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碳含量与热处理对高铌钛铝合金微观组织及力学性能的影响 高玉魁, 方文奕 金属热处理    2024, 49 (8): 9-14.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.08.002 摘要 （45）      PDF （2905KB）（40）    可视化    以Ti-44Al-8Nb-xC(x=0, 0.3, 0.6) 合金为研究对象,研究了3种不同碳含量和两种不同温度的时效处理对合金的微观组织、显微硬度及高温拉伸性能的影响。结果表明:碳含量升高到0.6%时,合金中析出了Ti2AlC;时效温度从800 ℃升高到900 ℃时,含碳合金中析出了Ti3AlC。碳含量的增加和时效温度的升高都有利于提升合金的显微硬度和850 ℃抗拉强度,显微硬度最高为(477.6±9.1) HV0.3,850 ℃抗拉强度最高为(605.07±5.01) MPa,较最低抗拉强度提高了32.7%。断后伸长率与合金中碳化物数量及尺寸有关,拉伸断口都表现为脆性断裂;碳含量为0.3%,经900 ℃时效后合金拥有最好的塑性,断后伸长率最高,为5.41%±0.42%,较最低伸长率提升了67.5%。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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HRB400E钢等温热处理过程中的奥氏体晶粒长大和钒析出物的影响 陈石, 汪家晗, 张云祥, 骆艳萍, 孙钊洋, 叶传龙 金属热处理    2024, 49 (8): 15-21.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.08.003 摘要 （33）      PDF （5981KB）（30）    可视化    利用高温激光扫描共聚焦显微镜和透射电镜(TEM)等研究了含钒钢HRB400E在不同等温温度(950~1200 ℃)下保温30 min的加热过程中的奥氏体晶粒长大行为以及钒析出物对奥氏体晶粒长大的影响。结果表明,加热温度对试验钢奥氏体晶粒长大的影响明显大于保温时间,加热温度超过1100 ℃时,奥氏体晶粒等温长大速率明显加大。TEM观察表明钢中奥氏体晶粒长大行为受基体中V(C, N)粒子的影响,当加热温度为950 ℃时,钢中存在大量未溶的V(C, N)粒子,能有效钉扎奥氏体晶界,晶粒长大缓慢;当加热温度升高至1100 ℃时,随保温时间延长,细小的V(C, N)粒子溶解和粗化,钉扎效果下降,此时奥氏体晶粒快速长大。根据实测奥氏体晶粒尺寸结合Sellars模型和Anelli模型建立了试验钢奥氏体晶粒等温长大动力学模型,模型计算值与实测值吻合较好。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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热处理工艺对高速列车用51CrV4钢轴箱弹簧力学性能及服役性能的影响 徐超, 曹欣旺, 王晨阳, 王玉婷, 张倩, 杨其全, 胡杰 金属热处理    2024, 49 (8): 53-59.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.08.009 摘要 （29）      PDF （2668KB）（22）    可视化    研究了热处理工艺对高速列车用51CrV4钢轴箱弹簧服役性能的影响,确定最佳的热处理工艺,分析了51CrV4弹簧钢在840~900 ℃淬火及380~520 ℃回火后的拉伸、冲击性能及疲劳强度演变规律,并建立了基于材质疲劳极限的51CrV4钢轴箱弹簧服役性能评估方法,研究了热处理工艺对弹簧临界服役载荷的影响。结果表明,随着淬火温度的升高,51CrV4弹簧钢的拉伸强度和疲劳强度增加;随着回火温度升高,拉伸强度下降而塑韧性增加。较低淬火温度+较高回火温度下的强度低于TB/T 2211—2018要求,较低回火温度下的冲击性能也接近于标准下限。综合考虑51CrV4钢弹簧的强度和塑韧性,在880 ℃淬火+460 ℃回火及900 ℃淬火+460~480 ℃回火的工艺范围内其具有较优的服役性能。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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航天器齿轮渗碳淬火分析与畸变控制优化 杨凯, 王鹏坡, 张玉梅, 曾鸿, 张斌, 王天明, 麻瑜梁, 王延忠 金属热处理    2024, 49 (7): 22-28.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.07.004 摘要 （41）      PDF （4477KB）（41）    可视化    根据某型号航天器动力齿轮用钢的化学成分,用JMatPro仿真软件计算材料的热物性参数。根据齿轮模型及热处理工艺参数,用Deform有限元软件进行渗碳淬火仿真分析,确定了渗碳过程中的齿面碳含量变化、淬火过程中轮齿显微组织的变化。最后,根据人字齿轮特点及航天器齿轮的精度控制要求,通过改变淬火工艺参数优化淬火后轮齿畸变情况。结果表明,当淬火工艺为在空气中预冷30 s,80 ℃热油淬火1200 s,-100 ℃深冷7200 s时,畸变量控制效果较好,符合产品要求。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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TP347H不锈钢与BT700-l合金的应力腐蚀行为 李冬升, 刘仁才, 涂宇航, 兰轲钰 金属热处理    2024, 49 (8): 1-8.