金属热处理

刘澄1，赵斌1，赵振波2，刘云旭3

2015, 40(2): 1-7. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.001

摘要 ( 140 )

PDF (921KB) ( 146 )

超级贝氏体由极细条状贝氏体铁素体与膜状残留奥氏体组成，具有优异的强度和韧性等。本文综合论述了高强度高韧性超级贝氏体钢近十年来的化学成分调整、显微组织及力学性能变化等方面的重要研究成果，重点阐述了碳含量与超级贝氏体钢的组织及性能的重要关系，分析了以调整碳含量为基础的成分改良以及相应的新工艺措施，为解决超级贝氏体钢性能的不足，提高其工业的实用性，提供有意义的理论和工艺支持。

低合金亚共析钢的临界温度及最大铁素体转变量的计算

聂亚群，韩利战，顾剑锋

2015, 40(2): 8-12. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.002

摘要 ( 111 )

PDF (830KB) ( 174 )

利用热力学软件和经验公式计算了CL50D钢和Fe-C二元系的Acm和A₃临界温度线，并进行了对比分析。在此基础上，利用杠杆定理计算了过冷奥氏体等温转变获得的铁素体最大转变量。奥氏体等温转变试验结果表明，基于经验公式法预测的Acm和A₃临界温度线能够更准确地计算得到CL50D钢中最大铁素体转变量。本文的工作为低合金亚共析钢奥氏体的等温转变动力学研究和铁素体析出量的精确计算提供了一种方法。

低合金超高强度钢研究进展

王涛亮，路妍，任凤章，魏世忠，田保红

2015, 40(2): 13-20. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.003

摘要 ( 132 )

PDF (831KB) ( 189 )

低合金超高强度钢是超高强度钢中最早开发钢种之一，因其强度高、冲击性能好、热加工性能好和生产成本低而受到广泛重视。本文回顾了该类钢的发展历程，介绍了国内外该类钢常见钢种，重点综述国内外关于该类钢在合金化、冶炼与轧制、热处理等方面对其静态响应方面的研究进展，并简单阐述了该类钢在高应变速率下的动态响应方面的研究。

柔性三元碳化物增强Ti-Al系金属间化合物的研究进展

艾桃桃1,2，王芬2

2015, 40(2): 20-25. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.004

摘要 ( 332 )

PDF (842KB) ( 187 )

Ti-Al系金属间化合物被认为是极具发展潜力的高温轻合金，但是室温塑性差和脆性大，超过850 ℃氧化抗力不足等问题严重阻碍了其实用化进程。复合化技术作为一种高效手段被广泛用于制备Ti-Al基金属间化合物，此时增强相的类型影响着产物的性能。与大多数脆性硬质陶瓷相相比，柔性层状三元化合物M_n₊₁AX_n（简称MAX）兼具金属和陶瓷的双重优异特性，是Ti-Al系金属间化合物最为理想的增强相。本文主要介绍了国内外关于MAX相增强Ti-Al系金属间化合物的研究现状，以期为其他研究者提供一种思路，进一步推动高性能Ti-Al系金属间化合物的发展。

Ti含量对高强钢奥氏体中碳化物析出行为的影响

谭新伟，郭成佺

2015, 40(2): 26-31. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.005

摘要 ( 105 )

PDF (833KB) ( 374 )

在Gleeble3500热模拟试验机上采用应力松弛的方法研究了Ti-Mo系高强钢在奥氏体区中的应变诱导析出行为。应力松弛结果表明，Ti含量的提高能明显增加其在奥氏体区中的析出动力学，且当Ti含量增加至0.27wt%时，Ti在奥氏体区中的析出存在两个鼻点温度区间，从而析出动力学更明显，更有利于纳米粒子在奥氏体的析出。对比研究了理论计算值和试验测定值，随着Ti含量的增加，无论是试验值，还是计算值，纳米粒子析出的开始温度和温度区间均有增大的趋势，且理论计算与试验测定值的误差逐渐变小。理论计算表明纳米粒子析出完成时间随着温度降低显著增加，且这种趋势相对于适当Ti含量（0.13%）来说明显小于过低Ti（0.05%）或过高Ti（0.27%）的情况。

频率和磁场强度对非晶及纳米晶合金带材磁性能的影响

周健1, 孟利1, 赵永生2, 马光3, 杨富尧3, 陈冷

2015, 40(2): 31-34. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.006

摘要 ( 131 )

PDF (846KB) ( 358 )

研究了频率（f）和纳米晶合金（1K107）成品带材铁芯的损耗（P_c）和幅值磁导率（μ_a）的影响。试验结果表明，两种带材铁芯损耗（P_c）均正比于磁感应强度（B）的平方及正比于频率(f)的平方两种带材铁芯的μ_a都随B增加到一定值然后下降；当频率f为200 kHz时，1K107合金带材在B为0.4 T时最大幅值磁导率μ_a=27273.3 H/m；1K101合金带材在B=0.7 T时具有最大幅值磁导率μ_a=6548.9 H/m；在相同f、B条件下1K107带材损耗明显小于1K101，即便是f相同、B更大的情况下前者损耗仍可能小于后者，例如P_1K107（200 kHz，0.7T）为1302.08 W/kg，P_1K101（200 kHz，0.4T）为2180.36 W/kg，表明纳米晶合金带材的磁性能明显优于非晶合金带材，更适合用于制备高频电力电子变压器铁芯。>10 kHz）和磁场强度对商业非晶合金（1K101

