金属热处理

陈国民

2015, 40(8): 1-13. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.001

摘要 ( 229 )

PDF (919KB) ( 205 )

为了提高齿轮的承载能力和使用寿命，普遍采用表面硬化热处理工艺，以得到高的表面硬度（强度）和良好的心部韧性，从而获得强韧结合的综合力学性能。显然，要研究齿轮的强度，首先就应当研究硬化层及心部的强度特性及其影响因素。本文就齿轮渗碳、渗氮及感应淬火的硬化层、心部基体及过渡区的物理冶金因素与齿轮的服役条件、受力状况及热处理工艺的关系进行了分析，并提出一些改进建议。

几种典型第三代汽车用先进高强度钢技术浅析

刘永刚1，潘红波2，詹华1，迟志涛1

2015, 40(8): 13-19. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.002

摘要 ( 197 )

PDF (842KB) ( 537 )

针对第一代先进高强度钢的塑性低与第二代先进高强度钢的成本高、工艺性较差，国内外对第三代先进高强度钢开展了大量的研究。通过对相关报道分析，第三代先进高强度钢是以高强度BCC结构为基体，在基体上有一定量的较高稳定性FCC结构的复合组织。对目前研究较多的第三代先进高强度钢如δ-TRIP钢、DSHT工艺、纳米贝氏体钢、中锰TRIP钢、Q&P钢、HS-Q&P钢进行了介绍及展望。

热处理及Mo、Nb含量对00Cr22Mo2Nb铁素体不锈钢组织和性能的影响

屈华鹏，郎宇平，陈海涛

2015, 40(8): 20-25. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.003

摘要 ( 139 )

PDF (841KB) ( 260 )

研究了热处理对不同Mo、Nb含量的00Cr22Mo2Nb（445）铁素体不锈钢微观组织、冲击性能、硬度和韧脆转变温度的影响。结果表明0.112%左右的Nb含量可以有效抑制退火再结晶晶粒的长大。700 ℃是铁素体基体中的σ相最为敏感的析出温度，而800 ℃是χ相最为敏感的析出温度，此类析出物的存在严重恶化材料的室温冲击性能；而在1000 ℃固溶5 min可以使其充分溶解。再结晶等轴晶粒经过1050 ℃×20 min处理后晶粒尺寸增大，材料的韧脆转变温度显著升高。

Si含量对Mo-Si系金属间化合物组织结构与性能的影响

商海昆1，黄永安2，侯亚鹏2，张来启2，林均品2

2015, 40(8): 26-29. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.004

摘要 ( 145 )

PDF (831KB) ( 132 )

研究了Si含量对电弧熔炼Mo-Si系金属间化合物组织结构和室温硬度及断裂韧性的影响。结果表明，随着Si含量的增加，Mo-Si系金属间化合物的裂纹和孔隙增多、致密度下降。Si组元决定了熔炼组织过渡相的形貌，Si较少时，过渡相呈岛状弥散分布，Si较多时，过渡相呈网状分布在基体相中。室温硬度及断裂韧性随Si含量增加而下降。

Ti对挤压态Mg-10Al-2Zn合金热处理后组织和性能的影响

张金龙，郑育前，王智民

2015, 40(8): 30-34. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.005

摘要 ( 138 )

PDF (845KB) ( 101 )

采用SEM和XRD等手段，研究了挤压态Mg-10Al-2Zn和Mg-10Al-2Zn-1Ti合金热处理后的组织和性能。结果表明，Mg-10Al-2Zn合金中添加1%Ti，不产生新相，可提高铸态合金的强韧性，而挤压后晶粒显著细化，添加Ti的强化效果弱化；Ti一定程度上可以阻止T4处理时合金晶界的融合，从而使含Ti合金各项性能均高于未含Ti的；T6热处理使Mg-10Al-2Zn-1Ti合金获得超高抗拉强度和更高硬度，并且具有中等伸长率；加入Ti促进了T5处理时β-Mg₁₇Al₁₂相的析出，Ti的强化效果明显。

稀土Ce对00Cr19NbTi不锈钢抗高温氧化行为的影响

冯权1,常万里1，金毅1，郑卫刚2

2015, 40(8): 35-39. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.006

摘要 ( 143 )

PDF (837KB) ( 95 )

在00Cr19NbTi不锈钢基础上，通过稀土Ce微合金化的方法制备了三种船舶排气岐管用不锈钢，研究了稀土元素Ce对不锈钢在连续高温环境下的抗高温氧化行为的影响，并分析了其作用机理。结果表明，稀土Ce微合金化的不锈钢在980 ℃高温不同氧化时间下的氧化物主要由Mn_1.5Cr_1.5O₄、Cr_1.3Fe_0.7O₃、Cr₂O₃ 和SiO₂组成，氧化物层的相组成随着氧化时间变化稳定性较高；稀土Ce元素的添加可以增加表面氧化物层中Cr的含量，提高Cr₂O₃氧化膜层的致密性，从而改善排气岐管不锈钢的高温抗氧化性能。

基于CSP工艺一段式脱碳退火对取向硅钢初次再结晶晶界特征的影响

张程1,2，金自力1，任慧平2，高鹏越1,2，李兵磊1,2，罗婵1,2

2015, 40(8): 40-44. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.007

摘要 ( 100 )