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.08.001 摘要 （38）      PDF （4805KB）（20）    可视化    利用慢应变速率拉伸(SSRT)应力腐蚀试验,对高盐腐蚀环境下TP347H不锈钢与BT700-l合金的应力腐蚀开裂(SCC)行为进行了研究。结果表明:在不同pH值高盐溶液中TP347H不锈钢与BT700-l合金均未发生SCC行为;仅在酸性腐蚀环境中由于Cl-致敏和H+催化促进下致使TP347H不锈钢与BT700-l合金表现出一定的SCC倾向,断口呈现韧-脆混合开裂特征;在酸性腐蚀环境中,BT700-l合金的抗应力腐蚀性能明显高于TP347H不锈钢。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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C-Si-Mn系配分钢的研究进展 张宏亮, 周春波, 侯燕, 蒋志强 金属热处理    2024, 49 (8): 22-30.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.08.004 摘要 （25）      PDF （3116KB）（20）    可视化    淬火配分(Q&P)钢具有成本低、性能好、工艺相对简单等特点,成为第三代先进高强度钢(AHSS)的重点研究对象。C、Si、Mn是Q&P钢的基本合金成分,对Q&P钢的组织和性能产生重要影响,现有大多数研究都是以C-Si-Mn系配分钢为基础进行。介绍了Q&P钢的生产工艺,阐述了合金元素对Q&P钢组织和性能的影响以及Q&P钢组织与力学性能的关系,重点论述了工艺参数对Q&P钢组织和性能的影响,并对Q&P钢的发展前景做出了展望。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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低成本TC4钛合金板材的组织和性能 冯秋元1, 2，张磊2，庞洪2，张平辉1, 2，佟学文1, 2，王鼎春1, 2，高颀1, 2 金属热处理    doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2016.06.019

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冷却速率和Nb微合金化对25MnV非调质钢组织和硬度的影响 刘运娜, 孙笠灿, 戴观文, 刘献达, 宋仁伯, 张朝磊 金属热处理    2024, 49 (8): 31-35.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.08.005 摘要 （37）      PDF （4097KB）（16）    可视化    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。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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冷作模具钢SKD11的热处理增韧技术 袁志钟, 王梦飞, 张伯承, 段旭斌, 李表敏, 杨海峰, 罗锐, 程晓农 金属热处理    2023, 48 (9): 1-7.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.09.001 摘要 （169）      PDF （5140KB）（227）    可视化    选用热轧和球化退火后的SKD11钢板,对其进行A-Q-A(Austempering-Quenching-Austempering)、Q-T-A(Quenching-Tempering-Austempering)两种复相热处理工艺以及Q-T(Quenching-Tempering)常规热处理工艺,研究不同热处理工艺对钢板微观组织、硬度和冲击吸收能量的影响。结果表明: A-Q-A和Q-T-A热处理试样的组织均为下贝氏体(LB)和马氏体(M)的复相组织,并且残留奥氏体(RA)的含量分别为13.2%和18.6%。经A-Q-A、Q-T-A和常规热处理Q-T后,试样的硬度分别为58.5、58.6和60.5 HRC,冲击吸收能量分别为31.3、27.6和15 J。复相处理的工艺实现了SKD11钢板优异的强韧性配合,为提升冷作模具钢的韧性进行了有益的探索。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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压铸模具用H11钢大型模块真空等温淬火过程的数值模拟 涂宇杰, 李秉宸, 陈浩, 吴晓春 金属热处理    2024, 49 (7): 1-8.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.07.001 摘要 （85）      PDF （5794KB）（71）    可视化    基于金属-热-力耦合理论,以压铸模具用H11钢大型模块(500 mm×500 mm×500 mm)为研究对象,建立真空等温淬火过程中模块的多物理场耦合模型,并进行数值模拟研究了模块的温度场、组织场和应力场在不同等温淬火工艺下的变化规律。结果表明,与直接淬火相比,等温淬火工艺可以有效减少模块冷却过程中的心表温差与应力,避免变形和开裂的风险。等温淬火工艺可以在避开珠光体形成和碳化物沿晶析出的前提下提升大型模块心部的贝氏体体积分数,并且随着等温时间的增加,心部贝氏体体积分数也不断增加。利用工业真空炉对模块进行500 ℃等温1 h淬火处理验证,所得模块不同位置的温度变化曲线与模拟结果较为吻合,且真空等温淬火后模块心部生成的贝氏体类型为韧性较好的下贝氏体。