金属热处理

潘健生, 王婧, 顾剑锋

2015, 40(1): 1-6. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.001

摘要 ( 217 )

PDF (921KB) ( 227 )

我国制造业大而不强,其中重要零部件的寿命低、可靠性差是我国制造业的致命伤。本文作者及研究团队通过对企业的大量调研，发现我国大量生产没有竞争力的低附加值产品，付出沉重的资源与环境代价，难以持续发展，高端装备与关键零部件仍然依赖进口，威胁国家的经济安全和国防安全。因此，大力推动高性能化智能制造对我国制造业的健康转型和科学发展具有重大意义。分析了我国开展高性能化智能制造的可行性，提出了高性能化智能制造总体框架和主要内容，最后提出了发展高性能化智能制造的几点建议。

低合金超高强度钢的微观组织与强化机理

石伟, 狄桓宇, 林晓晖, 张欣

2015, 40(1): 7-11. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.002

摘要 ( 232 )

PDF (832KB) ( 172 )

使用光学显微镜、SEM、TEM、XRD观察G50钢淬火和低温回火后的微观组织形貌，结合低温回火前后G50钢的屈服强度和冲击韧性等力学性能的变化，分析其强韧化机理。结果表明，淬火态G50钢微观组织主要为细小的板条状马氏体，使用TEM可以观测到有残留奥氏体薄膜在马氏体板条之间，残留奥氏体量很低。G50钢的超高强度来自马氏体相变和晶粒的细化，低温回火处理后G50钢的微观组织是细小的板条状回火马氏体，在保持强度的同时提高了冲击韧性。

低合金超高强度钢中的相变及组织控制

乔志霞, 刘永长

2015, 40(1): 12-22. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.003

摘要 ( 209 )

PDF (837KB) ( 162 )

概述了低合金超高强度钢中所涉及的相变及组织控制方法。马氏体相变是低合金超高强度钢获得超高强度的最基本的途径，通过优化热处理或形变热处理工艺获得细化的马氏体板条是保证超高强度的关键。马氏体钢中足够的塑韧性通过适度回火来保障，回火过程中组织控制的关键是避免脆性渗碳体碳化物的析出。对低合金超高强钢起重要作用的贝氏体主要有两种，下贝氏体和无碳化物贝氏体，其中下贝氏体主要与马氏体一起形成复合组织，细化马氏体板条尺寸。无碳化物贝氏体通过得到超细亚结构或超细板条而获得超高强度，同时利用贝氏体转变的不完全性获得稳定的高碳残留奥氏体来保证塑韧性。残留奥氏体在低合金超高强钢韧性改善方面起着重要作用，Q-P（或Q-P-T）钢和TRIP钢中较多的残留奥氏体可赋予低合金超高强钢超乎寻常的高塑韧性。

临界区退火温度对冷轧TRIP钢组织及力学行为的影响

付波, 杨王玥, 李龙飞

2015, 40(1): 23-26. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.004

摘要 ( 117 )

PDF (890KB) ( 165 )

利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)以及室温单轴拉伸试验研究了临界区退火温度对低合金冷轧C-Mn-Al-Si系TRIP钢微观组织及力学行为的影响。结果显示，随着临界区退火温度的升高，TRIP钢组织中铁素体相和残留奥氏体相的含量降低，而贝氏体相的含量不断增加；试验钢的屈服强度和抗拉强度均提高，而塑性则不断下降。高临界区温度下形成了较多的贝氏体相，大量位于贝氏体板条间的片状残留奥氏体因变形过程中过于稳定而无法使TRIP效应得以充分的发挥，从而影响材料加工硬化能力的提高。

不同终冷温度下管线钢热轧板的组织与织构演变

王海燕, 毛卫民, 谭啸, 谭会杰, 任慧平

2015, 40(1): 27-30. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.005

摘要 ( 143 )

PDF (834KB) ( 169 )

研究了X80管线钢在不同终冷温度下的微观组织与主要热轧织构组分的演变规律。借助光学显微镜（OM）及扫描电子显微镜（SEM）观察了热轧板的显微组织形态，利用X射线衍射技术（XRD）测定了热轧板从表面到心部不同距离的宏观织构组成，探讨了平行于板厚方向的织构变化趋势。结果表明：，轧后终冷温度较高时，易于形成多边形铁素体，同时存在极少量珠光体；随着终冷温度降低，多边形铁素体数量减少，粒状贝氏体明显增多；终冷温度为550 ℃时，显微组织为准多边形铁素体+粒状贝氏体+M/A岛，为典型的针状铁素体复相组织。随着终冷温度的降低，沿板厚方向α取向线上的密度总体呈降低的趋势，尤以{001}<110>与{112}<110>织构组分降低幅度明显，而{110}<110>取向密度的变化趋势则有所升高。

形变-球化退火共析钢的组织和性能

郑成思, 李龙飞

2015, 40(1): 31-34. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.006

摘要 ( 145 )

PDF (846KB) ( 364 )