PDF (842KB) ( 78 )

利用背散射衍射技术(EBSD)，在一段式840 ℃不同时间脱碳退火条件下，研究了基于CSP工艺取向硅钢初次再结晶过程中的组织和结构变化。结果表明，在初次再结晶退火时间为4 min时织构类型较多，分别为{332}<`533>、{554}<225>、{111}<110> 、{001}<100>、 {111}<112>、{001}<110>、{110}<001>、{110}<110> 、 {112}<110>、{110}<112>、{112}<1`10>、{012}<001>和{111}<231>等。当初次再结晶退火时间延长为5 min时， {111}<112>取向晶粒数量明显增多，而{332}<`533>和{012}<001>取向晶粒比例下降。同时Σ3、Σ5和Σ9晶界比例升高，小角度晶界比例较少，而大角度晶界比例较多，这将有助于在二次再结晶退火时发生高斯织构。继续延长退火时间到6 min以后，Σ3、Σ5和Σ9晶界比例下降，小角度晶界比例提高，此时再结晶晶粒长大。

裂解加工汽车连杆用V-N微合金锻钢的连续冷却转变

张贤忠1，陈庆丰1，周桂峰1，熊玉彰1，蔡启舟2

2015, 40(8): 45-48. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.008

摘要 ( 134 )

PDF (840KB) ( 85 )

通过热模拟试验方法对V-N微合金锻钢的奥氏体连续冷却转变进行研究，结果表明，在较低的冷却速度下，V-N微合金锻钢发生γ→α+р转变，且珠光体比例和晶粒度随着冷却速度提高而增多、增大，但在高的冷却速度下，V-N微合金锻钢直接发生γ→M转变，最终产物为马氏体组织；同时，V-N微合金锻钢在连续冷却转变过程中会析出V（C, N）等析出相，在较低的冷却速度下，这些析出相数量多而细小，但当冷却速度增大到一定程度后（≥10 ℃/s），共析相变被抑制，第二相的析出被抑制。

不同马氏体含量的F/M双相钢组织及形变行为

姚梦佳1,2，李春福1,2，肖淇1,2，邓治国1,2，申文竹1,2

2015, 40(8): 49-54. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.009

摘要 ( 126 )

PDF (842KB) ( 89 )

对马氏体铁素体双相钢采用临界区内不同温度淬火试验，得到不同的马氏体含量，并进行单轴拉伸试验。分析了双相钢拉伸过程中的加工硬化行为，求出各个阶段的应变硬化指数n值，并用修正的Crussard-Jaoult分析方法(即C-J模型)分析试验钢的应力-应变曲线。试验结果表明，在两相区内，随着淬火温度升高，马氏体含量增加，由狭长的岛状马氏体最终转变为板条状马氏体；修正的C-J分析表明双相钢的“转折应变”随着马氏体含量的增加呈单调减少。

基于声发射的马氏体相变动力学特性研究

蒋鹏1，张璐莹1，方江涛2

2015, 40(8): 55-58. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.010

摘要 ( 195 )

PDF (850KB) ( 98 )

利用声发射技术对45、GCr15和T12钢三种材料进行马氏体相变监测，以声发射特征参量为基础实现马氏体体积分数的定量分析研究，进而对三种试件的马氏体相变体积分数曲线进行拟合分析得到不同含碳量材料的相变动力学变化规律。结果表明，马氏体相变动能随含碳量增大而降低，较高位错密度的材料具有较强的自催化效应。

Ti6Al4V合金显微组织对超声声速的影响

郑念庆1，杨晋2，王建国1，张衡2，范志山1，张鹏1，冯冉1，赖运金1

2015, 40(8): 59-63. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.011

摘要 ( 124 )

PDF (849KB) ( 375 )

通过对Ti6Al4V合金棒材在β相区、α+β两相区热处理后的显微组织观察和纵向超声声速值测量、分析，研究了合金显微组织对超声声速的影响。结果表明，Ti6Al4V合金在相变点以上加热，随着冷速的降低，次生α析出长大为粗大片层状，声速值也随之提高；在相变点以下加热，组织中的初生α相含量对超声声速值的影响不明显，次生相的形貌对超声波声速起决定作用，其中规则片层次生α 相的析出有利于超声声速值的提高。

12NiCrMo压力容器钢的高温力学性能

麻永林，白庆伟，邢淑清，陈重毅，王卫东

2015, 40(8): 63-67. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.012

摘要 ( 137 )

PDF (842KB) ( 159 )

为了得到压力容器钢12NiCrMo的高温力学性能数据，采用Gleeble1500D热模拟试验机在800~1250 ℃范围内进行高温拉伸试验，得到了其高温抗拉强度及热塑性曲线，同时应用扫描电镜(SEM)对试样断口进行形貌观察和X射线能谱测定，分析不同温度区间断裂机理及钢中合金成分对高温力学性能的影响。结果表明，12NiCrMo钢在800~1250 ℃范围内，抗拉强度随着温度的升高而降低，塑性较差区出现在1209~1230 ℃温度范围内，1220 ℃时由于氧化物沿晶界析出严重，试验后出现以沿晶断裂为主的脆性断口。

