金属热处理

徐跃明1，李俏1，罗新民2

2017, 42(4): 1-5. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.001

摘要 ( 713 )

PDF (712KB) ( 887 )

针对我国热处理生产中存在的技术问题、质量现状及技术发展趋势，提出了重新认识热处理的重要性，指出今后我国热处理技术发展重点是：优先发展绿色清洁的热处理生产技术，加快发展高端热处理装备，开展关键材料及核心零部件热处理工艺的研发和认真实施标准化与质量提升战略，从而加快实现热处理“绿色化、精密化、智能化、标准化”的提升目标。

40CrNiMoV钢在大尺寸轴承中的应用

陈晨1，杨志南2，张福成1

2017, 42(4): 6-11. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.002

摘要 ( 322 )

PDF (633KB) ( 653 )

对5MW风电偏航轴承外圈距离表面12.5 mm位置在水淬过程中的冷却速率进行了测试，依据测试结果利用模拟热处理炉对40CrNiMoV钢和40CrNiMo钢进行了模拟热处理，经高温回火处理后对两种试验钢的力学性能进行了测试，并对其组织状态和冲击断口形貌进行了对比观察。结果表明，经水淬处理后，40CrNiMoV钢中马氏体组织的体积分数要远大于40CrNiMo钢。经高温回火处理后，40CrNiMo钢的强韧性配合不佳，而40CrNiMoV钢的力学性能完全满足风电偏航轴承的性能指标，可以应用于5MW级风电偏航轴承中。

2A12铝合金的热压缩行为及热加工图

吴凯，韩维群，张铁军，姚为，郭晓琳

2017, 42(4): 12-17. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.003

摘要 ( 283 )

PDF (638KB) ( 258 )

采用Gleeble-1500热模拟试验机对2A12铝合金进行了单向热压缩变形试验，研究了其在变形温度为320～480 ℃，应变速率为0.0003～1 s-1条件下的热变形行为，建立了基于动态材料模型的功率耗散效率因子η图，并对热加工图进行了组织验证。结果表明：合金的流变应力随着变形温度的升高和应变速率的降低而降低，在高温区变形机制为动态回复，在低温区变形机制为动态再结晶，主要与合金变形过程中的析出相有关；随着应变量的增大，峰区的η值逐渐升高；当真应变为1.2时，在变形温度为440 ℃，应变速率为0.1 s-1时，η达到峰值且为48%，合金发生了动态再结晶，晶粒细化且无内裂纹。该结果为2A12铝合金实际热加工工艺的优化提供了理论依据。

Mg-Sn合金的阻尼机理研究

陈宇1，刘红梅2，王峰阳3，高天学4

2017, 42(4): 18-21. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.004

摘要 ( 232 )

PDF (643KB) ( 140 )

研究了不同的Sn含量（Mg-（1-10）wt%）的Mg-Sn合金在不同状态下（铸态、固溶态、固溶+时效态）的阻尼性能。结果表明随着Sn含量的增加， Mg-Sn合金阻尼性能中与应变相关的阻尼值（阻尼因子Q-1）会相应的增加。Mg-Sn合金阻尼机理为位错阻尼和相界阻尼的共同作用，相界阻尼来自于合金中层片状共晶组织（Mg2Sn与α-Mg）相界面摩擦阻尼。高应变振幅下，Mg-（1-5 wt%）Sn的Q-1因子变化规律为：T4＞F＞T6，位错机制占主导地位；Mg-（7-10 wt%）的阻尼因子Q-1变化规律为：F＞T4＞T6，相界面摩擦阻尼占主导地位。

Cr含量对WC钢结硬质合金组织及力学性能的影响

肖逸锋1,2，周年丰1，吴靓1，许艳飞1，钱锦文1，李浪浪1，贺跃辉3

2017, 42(4): 22-26. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.005

摘要 ( 258 )

PDF (636KB) ( 321 )

过添加不同含量的合金元素Cr制得WC钢结硬质合金，研究Cr含量对WC钢结硬质合金组织和力学性能的影响。结果表明，随着Cr含量的增多，WC晶粒尺寸越来越小，复式碳化物出现异常长大现象，合金孔隙度降低，合金相对密度逐渐上升，合金硬度不断上升后稳定在70 HRC左右，合金的抗弯强度和冲击性能均先上升后下降，在Cr含量为10%左右时综合力学性能最佳。