以共析钢为研究对象，通过亚温球化退火制备了1种球化珠光体，利用珠光体温变形和离异共析原理制备了3种高球化率的细晶铁素体（α）+渗碳体粒子（θ）复相组织，即细晶（α+θ）复相组织，并结合SEM和室温单轴拉伸试验等手段研究了其显微组织和力学性能。结果表明：与亚温球化退火相比，利用珠光体温变形和离异共析原理可以快速制备高球化率的细晶（α+θ）复相组织。珠光体温变形以及合适的奥氏体等温时间和温度是获取适于发生离异共析转变的粥状组织的关键。随着A₁以下温度等温时间的延长，细晶（α+θ）复相组织中的铁素体晶粒和渗碳体粒子平均尺寸增大，强度和伸长率减小。

热冲压快速冷却工艺对22MnB5钢组织与性能的影响

盈亮, 余洋, 戴明华, 张立文, 胡平

2015, 40(1): 35-38. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.007

摘要 ( 178 )

PDF (843KB) ( 106 )

基于RCP（Rapid Cooling Process）快速冷却工艺+不同模具温度淬火热处理工艺，对22MnB5钢板材的淬火力学性能及微观组织进行了研究，探讨了冷速、强度硬度之间的关系，建立了三者之间的硬度指数模型。结果表明，采用加入淬火前快速冷却过程及改变淬火模具温度的方式可以有效实现梯度冷却速率控制，冷却速率实现了从6 ~40 ℃/s的变化，微观组织从铁素体与珠光体、上、下贝氏体逐渐向“残留奥氏体+马氏体”组织过渡，对应的强度区间范围为700~1600 MPa。建立的冷速、强度硬度模型与试验数据拟合良好。

轧态组织对高强钢调质处理后性能的影响

麻庆申, 张苏渊, 刘春明, 邹扬

2015, 40(1): 39-41. doi:10.13251j.issn.0254-6051.2015.01.008

摘要 ( 131 )

PDF (829KB) ( 139 )

通过对不同轧态组织Q690钢板调质处理后，进行力学性能检验和显微组织观察，分析了轧态组织对其性能的影响。结果表明：钢板轧制态的原始组织对热处理后的钢板组织中的软硬相比是有影响的，软相越多屈强比越低；轧后采用空冷工艺获得的原始组织最有利于使热处理后的钢板获得更理想的综合性能。

中温卷取热轧低Mo双相钢的组织与性能

庞启航, 赵征志, 唐荻, 张良, 张帆

2015, 40(1): 42-46. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.009

摘要 ( 133 )

PDF (834KB) ( 89 )

采用三段式和两段式冷却工艺成功试制了低成本热轧双相钢，分析了低Mo试验钢的微观组织和力学性能。结果表明,通过工艺参数控制能够实现低Mo双相钢中温卷取热轧，其屈服强度达到315 MPa，抗拉强度达到620 MPa，伸长率达到26%，屈强比约0.5；加入合金元素V起到细化晶粒和改善组织作用，很好弥补了Mo减少带来的不利影响。

电流对明弧高硼堆焊合金显微组织及耐磨性的影响

许继青, 龚建勋, 田兵

2015, 40(1): 47-51. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.010

摘要 ( 142 )

PDF (835KB) ( 120 )

采用药芯焊丝明弧自保护焊方法制备了Cr12B4SiMn高碳型高硼合金，借助光学显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、扫描电镜以及电子能谱仪，考察了电流对其显微组织及耐磨性的影响。结果表明，随电流增大，在团状先析出相中，内置式块状M₂B相的形成数量增加，其显微硬度提高，M₂₃(C,B)₆和马氏体等相减少，γ-Fe消失；合金宏观硬度随之先升高一定值然后降低，耐磨性先显著增加，接着小幅波动。块状M₂B数量及其显微硬度增加是导致该合金耐磨性改善的主要原因，合金磨损机制主要为显微剥落。

Ca含量对Mg-Al-Sr-Mn合金组织和性能的影响

张代东, 葛秀琴, 张晓茹, 房大庆, 柴跃生

2015, 40(1): 51-54. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.011

摘要 ( 187 )

PDF (896KB) ( 120 )

采用OM、XRD、SEM等方法研究了不同Ca含量对Mg-3.5Al-0.4Sr-0.5Mn合金显微组织和力学性能的影响。结果表明，铸态合金的显微组织主要包括α-Mg相和β-Mg₁₇Al₁₂相。加入适量碱土金属Ca后，部分Ca溶到β相中，并有新相Al₂Ca生成。随着Ca含量的增加，合金的强度和断后伸长率均呈先增大后减小的趋势，且都在1.0wt%Ca时达到最高。

5052与6061异种铝合金搅拌摩擦焊接头的组织和力学性能

王斌, 朱加祥, 周翠, 冯泉, 陈礼波

2015, 40(1): 55-59. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.012

摘要 ( 134 )

PDF (830KB) ( 190 )