马氏体钢双相区奥氏体组织特征及形成机理

陈连生1，张健杨1，田亚强1，宋进英1，魏英立1，徐勇2

2015, 40(8): 68-72. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.013

摘要 ( 111 )

PDF (831KB) ( 118 )

采用双相区再加热-淬火（IQ）工艺，研究了马氏体钢在双相区再加热过程中奥氏体的组织特征及形成机理。结果表明，经890 ℃奥氏体化900 s后淬火处理获得板条马氏体组织的试验钢，经随后的双相区750 ℃再加热-淬火处理，在马氏体组织的基础上获得了由亚温铁素体和块状或针状马氏体组成的双相组织。马氏体钢在双相区再加热过程中，针状奥氏体的形成过程可以分为3个阶段：以板条马氏体间碳化物（Fe₃C）为奥氏体形核点及C元素在奥氏体内的扩散控制奥氏体在板条界间生长；板条马氏体内C向奥氏体内扩散控制其沿板条方向长大；Mn向奥氏体扩散并控制铁素体-奥氏体两相达到最终的平衡状态。钢在750 ℃再加热过程中，C、Mn元素由铁素体向奥氏体相中扩散，其扩散过程控制着奥氏体的形核与长大，扩散的结果是C、Mn元素在奥氏体内富集，实现C、Mn元素在两相之间的配分。

灰铸铁表面原位合成TiC复合强化层的摩擦磨损性能

赵航，李建军，郑志镇，王爱华，黄齐文

2015, 40(8): 72-78. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.014

摘要 ( 125 )

PDF (842KB) ( 132 )

通过等离子束表面合金化工艺用Ti-Fe合金粉末在灰铸铁表面制备了原位合成TiC复合强化层。结果表明，合金化层厚度为350~400 mm，与基体之间实现良好的冶金结合。显微硬度测试结果显示，合金化处理后的试样表层硬度最高可达969 HV0.2。合金化区显微组织为残留奥氏体、针状马氏体和共晶莱氏体。XRD及SEM分析观察发现，在合金化区存在原位复合TiC颗粒。通过销-盘型高温摩擦磨损试验对合金化试样和未经合金化处理的灰铸铁试样的室温及高温（473 K、673 K）下的摩擦磨损行为及机理进行了对比研究，磨损试验结果表明，合金化处理后，试样的耐磨性能相对于灰铸铁基体得到了明显的改善，磨损率普遍下降3个数量级。根据扫描电镜（SEM）观察、能谱（EDS）检测和显微硬度测试的分析结果可知，基体表层金相组织转变和TiC颗粒是TiC复合强化层耐磨性能提高的主要原因。

不同工艺制备的Ni-Cr-Al-Y合金涂层及性能

张新格1,2，邓畅光2，邓春明2，裴和中1，张小锋2

2015, 40(8): 79-83. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.015

摘要 ( 125 )

PDF (832KB) ( 106 )

采用低压等离子喷涂（LPPS）、常规超音速火焰喷涂（HVOF）和低温超音速火焰喷涂（LT-HVOF）三种工艺在铸造镍基高温合金K438基体上制备了Ni-Cr-Al-Y涂层，并对三种工艺制备涂层的显微结构、元素分布、相组成和基本性能进行对比研究。结果表明：LPPS涂层致密无层状结构，含氧量微小，具有较高的显微硬度和好的抗氧化性；HVOF涂层为典型的层状结构，含氧量高，显微硬度低，抗氧化性差；LT-HVOF涂层含氧量大大降低，具有优良的抗氧化性；三种涂层都发生了元素扩散。

超音速等离子喷涂ZrO₂-MoSi₂涂层的组织及耐磨性能

牛永辉1，杨军1，朱浪涛2，杨建锋3，白宇3

2015, 40(8): 83-87. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.016

摘要 ( 132 )

PDF (836KB) ( 152 )

为了研制一种新型的连铸结晶器涂层材料，采用超音速等离子喷涂技术在CrZrCu基体表面制备ZrO₂-MoSi₂/CoNiCrAlY复合涂层。通过SEM、XRD和EDS等分析测试手段对涂层的微观组织、形貌及物相组成进行表征，并利用摩擦磨损试验机对ZrO₂-MoSi₂涂层与NiCo电镀层的耐磨性能进行比较。结果表明：超音速等离子喷涂可形成熔化或半熔化状态的致密层状结构组织，涂层主要由MoSi₂、ZrO₂、Mo₅Si₃和少量的单质Mo相组成，相对于NiCo电镀层，ZrO₂-MoSi₂涂层的摩擦磨损性能提高了近5倍。

超音速火焰喷涂NiCoCrAlY/Al₂O₃复合涂层的抗氧化性能

曹玉霞1, 2

2015, 40(8): 88-91. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.017

摘要 ( 112 )

PDF (832KB) ( 135 )