345 MPa级耐候钢中Ni对Cu富集行为的影响

陈爱华，岳重祥，吴圣杰，李化龙

2015, 40(2): 35-40. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.007

摘要 ( 124 )

PDF (843KB) ( 181 )

用扫描电镜和电子探针研究了含Ni和不含Ni两种成分的345 MPa级耐候钢的Cu富集行为。经1200 ℃保温2 h后，含Ni钢的氧化层较薄，厚度为132 mm，大量白色富铜相在外氧化层中形成。在热轧除鳞时，含富Cu相的外氧化层脱落，热轧板表面形成较平整的二次氧化铁皮，钢板表面光滑。不含Ni耐候钢的氧化层较厚，为177 mm，富Cu相主要在内氧化层中形成，并沿奥氏体晶界渗入基体。富Cu的内氧化层粘附于基体表面，不易随鳞脱落，在热轧时轧入基体，使得热轧板表面粗糙。本文通过试验分析提出了在钢中添加Ni避免热脆的机理。

镍基-碳纳米管电化学复合镀层的摩擦磨损行为

叶达林1，曾效舒1，邬胜伟1，黄民富2，魏嘉麒1

2015, 40(2): 41-43. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.008

摘要 ( 105 )

PDF (836KB) ( 125 )

镍基-碳纳米管复合镀层是将不同含量的碳纳米管和镍通过电化学沉积的方法共同沉积在中碳钢基质中。在没有添加任何润滑油的情况下，采用销-盘摩擦磨损试验机对复合镀层进行了摩擦磨损试验，结果显示，摩擦因数和磨损率都随着碳纳米管含量的升高而逐渐下降，耐磨性能显著提高。

T-250马氏体时效钢的高温缓冷热脆性

厉鑫洋，黄顺喆，厉勇，刘宪民，王春旭，韩顺

2015, 40(2): 44-48. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.009

摘要 ( 134 )

PDF (836KB) ( 80 )

研究了T-250马氏体时效钢在高温缓冷条件下的冲击性能，对不同缓冷终止温度下试验钢的宏观和微观断口形貌进行观察分析，用扫描电镜观察晶界上的析出物并进行XRD物相分析。结果表明，T-250马氏体时效钢的冲击性能随缓冷终止温度的降低而下降，950 ℃为热脆敏感温度，此时冲击吸收功迅速下降；试验钢冲击断口的宏观和微观形貌变化规律一致，晶界析出物为Ti(C, N)，随缓冷终止温度的降低在晶界上聚集，从而导致试验钢的热脆性。

新型Cr19Ni28TiN铁镍基合金的高温蠕变行为

程晓农1，陈明1，李冬升1，郑琦1，赵春风1，王植栋2，高佩2，都红2

2015, 40(2): 48-51. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.010

摘要 ( 253 )

PDF (836KB) ( 213 )

采用RDL100型电子高温蠕变试验机、OM、SEM、TEM分析测试了新型Cr19Ni28TiN铁镍基合金的蠕变性能。蠕变试验结果表明，当加载应力减少到250 MPa时，出现明显稳态蠕变阶段；微观组织观察显示蠕变前奥氏体基体上均匀分布着少量的析出相，在600 ℃、300 MPa下蠕变后晶界和晶内都弥散析出大量的细小的TiN和M₂₃C₆；晶内析出相对位错产生钉扎作用，阻碍位错的移动，同时大量位错在共格晶界附近塞积，形成位错墙，提高了合金的蠕变强度。600 ℃、300 MPa条件下蠕变断裂分析表明，Cr19Ni28TiN合金断口平齐，存在一些较浅的撕裂韧窝，凹坑中的第二相成为裂纹的核心。

高温长时服役HR3C钢焊接接头的组织与性能

杜宝帅1，刘睿2，张忠文1，李新梅1

2015, 40(2): 52-55. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.011

摘要 ( 125 )

PDF (835KB) ( 122 )

采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪以及拉伸和弯曲试验研究了高温服役4.2万小时超超临界机组用HR3C钢焊接接头的微观组织和力学性能。研究结果表明，高温长时服役后HR3C钢焊缝金属中形成了大量条状和颗粒状M₂₃C₆析出相，焊接热影响区奥氏体晶粒长大，在晶界附近形成了板状M₂₃C₆相。拉伸和弯曲试验结果表明HR3C钢焊接接头高温服役后表现出明显的时效脆化倾向。

X90钢直缝埋弧焊管焊接接头的组织和性能

李亮，蔺卫平，梁明华，仝柯，路彩虹

2015, 40(2): 56-60. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.012

摘要 ( 122 )

PDF (837KB) ( 125 )

利用光学显微镜、扫描电镜分析了某厂生产的X90钢管线钢焊接接头的显微组织，通过硬度试验和冲击试验测试了其硬度和韧性变化规律。试验结果显示，其焊缝为针状铁素体和粒状贝氏体组织，熔合区和粗晶区为粗大粒状贝氏体组织，细晶区为多边形铁素体、珠光体和MA组织，混晶区为粒状贝氏体、多边形铁素体、珠光体和MA的混合组织；热影响区有局部硬化和软化现象，且内焊缝硬度高于外焊缝；试验温度高于-20 ℃时，热影响区的冲击吸收能量和剪切断面率高于焊缝，低于-40～-20 ℃区间某个值后，冲击性能将降低至焊缝性能以下；热影响区的韧脆转变温度约在-50 ℃附近，而焊缝的韧脆转变温度约在-70 ℃附近。