采用搅拌摩擦焊(FSW)方法对6 mm厚的5052和6061异种铝合金进行了焊接，采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)分析母材和焊接接头的显微组织和断口形貌，利用XRD分析了搅拌区域的物相组成，并测试了室温拉伸性能和显微硬度。结果表明，5052合金置于前进侧时更有利于材料在焊核区域的相互混合，焊接接头的最低硬度在5052合金一侧热影响区(HAZ)，并在这个区域发生了断裂，断裂特征为韧性断裂。焊接接头的最大抗拉强度为225 MPa，伸长率为5.77%。

热处理对42CrMo钢化学镀Ni-W-P合金镀层组织性能的影响

马壮, 王义伟, 张莉, 李智超

2015, 40(1): 60-63. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.013

摘要 ( 163 )

PDF (832KB) ( 81 )

对42CrMo钢Ni-W-P三元合金镀层进行400 ℃×1 h热处理。利用扫描电镜、X射线衍射技术，分析了Ni-W-P三元合金镀层热处理后的组织结构变化。测试了热处理对镀层显微硬度、耐磨、耐蚀性能的影响，研究了镀层在石油介质中的腐蚀磨损性能。结果表明，热处理后镀层结构由混晶态转变成晶态，显微硬度得到提高，耐磨损性能优于未经热处理的镀件。

电弧喷涂316L不锈钢涂层的结构与性能

金云学, 都春燕, 王磊

2015, 40(1): 64-67. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.014

摘要 ( 175 )

PDF (836KB) ( 105 )

采用电弧喷涂优化工艺制备316L不锈钢涂层，利用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪等对涂层的组织及物相进行分析，同时对涂层的硬度、结合强度进行了测定。结果表明：涂层具有典型的层状形貌，涂层截面较为致密，局部区域出现粗大孔洞；涂层与基体之间主要为机械结合，结合强度较高；涂层硬度的最大值出现在涂层中部，靠近界面的基体组织发生加工硬化。

筛分板表面氩弧熔覆修复研究

孟媛媛, 任瑞晨, 张乾伟, 秦海峰, 孟亚雯

2015, 40(1): 68-70. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.015

摘要 ( 134 )

PDF (830KB) ( 76 )

通过金相显微镜观察、硬度及耐磨性测试，研究了涂层厚度、焊接电流对熔覆层组织、力学性能的影响。结果表明：基体与熔覆层连接处形成良好的冶金结合；在熔覆层厚度为3 mm，焊接电流为150 A时，显微组织中有大量的奥氏体与碳、硼化物共晶，熔覆层硬度和耐磨性很好。

D级镦锻式空心抽油杆的热处理工艺

张朋举, 王语, 殷志杰, 韩军, 张仙文, 王壮壮

2015, 40(1): 71-74. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.016

摘要 ( 147 )

PDF (840KB) ( 159 )

通过分析空心抽油杆在原油开采过程中对力学性能的基本要求，结合Cr、Mo钢的热处理行为，选择20CrMo钢作为D级空心抽油杆的原材料。在实际生产设备的基础上，研究淬火温度、淬火加热时间、回火温度、回火加热时间对镦锻式空心抽油杆力学性能的影响，确定了20CrMo为原材料的D级镦锻式空心抽油杆的调质处理，在淬火温度900 ℃，保温时间68 min、回火温度550 ℃，保温时间120 min时，生产出的空心抽油杆R_m≥860 MPa、R_el≥790 MPa符合相关行业标准的要求。目前按照该工艺已经累计生产空心抽油杆10万米。

42CrMo大直径长轴件淬火冷却工艺的研究与应用

管敏超, 李振华, 左训伟, 陈乃录

2015, 40(1): 74-78. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.017

摘要 ( 149 )

PDF (839KB) ( 158 )

针对大尺寸42CrMo钢轴类件的淬火冷却存在油淬性能低于要求，水淬易产生开裂的问题，本研究将水-空交替控时淬火冷却技术和配套的设备，成功应用于直径φ510 mm、长度9500 mm的42CrMo钢轴类件的淬火冷却。结果表明，采用水-空交替控时淬火冷却工艺与设备处理工件的硬化层深度达30 mm，近表面基本上为马氏体组织，并且表面硬度偏差为±1.4 HRC，零件均匀性得到提高。

连续退火工艺对冷轧双相钢组织与性能的影响

宇文龙, 李声慈, 杨乐, 邝霜, 康永林

2015, 40(1): 79-82. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.018

摘要 ( 132 )

PDF (834KB) ( 305 )

在实验室模拟研究了连续退火工艺对冷轧双相钢组织性能的影响。结果表明，快冷开始温度的升高会导致抗拉强度和伸长率的下降，屈服强度则变化不大；在保证了奥氏体向马氏体充分转变的情况下，加大快冷速度对双相钢强度影响不大，但会降低钢的伸长率，大的冷速下带状组织也更严重；过时效温度在240~280 ℃之间，试样的组织性能变化不大；随着温度继续升高，双相钢的强度降低，伸长率升高；到达360 ℃时，双相钢的屈服延伸不能完全消除。

推盘炉生产线渗碳淬火质量控制

王庆元, 马楠, 李海洋

2015, 40(1): 83-85. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.019

摘要 ( 159 )

PDF (840KB) ( 322 )