采用喷雾造粒、化学冶金包覆和固相合金化技术制备了NiCoCrAlY/Al₂O₃复合粉体，并采用超音速火焰喷涂技术制备了NiCoCrAlY/Al₂O₃复合涂层。采用SEM、XRD和马弗炉对该涂层和粉体的显微结构和抗氧化性能进行了研究。结果表明，Al₂O₃颗粒表面均匀致密的包覆着一层NiCoCrAlY合金，NiCoCrAlY/Al₂O₃复合粉体呈球形，颗粒大小均匀。超音速火焰喷涂NiCoCrAlY/Al₂O₃复合涂层与基体结合良好，涂层孔隙率仅为（0.41±0.05）%。涂层抗氧化性能良好，氧化动力学曲线分为3个阶段：大斜率直线阶段，系数较小的抛物线阶段和斜率几乎为零的直线阶段。涂层在850 ℃氧化96 h以后，涂层氧化增重为2.5 mg·cm^-2左右。复合涂层中氧化物膜的形成和Al₂O₃硬质相的加入是涂层抗氧化性能提高的主要原因。

氩弧重熔Q235钢B-C-N共渗层的组织结构及耐磨性

马壮1,2，张焱鑫1，韦宝权1，李智超1

2015, 40(8): 92-95. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.018

摘要 ( 101 )

PDF (834KB) ( 100 )

采用粉末包埋法对Q235钢进行B-C-N共渗，并对共渗层进行氩弧重熔。观察共渗层和熔覆层的显微组织并进行结构分析，测试共渗层及熔覆层的显微硬度和耐磨性。结果表明：共渗层的显微组织由FeB、Fe₂B、Fe₃B、Fe₂N、Fe₈N和Fe₃C相组成，氩弧重熔层形成了新相Fe₂₃(B, C)₆和Fe₃N等；共渗层显微硬度最高值为1198.4 HV0.1，重熔层的最高硬度值为1192.8 HV0.1，但硬度梯度变化平缓；共渗层、氩弧重熔层相对基体的耐磨粒磨损性能分别为2.77、3.76倍；共渗层、氩弧重熔层相对基体的耐粘着磨损性能分别为1.95、3.23倍，摩擦因数分别为0.502、0.462，较基体均有所下降。

热处理对搅拌摩擦原位TiB₂/7075复合材料组织和性能的影响

但承益1，吴一1，陈东1，汪明亮1，柳林2，陈哲1，王浩伟1

2015, 40(8): 96-100. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.019

摘要 ( 110 )

PDF (834KB) ( 126 )

对原位自生TiB₂/7075复合材料进行了搅拌摩擦加工，并对加工后的材料进行了不同方式的热处理。使用电子背散射衍射 EDS元素扫描分析和室温拉伸测试等方法对经过不同热处理方式的复合材料进行了研究。研究结果表明，在搅拌摩擦加工后对材料进行强化T6处理，即延长固溶时间，可以明显提高复合材料的力学性能。相比于搅拌摩擦加工后未经任何热处理的TiB₂/7075复合材料，强化T6处理后的复合材料强度提高了148 MPa，塑性提高了1.2倍。对强化T6处理后复合材料力学性能提高的原因进行了讨论。

回火工艺对AerMet340钢性能和微观组织的影响

黄顺喆1，厉勇1，王春旭1，刘宪民1，田志凌2

2015, 40(8): 101-105. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.020

摘要 ( 185 )

PDF (897KB) ( 161 )

采用力学性能测试、SEM、TEM、XRD等试验方法研究了回火温度和时间对二次硬化型超高强度钢AerMet340的力学性能及微观组织的影响。结果表明，AerMet340钢的回火曲线呈现明显的二次硬化现象，获得最佳综合性能的回火工艺为482 ℃×5 h空冷；抗拉强度、规定塑性延伸强度峰值分别为2460 MPa、2061 MPa，对应的回火温度分别为450、468 ℃；在低温回火时，AerMet340钢主要由回火马氏体和ε-碳化物组成，高于468 ℃回火时，基体中弥散分布着细小针状M₂C碳化物，这是该钢获得高强韧性的主要原因之一；随着回火温度的上升，合金碳化物M₂C的主要合金成分Fe、Cr、Mo含量明显升高，使得M₂C的晶格常数发生变化，并逐渐脱离了与基体的共格关系。

退火对Ti-22Al-25Nb/TC11电子束焊接接头组织与拉伸性能的影响

葛苗苗1,2，姚泽坤1,2，涂唯坚1,2，郭鸿镇1,2

2015, 40(8): 106-109. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.021

摘要 ( 179 )

PDF (840KB) ( 554 )

研究退火对电子束焊接Ti-22Al-25Nb/TC11接头组织和拉伸性能的影响。结果表明，在TC11侧热影响区，出现针状α相；而在Ti-22Al-25Nb侧热影响区，出现少量的α₂相和O相；经过退火处理后焊缝区缺陷有小幅度改善，沿晶界出现了细小的点状和针状析出相；焊态的Ti-22Al-25Nb/TC11试样抗拉强度低、塑性差，退火处理后的室温拉伸性能无改善甚至有所降低。要更大程度地消除缺陷、提高性能，只能通过压力加工的方式配合后续热处理才能实现。

烧结温度对SiC_p增强Al-Si基复合材料耐磨性的影响

杨建林，龙律位，李永靖，田一彤，王俊杰，张凯

2015, 40(8): 110-113. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.022

摘要 ( 76 )

PDF (844KB) ( 92 )