高锌Al-Zn-Cu合金中Zn的存在形式及其对力学性能的影响

许丽君,陶世平,马莹,张金龙,谢辉

2017, 42(4): 27-31. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.006

摘要 ( 217 )

PDF (637KB) ( 396 )

采用熔铸法制备了Zn含量分别为12wt%、14wt%、16wt%和18wt%的4种高锌Al-Zn-Cu合金，并对合金的显微组织、相组成和力学性能进行了详细分析，重点探讨了合金中Zn的存在形式及其对力学性能的影响。结果表明，4种不同锌含量的合金均由花瓣状的α-Al枝晶和晶界相Al2Cu组成，尽管Zn含量的增加导致晶界Al2Cu相的数量增加以及α-Al枝晶的细化，但Zn主要以固溶形式存在于固溶体相α-Al中。Zn含量的增加显著提高Al-Zn-Cu合金的强度而明显降低塑性的主要原因可归于Zn对α-Al固溶体的固溶强化效应。Al-Zn-Cu合金的断裂由韧窝状断裂向解理断裂转变。

露点对双相钢表面氧化物形貌及镀层界面的影响

齐春雨1,2，李远鹏3，王贺贺3，江社明3，张启富3

2017, 42(4): 32-36. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.007

摘要 ( 214 )

PDF (632KB) ( 120 )

通过调控气氛露点的方式，采用SEM、EDS、XPS等手段研究了露点对表面氧化物及镀层界面的影响。结果表明：露点对表面氧化物形貌和数量的影响较大，对氧化物类型影响较小。在露点为+10/-50℃，表面氧化物数量最少，裸露钢基体变多。氧化物对镀层界面处的Fe-Zn相有较大影响。氧化物越少，Fe-Zn相变得细小而连续，说明氧化物的减少促进了Fe-Zn均匀扩散。

钒微合金化对718合金中铌元素偏析行为的影响

莫燕1，王东哲1,2,3，蒋斌4,5，李永友1，刘海定1，王明波1

2017, 42(4): 37-41. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.008

摘要 ( 272 )

PDF (633KB) ( 113 )

利用金相显微镜、电子探针、能谱仪等分析了含钒元素（V）0.066%的718合金铸锭凝固组织，对其微观组织和析出相特征进行分析，研究其中易偏析铌元素（Nb）的分布状态及偏析规律。结果表明，V元素的微合金化使718合金铸锭枝晶组织得到细化，二次枝晶间距及Nb元素的偏析系数均有所降低；由于Nb元素主要分布在Laves相及碳化物中，通过对二者体积分数的定量表征，V元素的加入大大降低Laves相及碳化物的析出，体积分数降低；线扫描分析表明，距Laves相越远，Nb元素含量越低，而含V样品中，这种含量降低的趋势有所减缓。所有分析结果均表明，V元素的合金化改善了718合金中Nb元素的偏析状态，细化了枝晶组织，对降低718合金均匀化热处理难度、提高合金成分和组织均匀性有利。含V碳化物在凝固过程中成为异质形核点，减小了凝固形核的驱动力，使得二次枝晶间距变小，表现出更小的Laves相体积分数和较细的枝晶组织。

奥氏体中锰钢的磨料磨损性能

陈辉1,2，赵冬1,2，王庆良1，强颖怀1，王斐1

2017, 42(4): 42-46. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.009

摘要 ( 210 )

PDF (637KB) ( 124 )

在ML-100型销-盘式磨料磨损试验机上，通过不同钢种之间的对比试验，研究了奥氏体中锰钢（BTW钢）石英砂磨料及煤矸石磨料下的磨损性能，并采用SEM分析了其磨损机制。结果表明，在高硬度的石英砂磨料中，BTW钢加工硬化明显，有效硬化层深度达900 μm，耐磨性能优于其他钢种，而在质地较软的煤矸石磨料中，其耐磨性降低；BTW钢在不同磨料下的磨损机制均为犁削，但形貌差异较大，石英砂磨料下磨损表面较为均匀，犁沟深度较浅、宽度较窄，脊缘部分较薄，脊缘在反复磨损中断裂成屑的数量较多，而煤矸石磨料中，犁沟存在于整个磨损表面且变形较小，几乎没有发现切削存在。