采用工艺试验方法，研究了推盘炉生产线渗碳淬火的质量控制。结果表明，对于比较小的齿轮或齿轮轴，可检测随炉试棒，对于比较大的齿轮，试棒与试块的检测结果不能代替工件的处理结果时，需解剖工件检测。经过一年多的实际生产验证，这种方法既保证渗碳淬火热处理质量又兼顾检测成本，其产出与投入比较高。

回火温度对铁素体/马氏体双相不锈钢组织与性能影响

孙国强, 梁剑雄, 刘振宝, 杨志勇, 易健宏, 甘国友, 王长军

2015, 40(1): 86-90. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.020

摘要 ( 158 )

PDF (835KB) ( 123 )

利用扫描电镜、透射电镜等试验手段，研究了回火温度对铁素体/马氏体双相不锈钢组织与性能的影响规律。结果表明，试验钢的组织为马氏体+铁素体，组织存在大量位错，经回火处理后，马氏体板条间以及双相界面处均发现了M₂₃C₆相析出，其颗粒尺寸随着回火温度的升高而逐渐增大。回火温度对力学性能的影响主要表现为，随着回火温度的升高，抗拉强度与规定塑性延伸强度均有所降低，断后伸长率与断面收缩率基本保持一致，而冲击性能却显著提高。此外，经回火处理后试验钢的磁性能得到显著改善。

GCr15轴承钢大圆材的球化退火工艺

韩斌, 于宗洋, 李涛

2015, 40(1): 90-93. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.021

摘要 ( 137 )

PDF (838KB) ( 203 )

针对GCr15轴承钢大圆材球化合格率低和沿钢材横截面球化不均等问题，进行了快速和等温球化退火工艺试验。结果表明，采用等温球化退火工艺，并适当减少奥氏体化保温时间至14 h，降低球化珠光体转变温度至680 ℃、延长保温时间至25 h，能够显著提高轴承钢大圆材球化合格率，同时可以获得从钢材中心到边缘较为均匀细小弥散分布的球化组织。

温轧及球化退火对45钢组织与性能的影响

邢春玲, 彭艳, 邢建康, 臧勇

2015, 40(1): 94-98. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.022

摘要 ( 149 )

PDF (838KB) ( 240 )

对温轧后的45钢进行了球化退火，研究了温轧及球化退火工艺参数的变化对退火组织与性能的影响，讨论了45钢温轧+球化退火工艺的可行性。结果表明，温轧能加速球化和再结晶过程；随着退火温度和保温时间的增加，球化和再结晶更加充分。退火后渗碳体平均粒径在1.2 μm以下，铁素体粒径在2.5 μm以下，综合力学性能良好。该退火工艺简单，周期短，证明了温轧工艺的可行性。

40CrNiMo钢替代进口钎尾的热处理工艺

梁晓捷, 刘建生, 党淑娥, 郑晓华

2015, 40(1): 99-103. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.023

摘要 ( 157 )

PDF (835KB) ( 141 )

通过成分分析、显微组织观察、力学性能测定，对进口钎尾的组织与性能进行研究。分析了热处理工艺及参数对国产替代材料40CrNiMo钢性能的影响。结果表明：进口钎尾产品的材料为日本钢SNCM439，显微组织为细小回火索氏体，抗拉强度高达1198 MPa，冲击吸收能量为102 J；40CrNiMo经过600 ℃回火后，实现了最佳的强韧性配合;860 ℃正火+650 ℃高温回火+860 ℃淬火+600 ℃回火处理后，40CrNiMo钢的力学性能基本达到进口产品的性能要求。

时效对Cu-0.33Cr-0.06Zr合金导电率与硬度的影响

白宁, 张彦敏, 宋克兴, 李宁宁, 何霞

2015, 40(1): 103-106. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.024

摘要 ( 176 )

PDF (834KB) ( 132 )

采用固溶+冷变形（80%变形量）+不同温度和时间时效工艺制备了Cu-0.33Cr-0.06Zr合金试样，研究了时效温度以及时效时间对Cu-0.33Cr-0.06Zr合金导电率和显微硬度的影响。结果表明，固溶后冷变形加时效可以显著提高合金的导电率和显微硬度。固溶和冷变形后Cu-0.33Cr-0.06Zr合金的合理时效工艺为450 ℃下时效2 h，经此工艺处理后合金的导电率可以达到83 %IACS，硬度达到195 HV0.1。

热处理对NCu30-4-2-1合金组织与性能的影响

艾云龙, 谢耀辉, 陈卫华, 何文, 龙青, 谢祥华

2015, 40(1): 107-110. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.025

摘要 ( 145 )

PDF (841KB) ( 159 )

本文采用差示扫描量热仪及透射电子显微镜研究了热处理工艺对NCu30-4-2-1合金组织及性能的影响。结果表明，固溶温度为850 ℃时，合金组织变化不明显；随着固溶温度的提高，枝晶间共晶组织逐渐溶解，当固溶温度为950 ℃时，枝晶组织基本消失，合金中β强化相基本溶入固溶体基体中，形成单相过饱和固溶体组织；继续提高固溶温度至1050 ℃时，晶粒异常长大。增加时效温度和时间，合金硬度值先增大，达到峰值后趋于平稳。合金经时效处理600 ℃×8 h，主要析出相为细小弥散分布的β´-Ni₃Si相，并与基体保持良好共格关系，合金强度硬度最大，断后伸长率较高。

