不同t8/5(30～600 s)对试验钢中贝氏体组织组成及形态的影响以及组织与低温韧性的关系,并进行了碳当量和焊接裂纹敏感性指数计算。结果表明,试验钢的焊接性能良好:当t8/5≤60s时,试验钢焊接热影响区冲击性能与母材相近,具有较好的低温韧性;当t8/5在60～300s时,热影响区的冲击性能低于母材,但达到国家标准的要求(34J),因此该材料可以在较宽的冷速范围内进行焊接处理。

中碳钢球化退火行为和力学性能的研究

采用常规双相区球化退火和亚温球化退火工艺研究了常规轧制(CR)和控轧控冷(CRC)的中碳钢SWRCH35K的球化退火行为和力学性能。结果表明,与传统的双相区球化退火相比,亚温球化退火时碳化物球化进程明显加快,球化率高,且碳化物比较细小,具有良好的塑性和冷成形性,采用亚温球化退火处理可明显地缩短球化退火时间。控轧控冷的中碳钢线材尽管具有比较粗大的珠光体组织,但因有相当部分的珠光体发生退化,其球化退火进程要明显快于细珠光体组织。

V(C,N)在V-N微合金钢铁素体中的析出动力学

V-N微合金钢的C含量(质量分数)在0.05%—0.30%范围内变化时,V(C,N)在铁素体中析出开始时间随温度降低单调增加.实验得到的开始析出点是在750℃时的10 s左右,含C量不同的4种钢得到的形核率-温度(NrT)曲线和析出-温度-时间(PTT)曲线单调变化的趋势相同.热力学与动力学计算得到的不同C含量钢中的V(C,N)形核驱动力非常接近,其NrT和PTT曲线随C含量无明显变化.实验与计算均证实,实验钢的C含量在0.05%—0.30%范围内变化时,V(C, N)在铁素体中的析出动力学无明显差异.

用等径角挤压变形法制备纳米晶金属结构材料的组织演变

用实验方法研究了工业纯铁在等径角挤压变形 (路径 C)过程中晶粒细化过程。实验结果表明 ,经 4道次剪切变形后开始出现纳米级晶粒。晶粒细化过程为 :原始粗晶粒→晶粒被剪切变形带分割→位错线分割滑移带→位错线发展为位错墙 ,把变形带分割成细小的亚晶→亚晶界的位错密度增加→形成大角度晶界的纳米晶粒。测试了不同变形道次下材料的显微硬度值。

高性能渗氮钢微动磨损性能研究

采用等离子渗氮技术在1种高性能钢材表面进行了等离子渗氮.对处理后的试样进行了金相组织分析,测试了渗氮层的显微硬度,然后在SRV IV试验机上在常温条件下考察了渗氮钢微动摩擦磨损性能.结果表明:经等离子渗氮后试样表面形成了硬度较高的渗氮层,渗层硬度最大值是基体硬度的2.8倍;与未渗氮样相比,干摩擦时表面摩擦系数、磨损体积降低最大幅度分别约为28%、80%,渗氮样的主要磨损机理为氧化磨损和疲劳剥落;油润滑时表面摩擦系数、磨损体积降低最大幅度分别约为37%、97%,渗氮样主要磨损机理为磨粒磨损和裂纹扩展引起的细块状剥落;渗氮处理后的试样表面抗微动磨损性能更加优异.

耐候钢及其腐蚀产物的研究概况

介绍了耐候钢的发展、国内外使用及研究状况,概述了合金元素对耐候钢耐大气腐蚀性能的影响及其作用机制的研究进展,并对腐蚀产物的组成、锈层形成及其演变的电化学过程方面的研究进行了介绍,对今后耐候钢的研究与发展前景提出了展望。

低合金超高强度钢的研究进展

低合金超高强度钢因强度高、热加工工艺性好及生产成本低而广受重视。但其韧性较低,成了制约其大规模生产和应用的关键因素。简要阐述了低合金超高强度钢的国内外研究动态,重点分析了合金元素、冶炼方法及热处理工艺对其强韧性的影响,并提出了改善其韧性的方法及今后的研究方向。