微合金化SWRCH6A钢的连续冷却转变曲线

韩广杰1,2，郭明仪1,2，阮士朋1,2，李宝秀1,2，卢立新1,2

2017, 42(4): 46-49. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.010

摘要 ( 187 )

PDF (640KB) ( 83 )

在RILNL-78热膨胀系数测定仪上进行微合金化SWRCH6A钢热模拟试验，采用热膨胀法和金相法建立CCT曲线，研究添加微量硼、钛元素后SWRCH6A钢连续冷却过程中的相变规律。结果表明，随着冷却速度的增加，微合金化SWRCH6A钢的显微组织构成由多边形铁素体PF逐步转变为多边形铁素体PF、珠光体P和准多边形铁素体QF，最终转变为珠光体P、准多边形铁素体QF和粒状贝氏体GB；随着冷却速度的增加，SWRCH6A钢的维氏硬度逐渐增加；结合SWRCH6A钢的CCT曲线，确定出合适的轧后冷却速度为0.5 ℃?s-1，此冷却速度下可得到理想的显微组织：准多边形铁素体QF+多边形铁素体PF+珠光体P。

添加Y对快淬Pr2Fe14B薄带磁性能的影响

马冬冬1，顾正飞1，徐成福2，成林一1，刘涛1

2017, 42(4): 50-53. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.011

摘要 ( 178 )

PDF (639KB) ( 104 )

利用溶体快淬法研究了Y的添加对Pr2Fe14B合金磁性能的影响。结果表明：薄带Pr2Fe14B的最佳铜辊转速为30 m/s。Pr12-xYxFe84B6 (x=0~12)快淬薄带主要由各向异性、纳米结构的R2Fe14B相组成，其矫顽力、剩磁，剩磁比和饱和磁化强度均随着Y含量的增加而减少。Pr12-xYxFe84B6快淬薄带的磁晶各向异性随着Y替代量的增加而降低，导致矫顽力逐渐减少，这是由于Y2Fe14B的磁晶各向异性低于Pr2Fe14B。然而，只要Y元素含量不超过4at%，Pr12-xYxFe84B6快淬薄带的退磁化曲线的方形度较好，晶粒间交换耦合作用也比较强。

复合添加Cr、Mn、Ti对7136铝合金组织及力学性能的影响

房洪杰1，孙杰1，刘慧1，纪仁龙1，尹登峰2

2017, 42(4): 53-57. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.012

摘要 ( 176 )

PDF (645KB) ( 132 )

采用井式坩埚炉熔炼铸造了3种铝合金，通过金相分析、硬度测试、力学拉伸、断口扫描研究了过渡族元素对7136铝合金组织和性能的影响。结果表明，过渡族元素能够细化铸态组织，复合添加Cr、Mn、Ti后晶粒细化效果明显，能够抑制铝合金板材再结晶，提高抗拉强度，使伸长率提高15%，改变了断裂方式，提高了综合力学性能。

LZ91合金在累积叠轧焊合过程中的界面焊合研究

张清龙1,2，王军丽2，侯健1,2，章震威1,2，史庆南1

2017, 42(4): 58-63. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.013

摘要 ( 159 )

PDF (632KB) ( 104 )

采用金相显微镜和扫描电境观察了LZ91镁锂合金在累积叠轧焊(ARB)过程中的界面焊合现象。结果表明：道次压下量为50%的ARB工艺可以使LZ91板材获得良好的界面焊合，板材的抗拉强度和维氏硬度得到明显的改善。后续的ARB变形可以有效改善界面焊合质量，ARB轧制后退火可以使板材界面焊合强度增加。LZ91合金累积叠轧焊变形中的界面焊合机制是：合金表面硬化层先发生破裂，新鲜金属暴露，然后在轧制压力的作用下一起流动、相互接触，最终形成冶金结合。

低碳钢回火过程中Cu、Nb析出的相互作用

孙晓冉1，孙中华1，邢承亮1，郭晖2，谷秀锐1

2017, 42(4): 64-67. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.014

摘要 ( 158 )

PDF (638KB) ( 119 )

研究了两种不同成分的低碳钢在600 ℃条件下经不同时间回火处理后的硬度变化，并对600 ℃回火18 h的样品析出物进行组织观察、TEM观测及粒度统计。结果表明：C-Nb钢和C-Cu-Nb钢在600 ℃条件下，短时间回火硬度趋势相反，长时间回火硬度趋势平缓，说明Cu和Nb的析出过程独立存在，析出时间和规律不同；Cu-Nb钢中Nb析出物颗粒尺寸明显大于C-Nb钢，说明Cu的添加促进了Nb析出物的长大。