316L不锈钢直流磁控溅射制备铝膜的工艺研究

冯军, 童洪辉, 金凡亚, 陈美艳, 赖新春

2015, 40(1): 111-115. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.026

摘要 ( 150 )

PDF (834KB) ( 165 )

采用直流磁控溅射在316L不锈钢上制备了高质量的Al膜，并利用扫描电镜、X射线衍射仪分别对镀层的形貌和结构及应力进行了分析。结果表明：温度、溅射功率之间的合理配置才能制备致密性高、表面缺陷少的Al膜, 较优工艺参数温度为170 ℃、溅射功功率1400 W；温度比溅射功率更容易改善结晶度，当溅射功率高、基体温度低，薄膜趋向非晶态；制备的薄膜应力小，最大约为0.176 GPa，微结构对应力影响大。

20钢的深层碳氮共渗工艺

孙炳超, 王辉军

2015, 40(1): 116-120. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.027

摘要 ( 115 )

PDF (892KB) ( 139 )

对20钢制滚筒及相同材质的试样进行了碳氮共渗、淬火、清洗、回火处理。测定了试样和工件的表面硬度、淬硬层深度和渗层的 C浓度梯度并观察了试样的显微组织。结果表明：试样和工件在本文所制定的工艺下，回火前表面硬度值达到66 HRC，淬硬层深度达到0.92 mm，马氏体及残留奥氏体组织级别≤3级，C浓度由表及里平滑过渡，回火后性能完全达到了技术要求，零件的服役情况良好。

Q&P工艺对20Si2Mn钢的组织和力学性能的影响

于燕, 刘洋, 刘刚

2015, 40(1): 120-123. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.028

摘要 ( 131 )

PDF (841KB) ( 91 )

对经不同Q&P工艺处理后的20Si2Mn钢静拉伸性能进行研究。结果表明，Q&P处理过程中，随着淬火终点温度的升高，试验钢的抗拉强度逐渐降低，伸长率逐渐升高且普遍高于10%；随着配分时间的延长，试验钢的抗拉强度随之降低，但伸长率随之升高，最高达到16.8%。在T_A=900 ℃，T_Q=270 ℃，T_P=400 ℃，t_P=300 s的条件下，其显微组织组成相为减碳马氏体、富碳的残留奥氏体时最终获得了21 430 MPa·%的最高强塑积。

退火工艺对D2钢组织与性能的影响

李念, 袁泽喜, 江鑫, 李平生

2015, 40(1): 124-127. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.029

摘要 ( 153 )

PDF (832KB) ( 109 )

研究了不同球化温度、不同等温时间下，预冷球化退火以及常规球化退火后D2钢的组织性能变化，并对其组织中合金元素分布进行了分析。结果表明：预冷球化退火在显著缩短球化退火时间的前提下，保证了退火工艺对组织性能及碳化物球化程度的要求；最优的预冷球化退火工艺为试样在860℃保温15 min，水冷至400℃，立即在730℃保温60~90 min，最后出炉空冷。

循环热处理超细化38CrSi钢晶粒

杨明刚, 胡艳华, 余占军

2015, 40(1): 128-130. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.030

摘要 ( 354 )

PDF (834KB) ( 131 )

采用多次循环快速淬火分别在880、900 和920 ℃保温12、13.5 和15 min循环3～5次细化38CrSi钢的晶粒。利用光学显微镜观察38CrSi钢的晶粒形貌，利用截距法和晶粒度法测量奥氏体晶粒的尺寸。在880 ℃保温12 min循环3～5次淬火，确定出最佳的循环次数为3次。分别在880、900 和920 ℃保温12 min循环3次淬火，确定出最佳的淬火温度为880 ℃。在880 ℃循环3次淬火分别保温12、13.5 和15 min，确定出最佳的保温时间为12 min。结果表明，随着循环次数的增加，晶粒不断细化，当3次循环淬火后，继续增加循环次数，晶粒不再细化。当加热温度为880 ℃，保温12 min时，继续升高温度或者延长保温时间，晶粒开始长大。经过最佳工艺细化处理后，38CrSi钢的晶粒细化到5.2 μm。

电脉冲处理频率及电压对1Cr18Ni9Ti钢氮碳共渗的影响

孙玉玲, 刘兴江, 王建中, 齐锦钢

2015, 40(1): 131-134. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.031

摘要 ( 115 )

PDF (833KB) ( 95 )

采用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析等手段，研究了不同频率和电压的电脉冲处理对1Cr18Ni9Ti钢固体氮碳共渗时渗层厚度和渗层元素分布的影响。结果表明，在550 ℃保温1 h的氮碳共渗工艺条件下，脉冲频率为9 Hz、脉冲电压为8 kV时的氮碳共渗效果最佳，渗层表面整齐清晰，没有脱氮现象且化合物层厚度大于传统的未经电脉冲处理氮碳共渗时的厚度。氮碳共渗时施加电脉冲处理可有效提高渗层厚度，达到了缩短工艺时间和节约能源的目的。