CrMo耐热钢气体保护焊接接头焊缝金属的组织与性能

郭慧英，张宇，何玉春，许红梅

2015, 40(2): 60-64. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.013

摘要 ( 115 )

PDF (839KB) ( 120 )

采用f1.2 mm 实芯焊丝对CrMo耐热钢进行了热输入量为8和18 kJ/cm的富氩气体保护焊试验，对焊板整体进行焊后热处理后，研究了焊缝金属的组织与性能。结果表明：随着热输入量从8 kJ/cm增加至18 kJ/cm，焊缝金属组织由板条贝氏体（LB）+粒状贝氏体（GB）转变为GB +少量多边形铁素体（PF）；随着回火温度从620 ℃升高至660 ℃，焊缝金属中M-A组元逐渐分解，碳化物在基体上弥散析出；同时，焊缝金属韧性随热输入增加和回火温度降低而降低，硬度随热输入增加和回火温度升高而减小。

Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn-1.6Si合金的显微组织及超弹性行为

丁玎，张德闯，林建国

2015, 40(2): 65-69. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.014

摘要 ( 115 )

PDF (842KB) ( 116 )

采用真空电弧熔炼法制备Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn-1.6Si（原子百分比，at%）合金，在800 ℃对合金进行了热压处理（变形量为50%），然后在700 ℃对合金进行固溶处理20 min，对其显微组织和超弹性性能进行了研究。该合金显微组织由b相和少量a″相组成，在b相基体中有弥散细小的Ti₅Si₃颗粒的析出。与Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn合金相比，由于Si的固溶强化和Ti₅Si₃的弥散强化作用，含1.6at%合金的应力诱发马氏体相变临界应力得到提高，从而使该合金在室温下表现出更好的超弹性。随着预变形量的增加，该合金的超弹性回复率降低。在预变性量为4%条件下，对该合金进行循环拉伸-卸载“训练”，在经过11次循环后，合金的超弹性得到进一步改善。

低合金化中等强度Ti-45Al-2Mn-2Nb-0.8vol%TiB₂合金的热稳定性

胡伟1，黄泽文2

2015, 40(2): 69-76. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.015

摘要 ( 130 )

PDF (847KB) ( 92 )

研究了低合金化、中等强度、全片层γ-TiAl合金Ti-45Al-2Mn-2Nb-0.8 vol% TiB₂在10000 h、700 ℃大气热暴露处理下的热稳定性。研究发现，长期的大气热暴露导致合金通过渐进的α₂层片消解、减薄模式实现α₂→γ相变，且α₂层片的分解、转化、消失的趋势较弱。相对于高合金含量的TiAl合金，该合金的枝晶偏聚不严重，α₂层片不平衡分布的趋势较小。除极个别α₂→β外，没有发生融合型α₂+γ→β相变。热暴露10000 h后，α₂层片厚度约为热暴露前的一半，体积分数下降约为四分之一，相应的“释氧脆化”和“B2+ω共生脆化”的影响较弱，使得合金的拉伸强度变化不大，塑形降低不严重，热暴露后的S-N疲劳强度反而增加了30%。疲劳强度的热暴露增强现象是因为热暴露导致的应力弛豫效应所致。长期的热浴浸泡导致样品表层的应力值降低，次表层的缺陷和微裂纹钝化，内部铸态α₂-γ层片间的应力集中降低，这些均有利于提高合金抵抗疲劳微裂纹萌生的抗力。

回复与再结晶退火对膨胀管用TWIP钢组织及性能的影响

李开锋，李春福，张凤春，宋开红，申文竹

2015, 40(2): 77-80. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.016

摘要 ( 133 )

PDF (831KB) ( 138 )

用室温拉伸试验机、布氏硬度计、光学显微镜和透射电镜分析了冷轧态的TWIP钢及其在100~750 ℃退火后的力学性能和显微组织结构随温度的变化规律。试验结果表明，TWIP钢的强度随退火温度的提高呈现出非单调性变化，硬度随温度提高先升高而后降低，伸长率从500 ℃开始显著升高；TWIP钢回复退火使强度有一定的提高。

TiN/TiSiN多层膜高温微动磨损特性

罗杉正1，张晓宇2，袁晓光3，任平第2，刘捍卫1

2015, 40(2): 81-85. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.017

摘要 ( 125 )

PDF (832KB) ( 150 )

采用高精度PLINT高温微动磨损试验机研究了690合金及其表面等离子体化学气相沉积(PCVD)制备TiN/TiSiN多层膜的高温微动磨损特性。结果表明，试验温度（25、200、300 ℃）下TiN/TiSiN多层膜XRD未检测出氧化物，TiN/TiSiN多层膜的硬度和临界载荷分别为2318 HV0.05、57 N。690合金在200 ℃时的摩擦系数、磨损体积均高于室温和300 ℃下的值。TiN/TiSiN多层膜的摩擦系数在200 ℃时最大，在室温时最低；TiN/TiSiN多层膜磨损体积受温度影响较小。相同试验条件下，TiN/TiSiN多层膜摩擦系数和磨损体积均低于690合金，TiN/TiSiN多层膜能有效减低基材的微动损伤。室温时，690合金磨损机制为磨粒磨损和剥层；200 ℃时为磨粒磨损、剥层和氧化磨损；300 ℃时为磨粒磨损和氧化磨损。试验温度下，TiN/TiSiN多层膜的磨损机制均为剥层。