免退火冷镦钢SWRCH35KM的相变行为及组织演变

吴民渊1，赵晓敏2，董捷2，谭晓东2，周乐育2，3

2017, 42(4): 68-71. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.015

摘要 ( 194 )

PDF (634KB) ( 318 )

用Gleeble-1500热模拟试验机研究了RE微合金化免退火冷镦钢SWRCH35KM热变形后连续冷却过程相变规律和显微组织演变特征。结果表明，试验钢0.1~25 ℃/s冷速范围内均发生了铁素体和珠光体转变，冷速0.1~0.2 ℃/s时细小珠光体区有明显球化行为，而冷速在＞2 ℃/s后开始出现针状铁素体和魏氏组织。为了获得均匀细小的铁素体基体加在线球化珠光体组织，需在斯太尔摩冷却线采用分段冷却控制思路，吐丝温度至750 ℃范围内冷速宜＞2 ℃/s，抑制粗大先共析铁素体，而在750~680 ℃时冷速需1~2 ℃/s，以避免魏氏组织和针状铁素体；680~640 ℃珠光体转变温度区间冷速应≤0.1 ℃/s，以促进珠光体在线球化。

钨对铸态过共晶高铬铸铁组织、力学性能和磨料磨损性能的影响

郭红星

2017, 42(4): 72-76. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.016

摘要 ( 199 )

PDF (630KB) ( 93 )

通过合金成分设计，制备了不同钨含量的过共晶高铬铸铁。研究了钨含量对材料微观组织、力学性能和磨料磨损性能的影响。结果表明，钨元素添加使得过共晶高铬铸铁中初生碳化物粗化，钨含量从0增加到2.84%时，高铬铸铁的硬度由51 HRC提高到56 HRC，冲击吸收能量先升高后下降，最高达5.8 J/cm2。同时，过共晶高铬铸铁三体磨料磨损性能得到提高。

钛合金离子渗氮表面完整性研究

贺瑞军，孙枫，王琳，佟小军

2017, 42(4): 77-81. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.017

摘要 ( 190 )

PDF (639KB) ( 120 )

对Ti-6Al-4V钛合金真空离子渗氮层的表面完整性进行测试。分析了渗氮温度、时间等工艺参数对渗层表面粗糙度、残余应力等的影响规律和机制。研究表明，在650-900 ℃范围内，随着渗氮温度的升高和渗氮时间的增加，表面粗糙度总体呈现增加的趋势。其中，渗氮温度从700 ℃增加到750 ℃，渗氮层表面粗糙度大幅增加，残余应力转变为残余压应力，且应力绝对值显著增加。证明钛合金反应扩散渗氮机制启动温度在700-750 ℃范围内，从而，钛合金离子渗氮适合的温度应大于750 ℃。同时表明，钛合金渗氮层表面完整性与反应扩散渗氮行为密切相关。在渗氮温度不高于850 ℃，渗氮时间不超过16 h的条件下，因渗氮引起的表面粗糙度增加不超过0.3 μm，渗层表面残余压应力可达-500 MPa。

低碳钢表面剧烈形变与回复热处理诱发合金化研究

杨红艳1，毛向阳1,2，陈浩1，姚瑶1

2017, 42(4): 82-85. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.018

摘要 ( 212 )

PDF (632KB) ( 98 )

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计研究剧烈形变和低温回复处理对低碳钢表面Cr合金化的梯度组织结构和力学性能的影响。结果表明，采用机械剧烈冲击形变和低温回复处理能够在低碳钢表面形成具有梯度组织结构的含Cr合金化层，含Cr相主要为Fe-Cr 固溶体和碳化物(Cr,Fe)7C3，且硬度从心部145 HV1逐渐向表层提高到215 HV1，这是由于应力增加导致晶体结构缺陷增多，同时应力引起温度升高以及后续的低温回复热处理过程中，在应力-热耦合效应的共同作用下，Cr元素扩散系数增加，加速扩散，促进合金化，形成梯度组织结构，显著改善和提高原材料的组织和力学性能。