单步冷变形对纯铜轴瓦组织和性能的影响

阎璐, 杨帅, 吴春勇, 谢春生

2015, 40(1): 135-139. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.032

摘要 ( 113 )

PDF (836KB) ( 142 )

采用晶界工程技术对汽轮发电机轴瓦用工业纯铜进行单步冷拉拔变形以及退火处理，研究了冷变形量对纯铜轴瓦组织以及性能的影响。结果表明，与其他变形量的试样相比，预处理后再经过10%变形量冷拉拔和500 ℃×60 min退火后的纯铜轴瓦试样具有较好的综合性能，晶界优化效果明显。优化处理后试样的硬度为43.8 HB，导电率为97.81 ％IACS，晶粒尺寸较小，晶粒度为29.6 mm。纯铜组织内部以∑3晶界为主，比例达到88.16%，构成低∑值CSL晶界网络，晶界优化效果较好，同时表现出良好的塑性。

轧制温度对Pb/Al复合电极材料电化学性能的影响

林超, 竺培显, 周生刚, 韩朝辉, 马会宇

2015, 40(1): 140-142. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.033

摘要 ( 138 )

PDF (834KB) ( 167 )

采用浇铸法制备出Pb/Al复合电极材料，分别在室温和250 ℃下进行轧制。利用扫描电子显微镜、电化学工作站、四电子探针等，对Pb/Al复合电极材料的界面、电化学性能及导电性能进行分析。结果表明：浇铸轧制Pb/Al复合电极材料得到了界面冶金式结合，与浇铸Pb/Al复合电极材料相比，界面结合明显改善；浇铸常温轧制Pb/Al复合电极材料有着较优的电化学性能和导电性能，与浇铸250℃轧制Pb/Al复合电极材料、浇铸Pb/Al复合电极材料、传统Pb-Ag合金电极相比，极化电位分别降低2.4%、4.7%、9.8%，导电性能分别提高2.7%、6.8%、13.9%。

正火型DH36高强度船板钢的开发

唐家宏, 麻永林, 刘泽田, 岳祎楠, 刘丹

2015, 40(1): 143-146. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.034

摘要 ( 124 )

PDF (840KB) ( 93 )

以C-Mn钢为基础，添加Nb、V、Ti等微合金元素复合合金化，采用控制轧制和正火热处理手段，开发出了综合性能优良的DH36高强度船板。经正火处理后，DH36钢板组织为均匀细小的铁素体和弥散分布的珠光体，带状组织减轻，消除了轧态钢板心部贝氏体组织，力学性能得到改善，最低抗拉强度为540 MPa，﹣40 ℃时冲击吸收能量＞150 J，均满足DH36船板对力学性能的要求。

Ti-25Al-14Nb-2Mo-1Fe合金的热变形行为及本构方程的建立

程军, 毛勇, 于振涛, 牛金龙, 余森, 张文

2015, 40(1): 146-151. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.035

摘要 ( 132 )

PDF (843KB) ( 120 )

通过热模拟压缩试验研究了Ti-25Al-14Nb-2Mo-1Fe合金在变形温度950~1100 ℃，变形速率0.001~1 s^-1，最大变形程度50%条件下的热变形行为。结果表明：Ti-25Al-14Nb-2Mo-1Fe合金的流变应力对热变形工艺参数（变形温度和变形速率）的敏感性较高，其真应力-真应变曲线具有峰值应力、应变软化和稳态流动特征。采用Arrhenius双曲正弦函数和多元回归处理法确定了合金在试验条件下的应力指数n、变形激活能Q等材料参数，建立了Ti-25Al-14Nb-2Mo-1Fe合金高温变形本构关系模型。

钛及钛合金表面转化膜的应用及发展

姜葱葱, 赵性川, 张娴, 朱瑞富, 吕宇鹏

2015, 40(1): 152-156. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.036

摘要 ( 103 )

PDF (829KB) ( 127 )

对钛及钛合金的表面转化膜处理技术进行了综述，主要包括化学氧化、阳极氧化、硅烷化、磷酸盐转化等。阐述了各种处理方法的工艺过程及其作用效果，分别指出了各种方法的优缺点。同时展望了其今后的应用及发展前景。

汽车结构用590 MPa级高屈服强度钢的研制

王科强, 刘仁东, 王旭, 郭金宇, 徐荣杰, 林利

2015, 40(1): 156-160. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.037

摘要 ( 98 )

PDF (841KB) ( 213 )

为满足汽车轻量化要求，利用Nb、Ti微合金化元素的细晶强化和析出强化机理，并进行生产工艺参数的合理控制，开发研制了抗拉强度达590 MPa级的汽车结构用高屈服强度钢板。研究结果表明，该钢的组织为细晶铁素体、回火马氏体和少量贝氏体，在铁素体基体上分布有细小的析出相。性能检验结果和点焊、成形试验表明，该钢具有良好的力学性能、成形和焊接性能。