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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基于热流固耦合模型的螺旋锥齿轮淬火数值模拟 刘赣华, 邓诗义, 霍小东 金属热处理    2024, 49 (7): 16-21.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.07.003 摘要 （36）      PDF （2435KB）（45）    可视化    基于热流固耦合模拟,对45钢螺旋锥齿轮淬火冷却过程进行数值模拟,研究淬火介质流速对淬火结果的影响。结果表明,热流固耦合模拟和传统模拟的冷却曲线与试验测量的最大相对误差分别为9.2%和7.4%,且更加准确地预测淬火介质流动情况下的温度分布,验证了该方法的准确性和便利性。当入口流速为2 m/s时,硬度达到最大值52.0 HRC,且残余应力主要为有利的压应力。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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大型薄壁壳体零件高压气淬过程温度均匀性数值模拟 王婧, 张小娟, 仝大明, 顾剑锋, 周钟平, 白鹭, 朱立坚 金属热处理    2024, 49 (7): 9-15.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.07.002 摘要 （49）      PDF （5705KB）（32）    可视化    针对航天结构件大型薄壁壳体在真空高压气淬炉内的淬火过程,进行了包括真空炉体和薄壁壳体的流固耦合模拟,获得了壳体冷却过程中的炉内气体流动状态和壳体温度分布,评估了壳体在真空炉内高压气淬时的温度均匀性,并针对不同气体出口位置、不同装炉形式和导流情况模拟了壳体温度分布。结果表明,与原始模型相比,采用1出口方案、1壳体放置在炉膛中心和加入挡板的淬火方式能分别提升壳体温度均匀性8%、30%和12.5%,该结果为控制壳体变形提供了优化的淬火方案。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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不同退火温度下20钢的晶粒组织三维重构 李子豪, 黄素霞, 张博函, 李河宗, 曹成龙, 赵劲松 金属热处理    2024, 49 (8): 248-253.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.08.042 摘要 （12）      PDF （3734KB）（13）    可视化    为探究20钢在不同退火温度下的晶粒形貌特征,采用系列截面法对20钢晶粒进行了三维重构和几何表征研究。基于132张范围为880 μm×390 μm的二维金相截面图,分别重构了1100 ℃和1000 ℃退火温度下的298个和446个晶粒。确立了一套详细的图像处理及三维重构流程,构建出了三维可视化晶粒模型,该晶粒模型可在三维空间内以任意角度观察其形貌特征,可以获得单个晶粒的体积及表面积。根据等效球体体积法计算晶粒尺寸,并与截线法测得的晶粒尺寸进行了对比。可知,截线法所测得的晶粒尺寸较三维模型等效体积法获得的晶粒尺寸偏大。退火时间相同时,退火温度越高,试样的最大和平均晶粒尺寸越大。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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固溶时效处理对ZL108铝合金冲击性能的影响 谭国寅 金属热处理    2023, 48 (5): 291-293.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.05.047 摘要 （36）      PDF （1272KB）（117）    可视化    采用光学显微镜、扫描电镜和冲击试验机研究了固溶时效处理后ZL108铝合金的冲击性能变化。结果表明,铸态组织主要由α固溶体和粗大的共晶硅组织及块状的初晶硅组成。经过固溶时效处理后析出相变得细小且分布均匀,形貌类似短棒状或者珊瑚状,能更好地钉扎位错,有助于材料冲击性能的提升。铸态试样中由元素不平衡分配导致产生了大量的难熔共晶硅和块状初晶硅。经固溶时效处理后析出相粒子在高温作用下不断破碎,大部分已重溶进入基体,残存的析出相粒子尺寸更为细小,能够更好地协调基体形变,将试样的冲击性能提升了6.6倍。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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35CrMo钢高强螺栓断裂失效分析 王朴, 童辉 金属热处理    2023, 48 (5): 294-297.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.05.048 摘要 （52）      PDF （2597KB）（112）    可视化    某重型牵引车鞍座35CrMo钢高强度固定螺栓打紧后放置2天时发生断裂。通过断口分析、金相检测、成分分析、硬度分析和力学测试对断裂螺栓和同批次未使用螺栓样件进行研究。结果表明,该断裂螺栓在酸洗电镀的过程中,引入的有害氢未能得到及时、有效地去除,从而导致螺栓根部在预紧力作用下,氢向应力集中处聚集,出现了螺栓氢致延迟断裂的现象。