含Sc7075合金的回归热处理

孙辉，刘志勇，杨丽辉，王明星，刘忠侠

2017, 42(4): 86-90. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.019

摘要 ( 229 )

PDF (632KB) ( 123 )

通过金相显微镜，扫描电镜，能谱(EDS)分析仪对含Sc的7075铝合金的组织结构进行了分析，并研究了其力学性能。结果表明：含0.22%Sc的7075铝合金经过优化回归热处理(120℃×16 h+160 ℃×15 min+120 ℃×16 h)后，合金的力学性能得到了显著提高。测得合金的抗拉强度、屈服强度及伸长率分别为714 MPa、645 MPa和10.8%，较T6时效分别提高了18.2%、14%和6.5%。

回火工艺对超低碳微合金钢组织和性能的影响

王权1，武鹏祥1, 2，孙婷婷1

2017, 42(4): 91-94. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.020

摘要 ( 191 )

PDF (632KB) ( 137 )

研究了超低碳微合金钢880 ℃×1 h水淬、不同温度及时间回火后的显微组织及力学性能，结果表明：试验钢经淬火后的显微组织是由粒状贝氏体、板条状贝氏体和残留奥氏体所组成，屈服强度799 MPa，抗拉强度986 MPa，伸长率14.5％，屈强比0.81。随回火温度的升高，屈服强度和抗拉强度增大，并于300 ℃时达最大值，分别为949 MPa和1053 MPa，此时显微组织中开始有析出物产生，随着回火温度继续升高，析出物开始聚集并长大，屈服强度和抗拉强度逐渐降低，屈强比增加，在450℃处达到最大值后开始下降。试验钢的伸长率与回火温度的变化未发现有明显规律。适当延长于380 ℃回火的保温时间后，试验钢的显微组织类型无明显变化，但析出物有聚集长大现象，强度稍有降低，塑性略有增加。

回火温度对超高强度钢35Cr3Ni2SiMnMoVA组织与性能的影响

范新超，王春旭，厉勇，黄顺喆，韩顺，刘宪民

2017, 42(4): 95-98. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.021

摘要 ( 194 )

PDF (642KB) ( 144 )

通过力学试验、SEM、TEM等方法研究了一种新型低合金超高强度钢35Cr3MnSiNi2MoVA的力学性能和组织。结果表明，35Cr3MnSiNi2MoVA具有良好的性能；与D6AC钢相比，35Cr3MnSiNi2MoVA钢的抗拉强度提高了400 MPa以上，同时具有良好的断裂韧性；35Cr3MnSiNi2MoVA钢淬火组织为板条马氏体+残留奥氏体，回火过程中析出ε-碳化物；35Cr3MnSiNi2MoVA钢有良好的回火稳定性，最佳回火温度区间为280~320 ℃。

固溶温度对SPS烧结Ti-24Nb-4Zr-8Sn合金组织和力学性能的影响

刘万理1,2，张玉勤1,2，蒋业华1，周荣1

2017, 42(4): 99-103. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.022

摘要 ( 204 )

PDF (636KB) ( 85 )

利用放电等离子烧结技术(SPS)制备了生物医用Ti-24Nb-4Zr-8Sn合金，研究了固溶温度对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：合金在相变点下(750 ℃)固溶后，显微组织主要由β相、初生α相和次生α相组成，当固溶温度升至相变点附近(775 ℃)时，β晶粒尺寸显著增大，晶界初生α相厚度和数量均明显减小，β晶粒上弥散分布着大量细针状与颗粒状的次生α相；随着固溶温度的进一步升高，晶界α相厚度和数量减小并逐渐连续呈网状，β晶粒内部次生α相不均匀析出且数量逐渐减少；与烧结态相比，合金强度和弹性模量随固溶温度的提高呈先升高后降低趋势，而塑韧性逐渐提高。

均匀化退火对Al-4.8Zn-1.6Mg合金组织与硬度的影响

李波1,2，王文浩1，陈从平1,2，吴海华1,2，叶喜葱1,2，潘清林3

2017, 42(4): 104-109. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.023

摘要 ( 182 )

PDF (701KB) ( 97 )