Q345D低碳钢近平衡凝固相的转变试验

黄艳丽, 白庆伟, 王昊杰, 邢淑清, 马茹, 刘炳广

2015, 40(1): 161-164. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.038

摘要 ( 151 )

PDF (834KB) ( 199 )

为了研究近平衡凝固对液相线和包晶反应温度的影响，分别采用差热分析仪和自制的高温相转变凝固试验装置对Q345D低碳钢进行凝固相转变试验及高温凝固组织进行研究。试验表明，试样在近平衡冷却条件下20和30 ℃/min冷却时，与平衡凝固相转变相比初生铁素体析出温度分别降低了56和88 ℃，包晶反应转变温度分别降低了29和68 ℃。另外，在液相线以上发生近平衡凝固后得到的组织为液相直接形成奥氏体；在包晶转变温度发生近平衡凝固时，形成奥氏体晶粒形核较小，晶内组织为针状马氏体，晶界处有少量高温自由铁素体，包晶反应未发生；而在奥氏体转变区发生近平衡凝固时，奥氏体晶粒充分长大，即包晶反应转变完全发生，同时高温铁素体消失。

铸态42CrMo钢高温塑性变形特性

周旭东, 李汉, 杨超, 郭俊锋, 高全德

2015, 40(1): 165-170. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.039

摘要 ( 163 )

PDF (842KB) ( 100 )

利用Gleeble 1500D热模拟试验机，在应变速率为0.01~10 s^-1、变形温度为1000~1150 ℃、变形量为60%的条件下对铸态42CrMo钢的高温塑性变形特性进行了研究。结果表明，材料的流变应力随变形温度的升高而减小，随应变速率的增大而增大；试验钢的峰值应力激活能Q=325.63 kJ/mol，稳态应力激活能Q=271.84 kJ/mol；变形过程中动态再结晶晶粒平均尺寸随温度的增大而增大，随应变速率的增大而减小，其自然对数与Zener-Hollo-mon参数的自然对数成线性关系。

超高强TB8钛合金高温塑性变形流变应力分析与本构方程

杨满足, 张建国, 贾安涛, 王泓, 刘竞艳

2015, 40(1): 170-174. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.040

摘要 ( 122 )

PDF (846KB) ( 114 )

在Gleeble-3000热模拟试验机上进行等温恒速率热压试验（变形温度800～950 ℃，应变速率0.001～1.0 s^-1），研究了TB8合金的高温塑性变形流变应力变化规律，建立了一个包含应变量的本构方程。结果表明：流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而减小；当 ≤0.1 s^-1时，TB8合金高温热压流变曲线为动态再结晶型流变曲线；热变形激活能Q、材料常数 n、α、及lnA 均与变形量有关；所建立的本构关系能较好的反应TB8合金高温低应变速率下的流变特征。

CNTs含量对CNTs/Al5083复合材料力学性能的影响

李铮, 蔡晓兰, 周蕾, 易峰, 余明俊

2015, 40(1): 175-177. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.041

摘要 ( 135 )

PDF (834KB) ( 106 )

利用高能球磨和冷压烧结工艺制备出碳纳米管（CNTs）增强Al5083复合材料，并对球磨过程中CNTs的演变及成型后复合材料的力学性能和形貌进行研究。结果表明，在球磨过程中，通过机械力的作用下带动钢球将CNTs切断，长径比变小，并均匀地分散在Al基体中；在CNTs含量为2wt%下，复合材料抗拉强度和屈服强度分别达到294和239 MPa，硬度达到95 HV5，复合材料的力学性能最好。通过观察复合材料的断口，随着碳纳米管含量的增加，复合材料的断口形貌从韧性断裂向脆性断裂转变。

20MnCrNi2MoRE耐磨铸钢连续冷却转变曲线的测定

刘新华, 计云萍, 任慧平

2015, 40(1): 178-181. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.042

摘要 ( 240 )

PDF (830KB) ( 112 )

本文以膨胀法为主、金相法和硬度法为辅测定并绘制出20MnCrNi2MoRE耐磨铸钢的CCT曲线。结果表明，20MnCrNi2MoRE耐磨铸钢的临界点为：Ac₁=699 ℃，Ac₃=844 ℃，Ms=368 ℃；20MnCrNi2MoRE耐磨铸钢的CCT曲线只有贝氏体转变区和马氏体转变区，而无先共析铁素体的析出和珠光体转变区，其淬火临界冷却速率为6 ℃/s，当冷却速率介于0.03 ℃/s~6 ℃/s时，组织转变类型有贝氏体转变和马氏体转变两种，当冷却速率大于6 ℃/s时，全部发生马氏体转变。

7CrMnMoS钢过冷奥氏体连续冷却转变曲线

侯彩云, 宗铎, 刘子瑜, 王晓燕

2015, 40(1): 182-184. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.043

摘要 ( 136 )

PDF (836KB) ( 125 )

