2024中国大学生材料热处理创新创业大赛预通知

由中国机械工程学会主办,中国机械工程学会热处理分会承办的“2024中国大学生机械工程创新创意大赛:第10届材料热处理创新创业赛”作品征集活动即将正式启动,现将本届赛事的有关事项通知如下。

AZ80挤压镁合金微弧涂层的耐蚀性能

针对镁合金裸露动件的服役环境及表面防护特点,采用微弧氧化(MAO)表面处理技术在AZ80挤压合金表面制备MAO涂层,通过连续盐雾加速腐蚀试验,研究了AZ80合金基体及MAO涂层的静态腐蚀性能,并对AZ80合金基体和MAO涂层试样进行预腐蚀,通过慢应变速率拉伸试验研究了MAO涂层及预腐蚀时间对AZ80镁合金腐蚀行为的影响。结果表明,MAO涂层具有较好的静态防护性能,盐雾腐蚀6天后出现点蚀现象,涂层破裂后的腐蚀行为取决于AZ80合金基体的耐蚀性。在慢应变速率拉伸状态下,随着预腐蚀时间的延长,AZ80基体和MAO涂层的应力腐蚀敏感性增加,MAO涂层的应力腐蚀敏感性指数明显小于AZ80合金基体。MAO涂层试样对AZ80基体有明显的防护作用,可有效提高镁合金的耐蚀性。

SrSO_(4)增强自润滑CoCrW基复合材料的制备及高温摩擦学性能

为提高轴套和轴承的高温耐磨性,制备了SrSO_(4)(4.0%,9.0%,14.0%)增强自润滑CoCrW基复合材料,系统研究了SrSO_(4)对复合材料显微组织和高温摩擦学性能的影响。结果表明,SrSO_(4)在烧结过程中分解,原位生成Cr_(2)O_(3)、Cr_(2)S_(3)、CoCr2O_(4)和SrCrO_(4)相。磨损表面形成了含有原位生成的固体润滑剂、氧化物以及摩擦时的化学反应产物的润滑膜,提高了CoCrW基复合材料的高温润滑性能。综合来看,含有9.0%SrSO_(4)的CoCrW基复合材料具有理想的摩擦学性能。

回火时间对低焊接裂纹敏感性压力容器用钢组织性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜镜、拉伸试验机、冲击试验机、硬度计等研究回火时间对低焊接裂纹敏感性压力容器用钢组织性能的影响。所设计化学成分的试验钢轧后进行950℃淬火,610℃回火12、23、45和180 min的调质热处理。结果表明,调质后显微组织主要由回火索氏体组成;随着回火时间的延长,晶内位错密度降低,生成不同取向的板条状晶粒,并且沿着晶界有碳化物析出,保证了钢板具有良好的低焊接裂纹敏感性。随着回火温度的升高,强度受晶内位错密度和Nb、V元素的碳化物影响呈先降低后升高趋势,冲击性能和硬度受碳化物M23C6析出的影响基本呈下降趋势。

热处理工艺对热镀锌热成形22MnB5钢锌层组织结构与表面氧化物的影响

用扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)等方法系统表征了22MnB5热成形钢在不同奥氏体化温度和保温时间下镀锌层的微观形貌与表层氧化物分布。结果表明,奥氏体化温度超过850℃后,镀锌层的厚度增加,发生由纯Zn相向α-Fe(Zn)的组织转变,且与基体之间界面模糊。奥氏体化温度由850℃升高至900℃时,锌层厚度随奥氏体化温度的升高而增加,氧化锌颗粒更加密集,彼此连接团聚;当奥氏体化温度提高到900℃以上,镀锌层中出现大尺寸的富Mn氧化物。奥氏体化时间由4 min延长至8 min时(奥氏体化温度920℃),表面氧化程度增加,氧化物尺寸增大且彼此连接成层,裸露出α-Fe(Zn)层,对锌层保护作用降低,致使氧元素扩散至锌层内部,形成富Mn氧化物。