采用OM、SEM及硬度测试等手段研究了均匀化退火处理对Al-4.8Zn-1.6Mg合金微观组织与性能的影响。结果表明：合金铸态组织主要由-Al和晶界处非平衡低熔点第二相组成。随着退火温度升高或保温时间延长，晶界上熔点较低的非平衡第二相逐渐回溶到-Al中，偏析现象基本消除，合金元素分布趋于均匀。在退火时间保持不变时，随着退火温度升高，合金硬度逐渐上升。当退火温度不低于315 ℃时，随退火时间的延长，合金硬度呈下降趋势。当退火温度超过355 ℃时，随着退火时间的延长，合金硬度逐渐上升。该合金适宜的均匀化退火处理工艺为465 ℃/24 h。

不同亚温淬火温度下10CrMnMo双相钢的微观组织

周培山1，杨笠2

2017, 42(4): 110-114. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.024

摘要 ( 229 )

PDF (699KB) ( 89 )

对10CrMnMo双相钢在不同亚温淬火温度下热处理后的试样进行了显微组织、SEM形貌、显微硬度测试、马氏体含量以及马氏体-铁素体两相的晶粒尺寸分析。结果表明，不同的淬火温度致使马氏体和铁素体的显微形态和分布状况发生变化，淬火温度为720 ℃时马氏体呈狭长的岛状分布，随着淬火温度的升高，马氏体呈片状与岛状共存，到820 ℃时板条马氏体与铁素体呈纤维状共存；同时，马氏体体积分数也随之增加，由720 ℃淬火时的10.41%增加到820 ℃时的48.19%；马氏体、铁素体的晶粒大小都随着淬火温度的升高而减小，铁素体晶粒尺寸由720 ℃淬火时的14.23 μm减小到820 ℃时的4.15 μm，马氏体尺寸则由5.74 μm减小至2.45 μm，且不同淬火温度下铁素体晶粒尺寸均大于马氏体晶粒尺寸；双相钢中铁素体组织的显微硬度随着淬火温度的升高而增加，由720℃时的168.21 HV1增加至820 ℃时的235.15 HV1；马氏体组织的显微硬度则随淬火温度的升高而降低，由720 ℃时的713.14 HV1降低到820 ℃时的525.41 HV1。

淬火温度对2.25Cr1Mo0.25V钢组织与耐蚀性能的影响

孔维宾，秦华，梁平，史艳华，蒋应田

2017, 42(4): 115-118. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.025

摘要 ( 191 )

PDF (699KB) ( 101 )

对2.25Cr-1Mo-0.25V钢经950、1100和1200℃淬火处理后的显微组织、表面形貌和耐腐蚀性进行研究。结果表明，2.25Cr-1Mo-0.25V钢经淬火处理后的显微组织为贝氏体，随淬火温度的升高，显微组织的晶粒尺寸变大，钢中碳化物由粒状分布变为连续的条片状分布。与1100、1200℃淬火处理相比较，2.25Cr-1Mo-0.25V钢经950℃淬火处理后，在3.5%NaCl溶液中的腐蚀速率降低，自腐蚀电流密度减小，电荷转移电阻增加，耐腐蚀性能提高。

热处理对Ti6Al4V2Cr1.5Mo组织和性能的影响

黄文君1,2，王文焱1,2，史士钦1,2，谢敬佩1,2，陈玉勇3，黄亚博1,2，刘冀尧1,2

2017, 42(4): 119-123. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.026

摘要 ( 157 )

PDF (701KB) ( 106 )

采用冷等静压+真空烧结（CIP）法制备Ti6Al4V2Cr1.5Mo合金。对经不同的固溶温度（860~950 ℃）和时效温度（480~600 ℃）热处理后合金的组织和力学性能进行研究。结果表明：随固溶温度的升高，合金的强度、伸长率和硬度都呈先升高后降低的趋势，在920 ℃时都达到最大值；在920 ℃固溶时，随时效温度的升高，合金的强度、伸长率和硬度也随温度的升高先升高后降低，在520 ℃时达到最大值，且组织形态为双态组织，固溶时产生的次生α相在时效过程中分解产生弥散的α+β相能提高合金的强度和硬度，α相的含量能保证合金良好的塑性，使合金有较好综合力学性能。因此，Ti6Al4V2Cr1.5Mo合金的最佳热处理工艺为固溶920 ℃ (WQ)+时效520 ℃ (AC) ，此时强度、伸长率和硬度分别为1169.6 MPa、8.3%、621.7 HV0.1。