利用粉末冶金法制备了不同烧结温度的SiC_p增强Al-Si基复合材料，用X射线衍射仪、布氏硬度计、ML-10摩擦磨损机、扫描电镜等对样品的物相组成、布氏硬度、磨损性、表面形貌等进行表征。结果表明，随烧结温度的提高，试样的密度和硬度先增大后减小，烧结温度为590 ℃时试样的密度和硬度达到最大值，最大硬度为81 HBW。试样的耐磨性随烧结温度的增加先增大后减小，烧结温度为590 ℃的样品具有最好的耐磨性。

热处理对累积叠轧Ti/Ni叠层复合材料组织与性能的影响

张兵，王乐，张仁杰，马慧娟，张巡辉

2015, 40(8): 113-119. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.023

摘要 ( 140 )

PDF (837KB) ( 108 )

研究了热处理对累积叠轧多层Ti/Ni复合材料显微组织与力学性能的影响。结果表明，钛层与镍层的再结晶温度均在500 ℃左右，并且首先在界面附近的组织发生静态再结晶形核与晶粒长大现象；经200 ℃×8 h退火处理后，复合板的强度与硬度均达到最高值，此时抗拉强度为691.5 MPa，钛、镍层平均硬度分别为198.8 HV0.1和226.5 HV0.1；经500 ℃×2 h退火后，复合板断后伸长率达到最高值59.7 %。

电渣重熔H13钢锭球化退火工艺优化

刘超，姜方，崔娟，段路昭

2015, 40(8): 120-124. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.024

摘要 ( 173 )

PDF (833KB) ( 396 )

针对电渣重熔H13钢锭球化退火周期长、硬度高等问题，提出3种改进的退火工艺，分析了出炉温度对铸态显微组织的影响。结果表明，等温球化退火(870 ℃×2 h+750 ℃×4 h)缓冷至200 ℃出炉，效果较好。该工艺周期短，退火硬度低，得到的基体组织以粒状贝氏体为主，大量细小碳化物粒子呈弥散分布，伴随部分适度粗化且均匀分布的大颗粒碳化物。

固溶温度对2507双相不锈钢组织与腐蚀性能的影响

郑传波1,2，申小兰1，唐祝君1

2015, 40(8): 124-128. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.025

摘要 ( 344 )

PDF (849KB) ( 176 )

通过定量金相法、电化学试验和慢应变速率拉伸试验研究了固溶温度对2507双相不锈钢组织和耐腐蚀性能的影响，通过超景深观察了拉伸断口裂纹在2507双相不锈钢两相组织中的分布。结果表明随着固溶温度的升高2507双相不锈钢中铁素体相含量升高奥氏体相含量降低，1050 ℃时两相分布比较均匀相比例接近1:1，有较好的抗点蚀和应力腐蚀性能；1000 ℃时有少量σ相在铁素体与奥氏体相界析出；此外2507双相不锈钢拉伸断口裂纹优先在铁素体中产生和传播，并终止于奥氏体。

淬火冷却速率对20CrNi2Mo钢组织及力学性能的影响

雷磊1, 2，梁益龙1, 2，易艳良1, 2，龙绍檑1, 2

2015, 40(8): 129-132. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.026

摘要 ( 139 )

PDF (835KB) ( 144 )

采用不同冷却介质对20CrNi2Mo钢进行了淬火处理，研究了不同淬火冷却速率对20CrNi2Mo钢组织及力学性能的影响。结果表明，随着淬火冷却速率的增大，20CrNi2Mo钢的晶粒度几乎不变，板条马氏体束细化；强度提高，伸长率和断面收缩率基本不变；并且随着冷却速率增大，冲击吸收能量增高，断口由脆性断口转变为韧性断口。

75Cr1高碳合金钢的热变形行为

胡松涛1，陈泓业2，李胜利2，唐广波3

2015, 40(8): 132-137. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.027

摘要 ( 131 )

PDF (843KB) ( 124 )

采用Gleeble 3800热模拟试验机研究在变形条件为800~1100 ℃，1~30 s^-1下的高碳合金钢75Cr1的热变形行为。结果表明：应变速率越快，温度越低，材料所受的应变抗力越高；采用线性回归法，计算试验钢75Cr1的热变形激活能为Q_d=264 kJ/mol；根据存储能演化规律，找出了热变形过程中75Cr1钢的临界应变点和X_D的表达式。

真空热处理对316L不锈钢镀Al层结构及性能的影响

冯军1, 2，沈丽如1，金凡亚1，但敏1，陈美艳1，童洪辉1，赖新春3

2015, 40(8): 138-141. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.028

摘要 ( 123 )

PDF (841KB) ( 144 )

对316L不锈钢的镀铝层进行了热处理，并利用XRD、SEM、EDS分别对膜层进行了相结构、表面形貌、化学成分等分析，并测试了膜基结合力、抗热震性能。结果表明，热处理后膜层分为三层，中间层为FeAl相，并呈现梯度特征；膜基结合力有较大提高，FeAl层、Al层间的厚度越接近，膜基结合力越大；抗热震性能有较大改善，由于FeAl具有较好的物理、力学性能，其结晶度越高，抗热震性能越好。

挤压比与预拉伸对2124-T351合金管材显微组织及性能的影响

肖美立，沈燕萍，陈莉，许恒庭，曹雪峰

2015, 40(8): 142-145. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.029

摘要 ( 110 )