冷却速率和Nb微合金化对25MnV非调质钢组织和硬度的影响

设计了含V和含V-Nb两种成分体系的非调质锻钢,在Gleeble-3800热模拟机上进行了单次压缩试验,研究了冷却速率对V和V-Nb微合金非调质钢组织和硬度的影响。结果表明,冷却速率对钢的显微组织和硬度有显著影响。V钢和V-Nb钢在连续冷却条件下,在0.1~0.5℃/s冷却速率范围内,随着冷却速率的增加,铁素体含量减少,珠光体含量增多,组织得到细化;在1~3℃/s冷却速率范围内,随着冷却速率的增加,组织进一步细化,同时开始发生贝氏体相变,促进了硬度的提高。Nb元素的加入生成了大尺寸的(V,Nb)(C,N)沉淀颗粒,通过钉扎晶界和诱导晶内铁素体生成进一步细化了晶粒,同时Nb元素对C原子的溶质拖拽效应降低了V-Nb钢中的珠光体含量。在0.1~0.5℃/s冷却速率范围内,V钢较高的硬度(218~242 HV)是因为其更高的珠光体含量;在1~3℃/s冷却速率范围内,V-Nb钢较高的硬度(256~291 HV)是因为组织细化作用和更高的贝氏体含量。

电流退火对Fe_(78)Si_(9)B_(13)合金性能及塑性变形的影响

通过传统退火和电流退火改变Fe_(78)Si_(9)B_(13)非晶合金薄带的塑性,对退火样品进行纳米压痕测试和塑性成形试验,验证两种退火工艺下Fe_(78)Si_(9)B_(13)非晶合金薄带的性能和成形效果。结果表明,当两种退火工艺的温度相同时,Fe_(78)Si_(9)B_(13)非晶合金薄带经电流退火后的硬度和弹性模量较低,塑性成形效果更佳,其中300℃电流退火20 min后的纳米压痕位移最大,非晶合金塑性变形行为的改善也最为明显。

长期时效处理对21-4NWNb钢组织与性能的影响

研究了经过标准热处理(1050℃×30 min+750℃×4 h)的21-4NWNb钢在750℃长期时效过程中的组织转变和力学性能变化情况。结果表明,长期时效过程中21-4NWNb钢的晶粒尺寸变化不明显,时效200 h时,组织中分布有少量规则块状M_(23)C_(6)型碳化物,时效500 h以后,晶内逐渐出现σ相(AB)。21-4NWNb钢硬度在200 h时最高为324 HV,最大抗拉强度为971 MPa,伸长率为22.2%。时效200 h以后,随着时效时间的延长,其硬度和抗拉强度均表现为逐渐下降的趋势;时效2000 h后钢的伸长率降至15%以下。

退火工艺对高锰TWIP钢组织及耐蚀性能的影响

采用光学显微镜以及配有电子背散射衍射系统的扫描电镜对25.8Mn-3.95Cr-2.83Al-0.33C-0.015N高锰TWIP钢经不同退火温度及时间处理后的微观组织进行观察与分析,并用标准三电极系统的电化学工作站对其耐蚀性能进行检测。结果表明,在600~1000℃退火25 min后,试验钢的晶粒随退火温度的升高而变大,Σ3和Σ9晶界的比例均先升高后降低,在800℃时达到最大。试验钢的耐全面腐蚀性能随退火温度的升高而提高,在1000℃退火时达到最优,而在退火温度为700℃时耐局部腐蚀性能最强。在1000℃退火5~25 min时,试验钢的晶粒尺寸随退火时间的延长而逐渐增加,低Σ晶界的比例先降低后增加,退火5 min时Σ3和Σ9晶界比例最大,退火25 min时耐蚀性能最佳。

基于双辉技术的气门盘锥面TiN涂层制备和高温摩擦行为

利用双层辉光等离子表面冶金技术在NCF3015气门合金钢上制备TiN涂层,通过SEM、EDS、XRD、显微硬度计和高温摩擦磨损试验机研究涂层的微观结构形貌、硬度和高温耐磨性。结果表明:TiN涂层以岛状方式均匀生长,表面结构致密;涂层表面平均硬度可达1265.2 HV0.05;在5 N与10 N载荷下,涂层的比磨损率较气门基体分别降低79.3%、79.7%,是高温苛刻条件下气门表面防护的理想材料,可显著提高气门在发动机中的服役寿命。

基于改进UNet网络与晶界优化算法的晶粒度评级方法

晶粒大小对金属材料的性能有着不容忽视的影响,人工评级晶粒度难以满足当前金属材料检测需求,因此针对奥氏体组织,提出了基于改进UNet网络及晶界优化算法的晶粒度自动评级方法,并与人工评级结果对比,分析了该方法计算所得奥氏体评级结果的准确率。结果表明,通过改进后的UNet网络对奥氏体晶界进行分割,再结合基于霍夫变换的晶界优化算法对孪晶界以及分支毛刺进行检测并去除,可有效优化晶界提取效果,提高后续晶粒度计算的精度。本文提出的算法所得奥氏体评级结果与人工评级结果的绝对误差在0.25以内,该算法可高效、便捷、准确地完成奥氏体晶粒度的评级。