终轧温度对C-Mn型热轧双相钢组织与性能的影响

吴腾1，吴润1，熊维亮2，宋述鹏1

2017, 42(4): 124-127. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.027

摘要 ( 208 )

PDF (705KB) ( 121 )

采用传统C-Mn系成分，应用UFC-TMCP技术得到强韧性较好的600 MPa级热轧双相钢，研究了终轧温度对其组织与性能的影响。研究表明：随着终轧温度的升高，铁素体趋于等轴化，马氏体的尺寸和体积分数增加，抗拉强度增大到629 MPa；伸长率均较高，在30%左右；屈强比先降低后增加， n值先增加后降低。终轧温度为820 ℃的试验钢，抗拉强度达到625 MPa，屈强比最低为0.518，伸长率为26.0%，n值高达0.21，其综合性能最好。

X80管线钢及其焊缝在高温高压环境下的腐蚀性能

黄本生，朱瑶，樊子萌，胡晓刚，杨江，陈鹏

2017, 42(4): 127-130. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.028

摘要 ( 158 )

PDF (701KB) ( 81 )

采用质量损失法研究了X80管线钢母材及焊缝分别在温度为90 ℃，压强为4 MPa，腐蚀介质为0.1 mol/L NaCl+0.4/0.5/0.6 mol/L NaHCO3溶液中浸泡48 h的腐蚀速率，并结合扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对腐蚀产物膜的形貌和成分进行了分析。结果表明：X80钢母材及焊缝在0.1 mol/L NaCl+0.5 mol/L NaHCO3溶液中的腐蚀速率最低，此时产生的腐蚀产物膜耐腐蚀性能最好。在该种腐蚀介质中形成的腐蚀产物膜由上、下两层膜组成，上层膜的大小分布不均且易脱落，为Fe(OH)2；下层膜呈颗粒状分布，且均匀致密，为FeCO3。

耐磨管道用低合金耐磨钢的组织与性能

王跃华

2017, 42(4): 131-134. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.029

摘要 ( 212 )

PDF (698KB) ( 82 )

设计了4种不同成分的耐磨管道用低合金耐磨钢，通过轧态组织观察、力学性能、耐磨性能的测试，并对其热处理工艺进行研究。结果表明：性能最佳的成分为0.30%C、1.37% Mn、0.72% Si、0.92% Cr、0.31% Mo的耐磨钢试样轧态组织为板条状马氏体、少量贝氏体、部分珠光体的整合组织，其最佳热处理温度为淬火850 ℃，回火420 ℃，经该热处理工艺处理后，硬度达到47 HRC、冲击吸收能量64 J，符合产品性能要求，可批量生产。

P91管接头重复回火后的显微硬度与力学性能

王超1，党文静1，王伟博1，崔征1，王瑜2

2017, 42(4): 135-138. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.030

摘要 ( 194 )

PDF (699KB) ( 327 )

对经焊接、焊后热处理的P91无缝管接头分别进行1~4次回火处理，利用化学成分分析、常温和高温拉伸试验、显微硬度及金相试验等，研究了回火次数对焊接区域力学性能及显微组织的影响，并探索焊接区域在不同热处理次数下显微硬度与常温及高温力学性能的对应关系。结果表明，P91管焊接区域在多次回火热处理后，其显微组织为回火索氏体，但析出碳化物有增多的趋势；参比样的显微硬度与室温抗拉强度相关系数最大，即3.69，而回火一次后，试样的显微硬度与高温抗拉强度间相关系数达到最大值，即1.48。

脱溶析出对累积复合轧制Al/Zn层状复合材料组织及性能的影响

张永1,2，耿开杰1,2，赵妍1,2，季怡杰1,2，严彪1,2

2017, 42(4): 139-143. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.031

摘要 ( 168 )

PDF (697KB) ( 81 )