PDF (843KB) ( 557 )

采用金相显微分析、室温及250 ℃高温拉伸测试方法，研究了挤压比与预拉伸对2124-T351铝合金管材组织与力学性能的影响。研究结果表明，在502 ℃固溶240 min后，2124合金显微组织中仍存在少量残留的未溶过剩相。室温及250 ℃高温拉伸强度R_m及R_p0.2均随预拉伸率的增加呈先增大后减小趋势，且在预拉伸率为2.5%时达到强度峰值。壁厚22 mm管材的室温及高温拉伸强度R_m及R_p0.2均略高于壁厚30 mm管材。一方面原因是前者总体平均预拉伸率相对较高，管材残余内应力减小，强度值升高；另一原因是前者含Cu量稍高，在250 ℃高温拉伸时更容易析出S'(Al₂CuMg)强化相。

扩散退火降低高碳钢偏析的研究

高航1，任玉辉2，郭大勇1，王秉喜1，张博1，马立国1，车安2，郭晓波1

2015, 40(8): 146-149. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.030

摘要 ( 103 )

PDF (833KB) ( 111 )

研究了扩散退火对降低高碳钢偏析的作用，建立了预测扩散退火后高碳钢连轧坯最大碳偏析指数的数学模型，并进行了试验验证。结果表明，扩散退火可以有效降低高碳钢连轧坯的最大碳偏析指数，扩散退火后该指数的实测值与计算值吻合良好。根据上述模型，通过测量实际帘线钢连轧坯的最大偏析指数，可以计算一定温度下达到某一偏析水平所需的时间，可用于指导扩散退火工艺的制定。

42CrMo钢牙轮钻头球面固定套轴承激光淬火数值模拟

何畏1，郝广辉1，魏秦文2，胡玉茂1，陈洋1，贺军超1

2015, 40(8): 149-153. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.031

摘要 ( 120 )

PDF (839KB) ( 99 )

为了确定42CrMo钢牙轮钻头球面固定套轴承激光淬火工艺的最优参数，考虑牙轮钻头轴承的实际工况，通过建立数值计算模型，利用SYSWELD软件，对不同扫描速度、激光功率和光斑尺寸下的激光淬火数值模拟结果进行对比研究。结果表明：球面固定套轴承激光淬火的最优扫描速度为55 mm/s、最优的激光功率为1000 W、最优的光斑尺寸为f3.5 mm；在最优参数下，轴承经激光处理后，硬化层深度约为0.9 mm，硬化层硬度约为632 HV，心部硬度约为400 HV，符合牙轮钻头轴承的使用性能要求。

放电等离子烧结氧化锆陶瓷的工艺优化及性能

续晓霄1，戴姣燕2，符轲2，吴建峰2，田林海1，徐金富2

2015, 40(8): 154-159. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.032

摘要 ( 125 )

PDF (837KB) ( 150 )

采用放电等离子烧结制备了氧化锆陶瓷，利用正交试验方法优化了烧结工艺参数，研究了烧结温度、时间、压力等工艺参数对其组织和性能的影响。结果表明，影响氧化锆陶瓷强韧性能的主要因素是烧结温度，其次是烧结时间；最佳放电等离子烧结工艺参数为烧结温度1400 ℃、烧结时间5 min、烧结压力15 MPa；经最佳SPS工艺烧结后的氧化锆陶瓷，其组织为均匀单一的四方相氧化锆，致密度为95.9%、硬度1332 HV0.5、断裂韧性为5.18 MPa·m⁰^..5。

热处理工艺对NM500耐磨钢组织和性能的影响

麻衡，周平，杜军

2015, 40(8): 159-169. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.033

摘要 ( 126 )

PDF (837KB) ( 186 )

试验室对Nb-Mo、V不同成分体系的NM500超高强度耐磨钢板轧后进行在线淬火，经过不同温度再加热淬火，观察和分析钢板的显微组织，分析不同微合金元素的成分体系对NM500钢组织性能的影响，得到的NM500试验钢板综合性能理想。

不同焊接参数对ZG29MnMoNi钢表面堆焊过渡层组织的影响

陶亚平，周杰，曹金豆

2015, 40(8): 164-167. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.034

摘要 ( 114 )

PDF (831KB) ( 128 )

在ZG29MnMoNi钢基体堆焊RMD142焊材制造模具，通过控制变量法探讨了堆焊电流、堆焊电压和堆焊速度不同参数对过渡层组织和晶粒的影响，使过渡层获得最佳的显微组织和性能。试验结果表明，过渡层组织随着堆焊电流的增加变得粗大，马氏体数量明显减少，铁素体数量增多，但随堆焊电压的增加变化不大；堆焊速度越慢，过渡层的组织越粗大，但堆焊速度越大，残留奥氏体增多导致硬度下降。最佳的堆焊参数为：堆焊电流为400 A、堆焊电压为32 V和堆焊速度为500 mm/min。

铸造方法和正火处理对Fe-Cu合金组织和切削加工性能的影响

陈军，张强

2015, 40(8): 168-173. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.035

摘要 ( 105 )

PDF (831KB) ( 118 )