高强铝合金的激光-MIG复合焊接的实验研究

以20 mm厚的高强铝合金2519-T87为研究对象,研究了激光-MIG复合焊接工艺的工艺参数、坡口形貌以及热处理制度对高强铝合金的平板对接接头的抗拉强度的影响。研究表明:采用类似双U型坡口比国外常用的双V型坡口更有利于复合焊的焊接;保护气体对焊接接头的气孔的形成比较敏感,从而影响焊接接头的抗拉强度,复合焊的保护气体一般采用He气中添加少量的Ar;送丝速度通过改变焊接热输入来影响焊缝组织的晶粒大小以及强化元素的烧损量对焊接接头的强度影响较大。焊后对接头进行合适的热处理,可以显著提升接头的抗拉强度。

均热过程中低碳钢奥氏体晶粒长大规律研究

通过改变均热温度和保温时间,研究低碳钢的奥氏体平均晶粒尺寸与时间的关系,及奥氏体晶粒各尺寸范围的分布规律。结果表明,随着均热温度的升高和保温时间的延长,试验钢奥氏体晶粒逐渐长大,并在1200℃以上加热,或是保温时间大于3h时出现明显粗大晶粒;在试验基础上,模拟给出了考虑升温过程中晶粒长大尺寸时,试验钢的晶粒长大模型。

Q&P工艺处理钢的单轴拉伸性能研究

研究了低合金马氏体钢经Q&P(Quenching and partitioning,淬火和配分)工艺处理后的单轴拉伸性能,并与传统Q&T(Quenching and Tempering,淬火+回火)工艺进行比较,分别用SEM和XRD进行微观组织观察和残留奥氏体量的测量。结果表明,与Q&T工艺相比,在获得相同断后伸长率时,Q&P工艺处理的样品可以获得较高的抗拉强度,同时具有较高的加工硬化率和裂纹形成能。拉伸过程中,Q&P组织中新鲜马氏体强化基体,残留奥氏体协调变形、松弛应力、钝化裂纹,由硬基体和残留奥氏体组成的多相组织使Q&P工艺处理钢获得高强度和高塑性的配合。

淬火-配分-回火工艺处理钢的三体冲击磨损性能研究

研究了"淬火-配分-回火"(Q-P-T)工艺对20Si2Ni3钢三体冲击磨料磨损性能的影响。结果表明,随试验冲击能量从0.5 J增加到3.5 J,试样的磨损失重量先增大后减小,在2.5 J时出现峰;试样经Q-P-T工艺处理后的磨损失重量低于传统淬火回火(Q-T)工艺处理的试样,其主要磨损机制由犁削向应变疲劳转变;经Q-P-T处理的样品在磨损试验后的表面加工硬化层厚度明显高于经Q-T处理的样品。分析认为基体的高塑韧性及其在磨损过程中的形变强化和残余奥氏体的相变强化是Q-P-T工艺处理钢具有较好的抗冲击磨料磨损性能的原因。

304奥氏体不锈钢热诱发马氏体相变研究

借助X射线衍射技术,研究了304奥氏体不锈钢热诱发马氏体相变倾向。结果表明:C、Mn、Cr和Ni接近标准规范下限,304不锈钢的稳定性急剧下降,致使液氮内冷却后接近1/3的奥氏体转变为α′或ε马氏体,室温拉伸即形成应变诱发ε和α′马氏体,而且较小的室温变形显著增大随后液氮内冷却的热诱发α′马氏体相变倾向,但随室温预应变增大快速形成应变诱发α′马氏体,致使随后在液氮内发生热诱发α′马氏体倾向下降。此外,研究表明ε马氏体的形成及消失与α′马氏体的累积量有关。

稀土对低碳钢耐大气腐蚀性能影响的研究

通过电化学试验和试验室加速腐蚀试验,研究了稀土对低碳钢耐大气腐蚀性能的影响。结果表明:在低碳钢中,仅添加稀土也能明显的提高其耐大气腐蚀性能。运用扫描电镜、X射线衍射仪和273A-M 398型电化学测量系统等测量分析手段,对稀土在低碳钢中的耐蚀机理进行了研究和探讨得出,稀土通过夹杂物改性,从而减小微区域腐蚀,并促进稳定的保护性腐蚀产物-αF eOOH的形成,使得锈层更致密,提高了钢的耐大气腐蚀性。