全国热处标准化技术委员会归口国家标准起草单位征集通知

各有关单位:由全国热处理标准化技术委员会归口的5项国家标准制修订工作正在进行中,有意愿参与标准制修订的单位可与标委会秘书处联系,鉴于当前标准化工作任务繁重,标准化经费短缺,为保证标准修订过程中各项工作顺利开展,对于参加标准制修订工作组的单位,要求投入一定技术力量以便共同研究、分析、制定标准,同时承担一定的费用。

IF钢冷轧和退火过程的织构演变规律

利用X射线衍射技术(XRD)研究了不同冷轧压下率、80%冷轧压下率并经不同退火条件的热轧高温卷取IF钢板材织构演变规律。结果表明,随压冷轧压下率增加,IF钢热轧卷板的织构演变特征为由弱{110}<110>、{110}<001>和{112}<110>织构逐步向{110}<011>、{100}<011>织构转变,并形成较弱的{111}面织构;80%压下率大冷轧变形IF钢板材中,利于γ-纤维织构发展的退火制度依次为790℃保温60 min、670℃保温10 min和790℃保温10 min;在更高的850℃退火处理时,容易形成{112}<110>等织构,抑制γ-纤维织构形成,不利于深冲性能提升。

金属材料学的“思想”

从系统综合角度提炼了金属材料学的“思想”,揭示了金属材料性能演化过程的矛盾规律,归纳了合金元素作用的复杂性,讲述了金属材料组织演化的量变与质变规律,阐明了热处理工艺的多向可变性。

17Cr2Ni2MoVNb齿轮钢中NbC析出相对晶粒长大的影响

通过析出相粗化模型、Zener晶粒长大模型和试验验证,分析NbC析出相对17Cr2Ni2MoVNb钢在高温下晶粒尺寸的钉扎影响。模型与试验结果表明,NbC的粗化与回溶会降低对晶粒长大的钉扎作用。当等温温度低于1000℃时,NbC析出相对奥氏体晶粒的长大可以起到有效抑制,随着等温温度的升高,NbC析出相对奥氏体长大的抑制作用越来越弱。

热处理对WC-Co硬质合金顶锤组织与力学性能的影响

为了消除顶锤加工中引入的加工缺陷,通过对WC-Co硬质合金顶锤进行温度600℃、时长5 h的退火处理,使用扫描电镜(SEM)、XRD和显微硬度计等对其组织结构、WC晶粒邻接度、WC粒径分布以及硬度进行了研究。结果表明,热处理促使WC-Co硬质合金顶锤中钴元素分布和WC粒径变得更均匀,碳化钨的晶粒邻接度下降,合金硬度升高。

一种改善耐磨高锰钢碳化物形态的热处理工艺

探讨一种改善耐磨高锰钢碳化物形态的热处理工艺。结果表明,水韧处理结合高压热处理和常压热处理可以有效地改善耐磨高锰钢组织中析出碳化物形态及分布,经水韧处理后再经5 GPa、650℃保温30 min的高压热处理和750~800℃保温60 min的热处理,耐磨高锰钢可获得弥散分布的颗粒状和短条状碳化物。

低合金耐磨钢的热处理工艺及力学性能

采用DIL805淬火膨胀仪测定低合金耐磨钢的CCT曲线,研究其连续冷却过程中的相变规律,并采用OM对不同冷速下的试样进行显微组织观察。此外,采用淬火+回火工艺、淬火+深冷处理+回火工艺对低合金耐磨钢进行热处理,利用SEM表征和拉伸、冲击试验对试样进行分析,研究深冷处理对低合金耐磨钢组织和性能的影响。结果表明,试验钢的马氏体临界冷速为5℃/s,增加深冷处理使低合金耐磨钢的抗拉强度和屈服强度分别提高136.5 MPa和141.5 MPa,塑性保持不变,但冲击性能略有下降。深冷处理提高低合金耐磨钢强塑性的主要作用机理为促进马氏体板条细化。

高氮含量非调质钢的组织与性能

利用EBSD、TEM及性能测试等在45MnVS基础上研究了3种不同钒、氮含量非调质试验钢的组织和性能。结果表明,通过提高N含量,可以促进V(C,N)以及VN的析出,大量细小弥散的析出物作为形核位置促进了珠光体转变,同时起到了钉扎晶界的作用,从而获得了显著的晶粒细化效果。高氮非调质钢具有良好的强韧性匹配,在1150℃、保温时间60 min、开轧温度1000℃、终轧温度900℃的生产工艺条件下,屈服强度达到580 MPa,冲击吸收能量达到57 J。