采用硬度测试、显微组织观察和能谱分析等手段研究了不同铸造方法对Fe-Cu合金硬度与组织的影响，对比分析了铸态和正火态Fe-Cu合金的切削加工性能并探讨了合理的切削加工参数。结果表明，金属型铸造Fe-Cu合金的硬度最高，耐火砖型铸造Fe-Cu合金的硬度最低；合金铸造时的冷却速度与其硬度呈正影响关系，冷却速度越大则合金硬度越高。金属型铸造Fe-Cu合金中，网状的组织主要分布在晶界处，而断续线状结构组织主要分布在晶粒内部；树脂砂型铸造Fe-Cu合金中，断续线状组织的数量明显减少，晶界处的白色组织从连续状转变为断续状，但是网状壁的厚度增加；耐火砖型铸造Fe-Cu合金中，晶界处的白色组织转变为柱状或者块状。随着冷却速度的逐步降低，Fe-Cu合金基体组织中Fe元素的含量逐渐增加，而Cu的含量逐渐降低；在切削参数相同的条件下，正火态Fe-Cu合金的切削力比铸态Fe-Cu合金的高。

深冷处理对镍钴铜合金组织和性能的影响

李鹏，湛金，殷石阳

2015, 40(8): 173-175. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.036

摘要 ( 122 )

PDF (836KB) ( 118 )

对Ni-Co-Cu合金进行固溶、时效及深冷处理试验，研究了深冷处理对其组织和性能的影响。试验结果表明，经930 ℃×2 h固溶+550 ℃×2 h时效后+深冷2 h后合金的硬度明显比930 ℃×2 h固溶+550 ℃×2 h时效后合金的硬度要高，可达102.1 HBS。该合金经热处理后析出的主要强化相为k相[ (CoNi)Cu₄]，经深冷处理后析出的强化相更加细小、均匀地分布在基体上。

17CrNiMo6钢花键齿轮的轴热处理工艺

王盛松，胡萍

2015, 40(8): 176-178. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.037

摘要 ( 210 )

PDF (846KB) ( 170 )

研究了工程机械用17CrNiMo6钢花键齿轮轴热处理后显微组织及花键精度等级不合格的原因，对热处理工艺进行了改进。实际生产应用效果表明，改进后的热处理工艺有效改善了花键齿轮轴的显微组织，保证了花键的精度等级

HCO₃^－对X80管线钢在NaCl溶液中腐蚀性能的影响

谷琦琦1,2，简璐1，张西雷2, 槐抗抗1, 王煦1

2015, 40(8): 179-183. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.038

摘要 ( 121 )

PDF (839KB) ( 88 )

采用质量损失法、动电位极化和电化学阻抗法研究了在0.2 mol/L NaCl溶液中不同浸泡时间及温度条件下HCO₃^－对X80管线钢腐蚀行为的影响。结果表明，在NaCl溶液中，随着腐蚀时间的增加，X80管线钢自腐蚀电流密度的变化趋势为快速增大→急剧减小→缓慢增大，HCO₃^-对X80管线钢的腐蚀作用由抑制转为促进，钢基体表面以全面腐蚀为主转为以局部腐蚀为主；随着腐蚀温度的增加，X80钢腐蚀速率增大；X80管线钢的耐蚀性及腐蚀形态与试样表面生成的腐蚀产物膜的完整性和致密度有关。

温度和外加电位对X70管线钢在土壤模拟溶液中应力腐蚀行为的影响

付杨，吴明，谢飞，王丹，王卓

2015, 40(8): 183-187. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.039

摘要 ( 103 )

PDF (836KB) ( 100 )

采用动电位扫描、慢应变拉伸（SSRT）和扫描电镜观察研究了温度和外加电位对X70管线钢在成都土壤模拟溶液中的应力腐蚀行为的影响。结果表明，在不同温度和不同电位下，X70管线钢在土壤模拟溶液中表现出不同的应力腐蚀敏感性。在温度和外加电位的交互试验中，电位的变化对X70管线钢在成都土壤模拟溶液中的应力腐蚀敏感性的影响占主导地位，应力腐蚀敏感性在不同温度下的变化趋势保持一致。在－450 mV(vs SCE，下同)的阳极电位下，SCC的机理为阳极溶解；在－850 mV电位下，阴极保护作用抑制了阳极溶解；当电位负移至－1200 mV时，表现出较强的应力腐蚀敏感性，SCC机理以氢脆为主。温度对应力腐蚀敏感性的影响主要体现在对阴极极化电位的影响，但是各种因素综合在一起导致应力腐蚀敏感性随温度变化的复杂性。

HT250灰铸铁干熄炉风帽断裂原因分析

罗扬，崔景毅，王崇云，田文怀

2015, 40(8): 188-191. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.040

摘要 ( 357 )

PDF (936KB) ( 186 )

为了考察HT250灰铸铁干熄炉风帽在使用过程中发生断裂的原因，分别利用化学分析法、光学显微镜和布氏硬度计，对断裂后风帽材料的化学成分、微观组织和布氏硬度(HBW)进行了分析、观察和测定，并根据布氏硬度值计算材料的抗拉强度。结果表明，风帽材料中的铁素体含量高于HT250灰铸铁件的要求上限，在风帽非工作面附近的基体组织中，铁素体含量达50%以上；铁素体含量过高导致HT250灰铸铁风帽材料的抗拉强度低于正常，是造成风帽断裂的主要原因。