高温C⁺注入对核阀Stellite 6合金激光堆焊层摩擦学性能的影响

李必文1,2,张春良1,2，何彬2

2015, 40(2): 86-90. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.018

摘要 ( 79 )

PDF (837KB) ( 77 )

对以316L不锈钢为本体、以Stellite 6合金为密封面激光堆焊层的核阀试样进行高温、大剂量的C⁺注入，测试分析了注入层的微区成分、C⁺浓度分布及其表面物相，测试了堆焊层受注前后面的表面粗糙度及显微硬度，并进行了摩擦磨损性能的对比研究。结果表明，高的靶温和大剂量共同产生的增强扩散作用以及表面溅射效应可使C⁺的注入深度提高2个数量级，且浓度呈准高斯状分布；位错强化、析出强化、固溶强化及碳化物的弥散强化作用提高了注入层的显微硬度，使注入层的抗磨损性能明显提高。

激光熔化沉积修复GH4169合金的组织与拉伸性能

刘彦涛，宫新勇，赵霄昊，曹晔，张永忠

2015, 40(2): 91-98. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.019

摘要 ( 132 )

PDF (837KB) ( 148 )

通过激光熔化同步输送的GH4169合金粉末，在锻态GH4169合金基板上沉积出薄壁试样，分析了GH4169合金的微观组织、相组成，测试了拉伸性能。结果表明，所制备试样的沉积层和界面组织致密、无缺陷；激光沉积态组织为沿沉积高度方向生长的柱状枝晶组织，沉积态组织经过直接时效（DA）或固溶+时效（STA）处理后，枝晶间Laves相含量基本没有变化，经过均匀化+固溶+时效（HSTA）处理后，组织向等轴晶转变，Laves相含量减少；试样经过STA处理后，抗拉强度最高，达到锻态的84.5%，断后伸长率为锻态的96.7%，原始沉积态试样断后伸长率最高，高于锻态101.7%。

含磷高强IF钢的析出物与深冲性能

郭卫民1，孙德朋2，张华阳3，丁宁1，时军波1，赵宝玲1

2015, 40(2): 99-103. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.020

摘要 ( 133 )

PDF (838KB) ( 334 )

通过实验室冶炼含P高强IF钢，并经锻造、热轧、卷取、冷轧和连续退火，利用扫描电镜和XRD等设备观察其内部的二相粒子和织构特征，研究了轧制工艺参数和退火工艺对含P高强IF钢最终深冲性能的影响。结果表明，奥氏体区终轧条件下，降低终轧温度和和提高卷曲温度能够提高r值。在本次试验条件下，终轧温度930 ℃、卷取温度740 ℃，试验钢能够获得较好的成形性能，经冷轧并连续退火后，能够达到含P高强IF钢的目标要求。

热处理对TA19钛合金微观组织和力学性能的影响

朱雪峰，余日成，黄艳华，杨胜

2015, 40(2): 103-106. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.021

摘要 ( 130 )

PDF (841KB) ( 387 )

通过改变固溶温度、固溶后的冷却方式和时效温度，研究了热处理制度对TA19钛合金微观组织和力学性能的影响。研究表明，随着固溶温度的升高，初生α相含量减少，使得伸长率和断面收缩率减小；而升高固溶温度使得β相中析出的细小次生α相增多，从而使室温抗拉强度增大。固溶处理后采用水冷时，由于从β相中析出大量细小弥散的次生α相，室温抗拉强度较大，但伸长率和断面收缩率较小。时效温度对微观组织和力学性能影响较小。

AZ31B镁合金在模拟流动海水中的腐蚀行为

杨子梅1，卫英慧1,2，王宁1，李永刚1

2015, 40(2): 107-110. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.022

摘要 ( 131 )

PDF (832KB) ( 122 )

利用质量损失法及X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）测试手段研究了铸态和挤压态AZ31B镁合金在模拟流动海水中浸泡12 h的腐蚀行为及随流速变化的规律。试验结果表明，AZ31B铸态镁合金试样的耐蚀性要远大于挤压态试样，且二者的腐蚀速率随搅拌速度增加的变化趋势有所不同：铸态试样的腐蚀速率随搅拌速度的增加近似呈线性上升，而挤压态试样的腐蚀速率随搅拌速度的增加而先增大后下降。

12Cr2Mo1R钢的韧脆转变机理

史伟1，赵江涛1，王顺花2，范实1，周庆宪1

2015, 40(2): 110-113. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.023

摘要 ( 429 )

PDF (839KB) ( 328 )

利用夏比冲击试验测定了12Cr2Mo1R钢的韧脆转变温度，并通过SEM、XRD、光学显微分析等方法对该钢在低温下的韧脆转变机理进行了探讨。结果表明，12Cr2Mo1R钢的韧脆转变温度（FATT₅₀）约在－95 ℃左右，在低温环境下12Cr2Mo1R钢中的位错运动受到抑制，造成位错在碳化物前发生塞积，萌生微裂纹，最终在外力作用下发生穿晶脆性断裂，符合Stroh位错塞积理论。

0.92%C超细钢丝组织控制及断裂分析

陶学伟1,2，王章忠1,2，付洪波3，毛向阳1,2，朱帅帅1,2

2015, 40(2): 114-117. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.024

摘要 ( 109 )