采用热膨胀法结合金相–硬度法，对7CrMnMoS钢连续冷却转变过程进行研究。结果表明，当冷却速度低于25 ℃/h时，转变产物为珠光体；当冷却速度大于14 ℃/s时，转变产物为完全马氏体，维氏硬度达到最高875 HV5。

稳恒磁场对多晶硅定向凝固结晶阶段流速场的影响

罗玉峰, 宋华伟, 张发云, 彭华厦, 胡云, 饶森林

2015, 40(1): 185-189. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.044

摘要 ( 113 )

PDF (834KB) ( 109 )

采用有限元Comsol 4.3a软件对多晶硅定向凝固结晶阶段3个时期（前期、中期、后期）坩埚内硅熔体的流速场进行数值模拟，并与不同磁场强度下的硅熔体流速场进行了对比分析。结果表明，硅熔体的平均流速随着结晶时间的延长而减小，从初期的38 μm/s减小到后期的16 μm/s，下降了57.89%。施加磁场后，硅熔体的平均流速随着磁场强度的增大而减小：结晶初期、中期和后期，硅熔体的平均流速分别减小了42.11%、58.59%和45.16%。结晶阶段3个时期分别施加磁场强度为0.6、0.4、0.2 T时，磁场对硅熔体的对流抑制作用最为明显。

X90管线钢的低温冲击韧性和断口形貌分析

李亮, 曹峰, 王亚龙, 张翔, 路彩虹

2015, 40(1): 190-193. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.045

摘要 ( 178 )

PDF (840KB) ( 138 )

采用系列温度冲击试验法测定了X90管线钢在-100～0 ℃的冲击吸收能量和剪切断面率，用扫描电镜观察了不同温度下试验钢的冲击断口形貌。结果表明,该管线钢具有良好的低温冲击韧性，-80 ℃时的冲击吸收能量可达219 J，韧脆转变温度ETT_{50为-78.5 ℃、FATT₅₀为-83.5 ℃；冲击断口形貌在0、-20 ℃下以大而深的等轴状韧窝为主，在-40}、-60、-80 ℃下以抛物线韧窝为主，且韧窝尺寸和深度开始减小，在-100 ℃以扇形解理花样为主。试验钢在-80～-40 ℃温度区间，冲击断口发生显著分离现象，导致冲击吸收能量与剪切断面率曲线斜率减小。

凸轮轴连续感应淬火的质量问题及解决措施

马戈, 张沈洁, 刘进营, 孔春花, 李瑞卿

2015, 40(1): 194-197. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.046

摘要 ( 143 )

PDF (831KB) ( 311 )

凸轮轴在连续感应淬火中,容易出现淬硬层深度不均匀、凸轮升程部位过热、基圆软带、棱角部位开裂以及热影响产生的软带等质量问题。为了解决这些问题，在感应器结构、工件移动速度、旋转速度、电参数选择、加热位置及加热延时、加热和冷却方式等方面，进行了全方位的设计。结果表明,通过淬火工艺的改进，解决了凸轮轴感应淬火中的这些质量问题，保证了产品质量和生产效率。

W6Mo5Cr4V2高速钢力学性能的随机特性分析

葛家山, 闫献国, 郭宏, 张海珍, 杜夏威

2015, 40(1): 198-200. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.047

摘要 ( 139 )

PDF (830KB) ( 311 )

通过力学性能试验及数理统计方法分析了W6Mo5Cr4V2高速钢丝锥材料的硬度、600 ℃×4 h红硬性、抗弯强度的随机特性，首先对试验数据用MATLAB编程分析其分布，随后采用Johnson算法和灰色系统GM(1,1)模型相结合来估计分布参数并用K-S分布来拟合检验。结果表明：W6Mo5Cr4V2高速钢丝锥材料的硬度、600 ℃×4 h红硬性、抗弯强度都很好地服从三参数威布尔分布，概率分别为0.9779、0.9999、0.9751。

油淬火回火刷用扁钢丝的硬度分析

葛潇琛, 王伯健, 刘世锋, 曹猛

2015, 40(1): 201-203. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.048

摘要 ( 114 )

PDF (834KB) ( 147 )

将φ6.5 mm的60钢盘条拉拔成φ1.8 mm的钢丝，由三连轧机轧制成横截面尺寸为3.175 mm×0.70 mm的刷用扁钢丝，采用敞开式炉膛马弗炉，对其进行油淬火回火处理，用显微硬度计进行硬度测试，用统计与方差分析方法处理数据。结果表明：当淬火温度为890 ℃，回火温度为575～580 ℃时，钢丝的硬度为45.00 ~ 48.00 HRC，硬度差能控制在3个洛氏硬度范围内，比较稳定。

空调水铜阀断裂原因分析及预防

陈彩霞, 郑杨艳

2015, 40(1): 204-207. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.01.049

摘要 ( 369 )

PDF (1084KB) ( 138 )

某空调使用5个月后水铜阀阀盖从螺纹根部发生断裂，采用化学成分分析、显微组织检验、宏观和微观断口形貌观察等方法对其失效原因进行了分析。结果表明，铅黄铜阀盖热处理不当，显微组织a相沿着晶界呈网状分布，导致材料脆化，最终发生断裂。

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