高温再热器SA-213TP347H钢管爆管原因分析

李振梁，王甲安，肖旻砚

2015, 40(8): 191-194. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.041

摘要 ( 148 )

PDF (835KB) ( 134 )

通过宏观分析、硬度测量、显微组织观察和扫描电镜与能谱成分分析，对某电厂2号炉高温再热器SA213-TP347H钢管进行爆管原因分析。试验结果表明，爆口管件的化学成分、硬度和拉伸性能符合ASTM A213/A213M对SA213-TP347H钢的规定，爆口处的显微组织为奥氏体，晶界处存在含Fe、Cr、Nb的析出物。对备件管样弯头进行了试验分析，硬度试验表明其弯头处的洛氏硬度超出GB 5310—2008对SA-213TP347H钢的规定；显微组织观察表明弯头处存在较多滑移线，对其进行扫描电镜观察和能谱分析，存在含有S等非金属元素的夹杂。综上所述，爆管原因属材料弯管在生产中未进行固溶处理，晶界上出现含Cr析出物，形成贫Cr区导致晶界弱化，导致晶间应力腐蚀而爆管。

柴油机曲轴断裂原因分析

焦丽，王国亮，徐向阳，葛保红，孙思东, 张燕明

2015, 40(8): 195-198. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.042

摘要 ( 190 )

PDF (987KB) ( 106 )

针对曲轴早期断裂失效的问题，通过宏观检验、化学成分分析、力学性能测试、金相检验、断口微观结构分析等手段对其断裂原因进行了分析。结果表明：轴颈油孔内壁异常粗糙的加工刀痕，因应力集中而诱发了材料的最初损伤；感应淬火过渡区低硬度铁素体与刀痕的叠加，明显加速了裂纹的萌生与扩展，是此次曲轴断裂的主要原因；心部上贝氏体的存在一定程度上弱化了材料的力学性能，最终曲轴在复杂交变应力作用下，发生高周疲劳而断裂。

基于S7-300 PLC的真空退火炉控制系统设计

徐竟天，程瑞洲，赵晓姣

2015, 40(8): 199-203. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.043

摘要 ( 139 )

PDF (598KB) ( 142 )

针对真空退火炉容积大、温控精度高和多温区差异性小的特点，提出了一种基于S7-300 PLC、PROFINET工业以太网总线、双冗余监控计算机的退火炉控制系统。采用PLC编程软件的闭环连续PID控制器FB41功能块实现了9段炉体恒温控制。通过组态王6.55软件编写的上位监控系统，实现了现场工况监控、趋势曲线显示和数据存储等功能。利用WinCC flexible软件开发了现场触摸屏控制程序，通过工业以太网与上位工控机通讯。生产应用效果表明，控制系统在控温精度和多温区恒温性方面效果显著。

平地机铲刃连续式热处理生产线的研制

李贤君1，刘强2，梁平福2，秦绪顺2，巫小林1，贾巍1，谷磊1，王成成1，王劲1

2015, 40(8): 204-205. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.044

摘要 ( 99 )

PDF (591KB) ( 77 )

介绍了自主研发的铲刃连续式热处理生产线，该生产线具有压淬技术先进、产能大、产品性能稳定、自动化程度高的特点。经过3年的连续生产实践，产品性能和产量完全达到或优于用户要求。

40Cr钢长轴真空淬火减小畸变的实践

王京晖1，贾俊清2，刘俊祥1，黄达2，李亮3

2015, 40(8): 206-207. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.045

摘要 ( 104 )

PDF (522KB) ( 150 )

高速钢刀具淬火畸变校直技术

赵步青，胡会峰

2015, 40(8): 208-210. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.046

摘要 ( 111 )

PDF (575KB) ( 92 )

几例模具失效的剖析

潘诗良

2015, 40(8): 211-214. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.047

摘要 ( 131 )

PDF (518KB) ( 80 )

简述了模具的失效形式及模具的热处理特点，并通过几例模具失效的剖析，阐明模具的使用寿命与原材料、设计、机加工、热处理、使用过程等诸因素的密切关系，其中尤其是材质、热处理的影响最为突出。

高铬铸铁用水基淬火介质的特性与应用

姜聚满1，王莎莎1，王家良2，杨秀成1

2015, 40(8): 215-216. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2015.08.048

摘要 ( 98 )

PDF (788KB) ( 108 )

中国热处理与表层改性技术路线图——综合报告（十三）

2015, 40(8): 217-218.

摘要 ( 101 )

PDF (542KB) ( 68 )

《中国热处理与表层改性技术路线图》分为综合报告、热处理与表层改性技术体系、热处理与先进材料3个部分。以相变、应变-硬化和“无应力集中”抗疲劳概念为理论基础，彰显自主创新、技术体系、中国特色和国际竞争4个基本理念，聚焦13个关键领域和人才队伍建设，对于改变热处理与表层改性落后状况、引领热处理学科及行业发展具有战略意义。本刊从2014年第4期开始，开辟专栏摘录“路线图”的重点内容进行连载，以飨读者，以期业内同行协调步调，共同加快建设材料和机械制造强国！

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