PDF (838KB) ( 118 )

研究了不同等温铅浴淬火后0.92%C钢丝的组织与性能，并对钢丝断裂机理进行了分析。结果表明，提高奥氏体化温度至980 ℃、降低铅浴温度至585 ℃，直径φ 0.84 mm钢丝中珠光体含量高，片层间距细小、均匀，抗拉强度、断面收缩率及硬度均达到最大，且钢丝拥有较强的连续拉拔性能，湿拉过程中的断丝率仅为0.004次/km。

控轧控冷工艺对低焊接裂纹敏感性高强钢Q800CFE屈强比的影响

镇凡1，张宽1，李玉藏2，程俊杰2，曲锦波1

2015, 40(2): 118-124. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.025

摘要 ( 119 )

PDF (840KB) ( 98 )

以低焊接裂纹敏感性高强钢Q800CFE为试验材料，测试了该低碳贝氏体钢变形奥氏体的连续冷却转变行为，制定了CCT曲线。采用不同控轧控冷工艺进行了Q800CFE钢的生产试验，分析了不同终轧温度、终冷温度、冷却速度对Q800CFE组织性能的影响规律。试验结果表明，提高终轧温度，晶粒较粗大，可降低屈强比(YR)；随着终冷温度从200 ℃升高至520 ℃，屈服强度(YS)、抗拉强度(TS)均下降，屈强比先升高后降低，在终冷温度为440 ℃时达到峰值（0.924）；随着冷却速度从24 ℃/s增加到48 ℃/s，YS、TS、YR均升高，其中当冷却速度小于32 ℃/s时，增加幅度较大，当冷却速度大于32 ℃/s时，增加幅度较小。

反复镦拔对Ni-20Cr-11Co-8Mo-4W合金组织和性能的影响

邱高松, 朱慧荣, 高宏波

2015, 40(2): 124-126. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.026

摘要 ( 104 )

PDF (837KB) ( 125 )

研究了反复镦拔工艺对Ni-20Cr-11Co-8Mo-4W合金组织和力学性能的影响。对Ni-20Cr-11Co-8Mo-4W合金反复镦拔前后的径向微观组织进行了金相、扫描电镜观察和分析，并对试验合金反复镦拔前后的室温冲击断口形貌进行了观察和分析。研究结果表明，采用反复镦拔工艺可以明显改善Ni-20Cr-11Co-8Mo-4W合金的微观组织，从而提高合金的力学性能。

退火工艺对21-6-9奥氏体不锈钢组织的影响

胡春文，王晓震，金建军，江志华

2015, 40(2): 127-131. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.027

摘要 ( 114 )

PDF (835KB) ( 165 )

研究了200～750 ℃退火对冷拔21-6-9奥氏体不锈钢显微组织的影响。结果表明，在200～550 ℃退火时，冷拔21-6-9奥氏体不锈钢的晶粒尺寸及孪晶密度变化不大，主要以回复为主，无第二相析出；当退火温度高于550 ℃时，晶粒发生了再结晶，并有大晶粒吞并小晶粒的现象，孪晶密度随退火温度升高先增加后减小，且在650 ℃退火后组织中有Cr₂₃C₆型碳化物析出，并随着退火温度的升高析出物逐渐增多。

EQ70海洋平台用钢回火后的组织与性能

杨浩1，李玉藏2，曲锦波1

2015, 40(2): 131-134. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.028

摘要 ( 113 )

PDF (834KB) ( 97 )

针对淬火态超高强度EQ70海洋平台用钢进行系列回火试验，研究了回火时间和温度两个参数对其组织和性能的影响。结果表明，马氏体完全分解后继续延长回火时间，试验钢的冲击性能并无明显提高，强度反而下降；提高回火温度可明显缩短马氏体分解时间，提高回火温度以缩短回火时间，可以获得良好的综合力学性能。

球化退火工艺对55MnB钢碳化物球化效果的影响

周宏亮，黄训增，杨弋涛

2015, 40(2): 135-140. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.029

摘要 ( 109 )

PDF (836KB) ( 161 )

针对55MnB钢设计了亚温退火、等温球化退火、周期球化退火三种球化退火工艺，通过组织观察和硬度测定、碳化物电解萃取、XRD物相分析等手段来研究球化退火工艺对55MnB钢碳化物球化效果的影响规律。结果表明，亚温退火的碳化物球化效果不明显，组织中仍有一些片状珠光体存在；等温球化退火和周期球化退火的碳化物球化效果较好，碳化物基本上呈球状或粒状弥散分布在铁素体基体上。在球化退火过程中，碳化物的主要类型为M₃C，并且不随球化退火工艺的改变而改变。

离子渗氮对TiN薄膜组织与性能的影响

冯军1, 2，金凡亚1，童洪辉1，沈丽如1，但敏1，邓稚1，赖新春3

2015, 40(2): 140-143. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.030

摘要 ( 215 )

PDF (835KB) ( 145 )

为进一步提高TiN膜层的性能，对其进行了离子渗氮处理。利用XRD分析、SEM观察、硬度试验和摩擦磨损试验对TiN薄膜离子渗氮前后的组织与性能进行了分析。结果表明，离子渗氮后，膜层物相主要为TiN，出现晶格畸变、择优取向生长现象，表面得到净化更平整，硬度、耐磨性得到较大提高。