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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T6热处理对高压压铸ADC12铝合金微观结构和性能的影响 任云飞, 潘新元, 万天剑, 李景辉, 张明亚 金属热处理    2024, 49 (8): 108-112.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.08.017 摘要 （13）      PDF （2770KB）（12）    可视化    研究了T6热处理对高压压铸的ADC12铝合金组织和力学性能的影响。结果表明,经过510 ℃×1 h固溶处理和200 ℃×6 h人工时效后,ADC12铝合金压铸件的微观组织由细小的共晶组织和α固溶体组成,细小的共晶组织是高压压铸过程中形成的。热处理后,铝合金中共晶Si相和Al2Cu相主要以近似球状的颗粒物存在;铝合金压铸件经过T6热处理后,过渡相从基体相上完全脱溶,形成稳定的θ相和平衡的α固溶体。经过510 ℃×1 h固溶处理和200 ℃×6 h人工时效后,ADC12铝合金压铸件达到最大硬度128 HBW。这是析出强化相Al2Cu使得过饱和固溶体具有特殊晶体结构导致的。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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退火温度对汽车后背门板用Fe-0.12C-4.85Mn-0.24Si钢组织与力学性能的影响 梁科, 武猛, 张习烨, 行志刚 金属热处理    2024, 49 (8): 174-177.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.08.030 摘要 （11）      PDF （1694KB）（12）    可视化    利用扫描电镜、万能试验机、X射线衍射仪等研究了两相区不同温度退火对Fe-0.12C-4.85Mn-0.24Si钢组织与力学性能的影响。结果表明,随着退火温度的升高,Fe-0.12C-4.85Mn-0.24Si钢晶粒尺寸逐渐增大,碳化物逐渐溶解,组织中奥氏体体积分数先增加后减少。640 ℃退火的Fe-0.12C-4.85Mn-0.24Si钢的奥氏体体积分数最高,为22.1%。随着退火温度的升高,Fe-0.12C-4.85Mn-0.24Si钢的抗拉强度逐渐升高,伸长率和强塑积先升高后降低,640 ℃退火的Fe-0.12C-4.85Mn-0.24Si钢的伸长率和强塑积最高,分别为30.4%和28.47 GPa·%。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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磁-热耦合退火对CGO钢Goss晶粒取向度的影响 董丽丽, 刘永珍, 麻永林, 刘宝志 金属热处理    2023, 48 (5): 287-290.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.05.046 摘要 （34）      PDF （876KB）（74）    可视化    采用实验室自主研发的磁-热耦合处理装置,利用X射线衍射仪和磁性能测量仪对不同参数磁-热耦合拉伸平整退火后的CGO钢组织、Goss取向晶粒偏差角以及磁性能进行检测分析。结果表明,磁-热耦合退火能够促进CGO钢拉伸平整过程中晶粒长大,同时减小Goss取向晶粒偏差角最大值,从而改善其磁性能。在 750 ℃下施加12 mT磁场时,磁-热耦合退火作用效果最为显著,Goss取向晶粒偏差角最大值较未施加磁场时减小2.76°,铁损值降低,磁感应强度提高。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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25Cr3MoA钢齿轮的三段法渗氮工艺 张海巍, 马晓锋, 马宁, 沈琳, 蒋东 金属热处理    2023, 48 (6): 118-120.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.06.021 摘要 （37）      PDF （1749KB）（52）    可视化    对25Cr3MoA钢齿轮进行了不同工艺的渗氮试验, 结果表明, 当渗氮层深度要求0.35~0.41 mm时, 可通过三阶段渗氮工艺, 解决齿轮、内花键长时间渗氮显微组织出现脉状、网状氮化物等问题。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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H13钢激光淬火工艺优化及组织性能 马欣, 史强, 陈雁忠, 李强, 张月婷, 赵龙 金属热处理    2023, 48 (7): 266-270.   doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2023.07.044 摘要 （47）      PDF （2574KB）（80）    可视化    采用激光淬火对H13钢表面进行强化处理,通过正交试验中的极差分析进行淬火工艺优化,研究了最佳工艺参数下试样的硬度和摩擦磨损性能,并对激光淬火表面进行物相组成分析和显微组织观察。结果表明,最佳激光淬火工艺参数为激光功率600 W,扫描速度6 mm/s,搭接率为20%,该工艺下H13钢淬硬层的平均硬度为774 HV0.1,约为基体的3倍,淬硬层深度为0.87 mm,摩擦因数和磨损量约为0.367和0.0015 g,分别较基体下降了50%和60.5%。淬硬层主要为板条状和针状的混合马氏体,还有残留奥氏体和少量渗碳体。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价