热处理对湿法制备ITO薄膜性能的影响

杨鑫

2015, 40(2): 144-147. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.031

摘要 ( 121 )

PDF (843KB) ( 94 )

用湿法涂布的方式制备了ITO透明导电膜，考察了不同热处理条件对ITO薄膜性能的影响。结果表明，随着热处理温度的升高，ITO薄膜的导电性和透光性均逐渐增强；随着热处理时间的延长，ITO透明导电膜的电阻率表现出先增强后减弱的趋势，透光率随着热处理时间的延长而增强到某一程度后，继续延长热处理时间其透光率保持不变；真空环境有利于提高ITO透明导电膜的导电性。

冷却速度对超低碳微合金钢组织和性能的影响

王权1，孙婷婷1，白雅琼2

2015, 40(2): 148-151. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.032

摘要 ( 164 )

PDF (831KB) ( 112 )

利用Formaster-F全自动相变测量装置对超低碳微合金钢进行不同冷却速度的热处理，采用金相显微镜观察试验钢的微观组织，采用450SVD数显维氏硬度计测量试验钢的维氏硬度。结果表明，当冷却速度＜1 ℃/s时，试验钢的显微组织均为多边形铁素体，维氏硬度平均最大值为177.0 ；当冷却速度达到3 ℃/s时出现准多边形铁素体，维氏硬度平均最大值为187.3 HV5；当冷却速度达到5 ℃/s时钢的显微组织中出现粒状贝氏体，此时维氏硬度平均最大值为193.3 HV5；20 ℃/s时出现贝氏体铁素体，准多边形铁素体消失，维氏硬度平均最大值为221.6 HV5；当冷却速度达到50 ℃/s时钢中出现马氏体，显微组织为三相组织即粒状贝氏体＋贝氏体铁素体＋马氏体，维氏硬度平均最大值达到224.0 HV5；冷却速度达到165 ℃/s后，钢中的显微组织仍为三相组织，此时试验钢的平均维氏硬度值达到本试验的最大值263.3 HV5。在所有的冷速下，试样中均未发现珠光体。HV5

45Cr4NiMoV合金钢热变形的本构模型

陈学文1, 2，陈天安1，朱美玲1，周会军1

2015, 40(2): 152-155. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.033

摘要 ( 125 )

PDF (835KB) ( 108 )

在Gleebles-1500热模拟试验机上，研究了45Cr4NiMoV合金钢在变形温度为800~1150 ℃、应变速率为0.002~5 s^-1、最大变形量为60%条件下的热变形行为。采用Zener-Hollomon参数法来构建合金的本构模型。通过真应力-应变曲线，发现45Cr4NiMoV合金钢在热压缩变形过程中发生了动态再结晶，分析了温度、应变速率对动态再结晶的影响，并通过金相试验得到了验证。误差分析表明：所建立的本构模型能较好地反映出其高温流变特性。

基体温度对PS45-CuAl8伪合金复合涂层性能的影响

吴姚莎1，王迪2

2015, 40(2): 156-158. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.034

摘要 ( 110 )

PDF (835KB) ( 82 )

采用超音速活性电弧喷涂技术在Q235钢基体上制备PS45-CuAl8伪合金复合涂层，采用万能试验机和维氏硬度计等手段对涂层的组织结构及物理性能进行表征，并研究了基体温度对PS45-CuAl8伪合金复合涂层性能和结构的影响。结果表明，随着基体温度由30 ℃提高到270 ℃，喷涂粒子扁平化程度加大以及表面吸附水膜的挥发使得涂层沉积率由40%提高到50.3%，涂层与基体的结合强度则从33.1 MPa增加到40.3 MPa。

超声波淬火在30CrMnTi钢耳轴热处理中的应用

南红艳1，马彪2，郑喜平3，张小卫4

2015, 40(2): 159-162. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.035

摘要 ( 258 )

PDF (843KB) ( 194 )

对30CrMnTi钢耳轴的超声波淬火工艺进行了研究，并对耳轴的显微组织和力学性能进行了分析。结果表明，耳轴的表面硬度和裂纹形成概率随着超声波涡流压力的升高而增加，而冲击性能和弯曲畸变量随着涡流压力的升高而下降，在3 MPa的涡流压力下，耳轴在20号机械油中的冷却特性接近于水淬，此时耳轴的淬硬层深为24 mm，显微组织是板条状马氏体。

固溶冷却速率对镍基高温合金K444组织和力学性能的影响

彭志江1，乐献刚1，张明俊1，侯介山2，周兰章2

2015, 40(2): 163-168. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.036

摘要 ( 156 )

PDF (837KB) ( 152 )

研究了固溶冷却速率对K444合金显微组织和力学性能的影响。结果表明，控制K444合金固溶后的冷却速度，可获得不同尺寸和形状且呈双态弥散分布的g′相；较快的固溶冷却速度可使合金中碳化物细化；冷速越大，g′相尺寸越小，合金拉伸性能及持久寿命越好。合金经1170 ℃×4 h固溶后，以80 ℃/min冷速冷却到900 ℃，再经1050 ℃×4 h高温时效和850 ℃×16 h低温时效，可以获得较好的综合性能。

深冷处理对QAl9-4铝青铜组织和性能的影响

张胜全1，尹赟1,2，李鹏1

2015, 40(2): 169-172. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.037

摘要 ( 124 )

PDF (837KB) ( 119 )

为改善铝青铜QAl9-4的力学性能和耐腐蚀性能，对挤压态QAl9-4铝青铜进行深冷的热处理，利用布氏硬度计、SEM、EDS、XRD、光学显微镜、称量法等手段，分析了QAl9-4铝青铜处理前后的显微组织、硬度、腐蚀质量损失变化。结果表明，深冷处理后QAl9-4铝青铜的衍射峰强度发生变化，(220)晶面的相对强度明显增加，经0.5 h深冷处理后晶粒细化，空位密度降低，致密性增强，位错密度增大，有利于硬度提高，同时在盐水中具有更好的耐腐蚀性。

30MnSi预应力高强钢筋的热处理

吕振扬1，刘伯鸿1，李县龙2

2015, 40(2): 173-176. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.038

摘要 ( 130 )

PDF (837KB) ( 145 )

通过感应淬火+张力回火的方法研究了30MnSi钢筋在PLC控制下的热处理工艺参数对钢筋力学性能与显微组织的影响。结果表明，随着淬火温度的升高，应力松弛率降低；回火温度对高强钢筋的应力松弛性能的影响较小；随着外加张力的增加，钢筋的应力松弛率降低。30MnSi钢筋适宜的热处理制度为900 ℃淬火+450 ℃回火，张力为15 MPa。

高温回火对GCr15SiMn轴承钢组织和力学性能的影响

余斌1,2，李晓源2，时捷2，黎振华1，高韩锋2,3，胡俊2,4

2015, 40(2): 176-179. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.039

摘要 ( 129 )

PDF (835KB) ( 308 )

研究了500 ℃以上高温回火对GCr15SiMn轴承钢组织形貌和力学性能的影响。结果表明，随回火温度的升高，试验钢的强度和硬度下降，塑性和韧性上升；在高温回火过程中，淬火马氏体的形态逐渐消失，碳化物聚集长大，强度和硬度下降，塑性升高。这是由于碳化物的长大对位错的钉扎作用减弱，而大颗粒的碳化物可以阻碍裂纹的扩展，使断裂的解理面减小，韧性得到改善。碳化物是影响力学性能的重要因素。

高钢级油井管的调质工艺

范世平1，刘晖1，邓信文1，王刚2

2015, 40(2): 180-182. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.040

摘要 ( 96 )

PDF (833KB) ( 127 )

为确定热处理生产线高钢级油井管调质处理工艺，选用目前较为常用的调质料坯30Mn5、37Mn5、25CrMnMo、25Mn2V钢，进行API N80、P110钢级调质处理工艺先导试验试验，试验了调质工艺对试验钢组织和性能的影响，制订了实验室及车间条件下的调质热处理工艺。结果表明，经调质处理后，材料的力学性能达到了API 5CT标准要求，可为高钢级油井管热处理生产提供参考。

35CrMo钢板热处理工艺研究与应用

刘军刚

2015, 40(2): 183-185. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.041

摘要 ( 134 )

PDF (833KB) ( 150 )

研究了不同调质工艺对35CrMo钢板组织及性能的影响。结果表明，淬火加热温度为790 ℃时，钢板没有完全奥氏体化，造成组织不均匀；当淬火温度大于850 ℃时，钢板组织与850 ℃时变化不大。随回火温度升高，试验钢的硬度降低。最终确定850 ℃´60 min水冷淬火+620 ℃´100 min回火作为35CrMo钢板的现场生产工艺。利用该热处理工艺现场生产的钢板性能稳定，为企业创造了良好的经济效益。

采棉机水平摘锭淬火过程热力耦合仿真分析

位自友，张立新，成斌，魏敏，李振

2015, 40(2): 186-189. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.042

摘要 ( 118 )

PDF (839KB) ( 188 )

采棉机水平摘锭在淬火过程中所产生的热应力对水平摘锭的力学性能有很大影响，对水平摘锭进行淬火过程热力耦合仿真分析可以为水平摘锭的国产化提供理论基础和技术支持。本研究结合热传导理论、弹性力学变分原理及热应力理论，综合考虑了20CrMnTi钢热物性参数的非线性问题以及对流换热的影响条件，通过ABAQUS软件对水平摘锭淬火过程进行了瞬态热力耦合数值模拟。研究结果直观反应了淬火过程中水平摘锭的温度场随时间变化的分布情况以及应力应变的危险区域。本研究对水平摘锭的热处理工艺的优化具有很重要的指导意义。

15MnNiCrMoV钢叶轮焊后热处理数值模拟

李继红，陈引妮，褚巧玲，范文婧

2015, 40(2): 190-194. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.043

摘要 ( 144 )

PDF (830KB) ( 381 )

用有限元法模拟分析了15MnNiCrMoV钢离心压缩机叶轮在不同焊后热处理温度下的残余应力变化。结果表明，叶轮在焊接完成后的等效应力较大，最大等效应力达到996 MPa，而且残余应力主要集中在进风口焊缝。叶轮分别经过650、700和750 ℃保温5 h的消应力热处理后，其母材和焊缝处的残余应力均明显降低，且叶轮在经过650 ℃´5 h焊后热处理后，整体残余应力降低了49.3%；700 ℃热处理后，残余应力降低了54.5%；750 ℃´5 h热处理后叶轮的残余应力降幅最大，较焊后降低了62.7%，750 ℃是叶轮较为理想的消应力热处理温度。

介质温度对35CrMo钢在CO₂环境下腐蚀的影响及其机理

张家林1,2，李春福1，张雷3，张凤春1，文平1

2015, 40(2): 195-200. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.044

摘要 ( 364 )

PDF (834KB) ( 97 )

为了研究35CrMo钢钻采工具的井下腐蚀行为，模拟了油田地层水环境，通过腐蚀质量损失、交流阻抗等试验方法，测试了该钢材在30、60、80和100 ℃等不同温度下的耐腐蚀性，用SEM、EDS、XRD手段对腐蚀产物膜的形貌、成分、结构进行了分析，对钢材在不同温度下的腐蚀机理进行探讨。结果表明，温度可以改变35CrMo钢的腐蚀产物膜结构，在30～60 ℃温度范围内，随温度升高，腐蚀速率变大，35CrMo钢表面的腐蚀产物膜为片层状、较薄且结构松散，主要成分为FeCO₃和Cr(OH)₃；在60～100 ℃温度范围内，随温度升高，腐蚀产物膜致密性变好，晶粒变细，腐蚀速率变小，腐蚀产物膜上层为晶体，主要成分为FeCO₃，下层为片状生成物，成分为Cr(OH)₃。

油井空心抽油杆杆头断裂失效分析

王国正1,2，张朋举2，汪继刚2，刘晖2，韩军2，张仙文2，王壮壮2，李积2

2015, 40(2): 200-203. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.045

摘要 ( 144 )

PDF (837KB) ( 114 )

描述了空心抽油杆杆头的结构和断裂的位置并对外观进行了检查，分析了其断口形貌、硬度、化学成分和显微组织，并结合该空心抽油杆的服役条件，对杆头的机加工质量进行了解剖分析。结果表明，滚压螺纹加工在非等壁厚圆柱面上时，在外界承载的作用下，相对壁厚较小处螺纹牙底成为疲劳裂纹源，形成疲劳断裂，为断裂失效的主要原因。针对该失效的原因，提出了相应的改进方法。

汽车天窗弹簧卡子弹片断裂失效分析

张鑫明1，冯继军1，卢柳林1，仵阳2，郭文芳1，刘胜1，赵佳奇1

2015, 40(2): 204-208. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.046

摘要 ( 123 )

PDF (830KB) ( 351 )

某汽车天窗弹簧卡子在开闭耐久试验过程中，弹簧卡子弹片出现断裂的情况。通过对弹片断口微观观察、化学成分分析、显微组织及硬度检测并结合其工作状况及生产工艺综合分析，确定了弹片断裂的模式及产生的原因。结果表明，弹片断裂为表面脱碳或弹片侧表面冲裁质量差导致低周疲劳断裂。对弹片的冲裁和预先热处理工艺进行了改进，取得了良好的效果。

风电齿轮箱行星齿轮疲劳断裂失效分析

任淮辉1,2

2015, 40(2): 209-213. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.047

摘要 ( 147 )

PDF (1193KB) ( 460 )

研究了825 kW风电机组齿轮箱运行5年后出现行星齿轮疲劳断裂的问题。通过对断裂齿轮进行化学成分、显微组织、宏微观断口分析以及力学性能、断裂韧性检测的试验分析，查明齿轮发生疲劳断裂的原因。结果表明：行星齿轮的断裂是多源疲劳裂纹萌生和扩展行为，齿轮内圈沟槽存在初始加工缺陷，负载较大时出现应力集中；齿轮的表面与心部硬度的离散性较大说明存在热处理与表面渗碳等工艺问题；此外长期满负荷运行和过载冲击加速了疲劳裂纹的扩展，导致齿轮箱疲劳寿命降低。

双台肩钻杆接头纵向裂纹失效分析

赵金凤1，余世杰1, 2，袁鹏斌1，王勇3，帅亚民4

2015, 40(2): 214-220. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.048

摘要 ( 128 )

PDF (834KB) ( 101 )

在钻井过程中，曾发生数起双台肩钻杆接头产生纵向裂纹引起的钻井事故。为了查明该钻杆接头纵裂的原因，用宏观和微观形貌观察、化学成分分析、力学性能试验、应力分布有限元模拟等手段对失效接头进行了分析。结果表明，双台肩钻杆接头的结构特点是导致接头失效的主要原因。建议减小接头螺纹锥度以提高接头的抗扭能力，避免失效事故的发生。

40Cr钢汽车半轴断裂失效分析

金林奎1，赵建国1，王春亮1，万从贵2

2015, 40(2): 220-223. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.049

摘要 ( 141 )

PDF (838KB) ( 221 )

基于PLC与HMI的整体感应淬火机床控制系统的设计

蔡志嘉1，洪荣晶1，崔君君2

2015, 40(2): 224-227. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.02.050

摘要 ( 368 )

PDF (828KB) ( 172 )

针对回转支承整体淬火机床功能单一、控制系统开放性差、难于实现数据管理等问题，设计了以PLC为控制核心、HMI触摸屏为人机交互界面的淬火机床全自动控制系统。实现了整体淬火工序的时序与逻辑控制；通过触摸屏监测加工的动态过程，可对零件加工参数进行实时存取操作；系统中功率和淬冷时间等关键参数可依据用户的工艺需求设定，不仅解决了参数数据管理和系统开放性不足的问题，还提高了淬火效率和淬火稳定性，实现了整体淬火的自动化控制。

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