在400 ℃条件下采用累积复合轧制(ARB)工艺制备Al/Zn层状复合材料。采用SEM，TEM等设备对第二轧制周期试样及第三轧制周期的试样进行显微组织观察，结果表明：在轧制过程中，Al/Zn层间界面不同成分发生相互扩散，形成扩散层；随着轧制周期的结束，扩散层中过饱和的Zn原子随温度的降低而脱溶析出，在消除晶粒边界及内部位错的同时细化晶粒。在试样内部，因为扩散层中Zn原子存在浓度梯度，过饱和的Al基体中析出的富Zn相存在不同典型的组织形态。采用万能拉伸试验机对第一、第二、第三轧制周期试样进行力学性能测试，结果显示，随着轧制周期的增加，Al/Zn层状复合材料的抗拉强度和伸长率均有大幅度提升，抗拉强度由第一轧制周期的128.81MPa增加至第三轧制周期的351.54MPa，提升了173%，同时伸长率由6.66%提升至11.08%。采用SEM对试样断口进行观察后发现，断口表现出明显的复合材料强界面裂纹偏转现象。采用累积复合轧制（ARB）工艺制备Al/Zn层状复合材料，因为存在复合材料强界面裂纹偏转作用以及晶粒的细化作用，表现出良好的综合力学性能。

不同厚度7050铝合金[增]板材的组织与性能

鲁法云1, 2，3，赵凤1, 2，张军利1, 2，赵巍1, 2，丁清伟1, 2

2017, 42(4): 144-149. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.032

摘要 ( 188 )

PDF (698KB) ( 121 )

利用光学显微镜、扫描电镜、室温拉伸和紧凑拉伸实验对4种不同厚度的7050铝合金板材的显微组织、拉伸性能和断裂韧性进行分析。结果表明：7050合金板材中粗大第二相主要为Al7Cu2Fe相和Al2CuMg相，晶粒组织为不完全再结晶组织；从表层到心部第二相粒子数量增加，尺寸增大，分布变集中，再结晶比例逐渐降低；板材厚度增加，第二相粒子数量增加，尺寸增大，再结晶比例降低，但再结晶晶粒和亚晶尺寸逐渐增大。因此，厚度方向表层到心部，板材的强度和断裂韧性逐渐降低。此外，强度和断裂韧性具有一定的各向异性，同一厚度处L向的强度高于LT向和ST向，L-T向的断裂韧性大于T-L和S-L向。板材厚度增加，强度和断裂韧性降低，并且不同方向的性能差异增大。因此，板材厚度越大，越不利于获得均匀的组织和性能。

X90直缝埋弧焊管的形变硬化性能

封辉，吉玲康，王海涛，池强，张继明，李炎华

2017, 42(4): 150-153. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.033

摘要 ( 148 )

PDF (704KB) ( 296 )

采用拉伸试验、扫描电子显微镜研究了单相、双相X90直缝埋弧焊管横向、纵向拉伸形变硬化性能。结果表明，双相X90管线钢横向拉伸形变硬化指数并未呈现普通管线钢形变硬化指数随应变增加而降低的规律，而是在塑性变形初始阶段形变硬化指数较低，之后缓慢上升至稳定值。双相X90管线钢横向拉伸工程应力-应变曲线为Luders伸长型，即存在明显屈服平台，是其形变硬化性能不同于其它管线钢的主要原因。双相X90管线钢中铁素体作为软相和贝氏体作为硬相的组织特征及制管过程后的应变时效是其拉伸过程中出现屈服平台的重要影响因素。

33mm X80M钢母材及环焊接头的微观组织和析出物分析

郭朝海1,2

2017, 42(4): 154-158. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.034

摘要 ( 149 )

PDF (704KB) ( 75 )

采用OM，SEM，TEM等手段对33 mm X80M钢的母材及环焊接头的微观组织和析出物的组织状态进行了分析。结果表明，母材组织以针状铁素体为主，含有少量的准多边形铁素体和M/A组织，析出物主要为Nb和Ti的碳氮化物。经过环焊后，热影响区的细晶区组织为多边形铁素体和粒状贝氏体，粗晶区组织为粒状贝氏体和针状铁素体，焊缝组织为准多边形铁素体和晶内针状铁素体。通过TEM观察，焊缝中薄膜状的M/A组织分布于板条贝氏体之间，析出物主要是AlN、TiN和Al2O3复合物。

45钢表面微纳米多尺度结构制备及抗硫化粘污性能研究

刘环，揭晓华，张艳梅，罗松，卢国辉

2017, 42(4): 159-162. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.035

摘要 ( 204 )

PDF (699KB) ( 287 )

采用阳极氧化工艺在45钢表面生成微纳米多尺度结构，分析了温度和氧化剂对45钢表面形貌的影响，通过抗热震性试验、硫化试验研究其表面性能。结果表明：温度降低，微纳结构形成速度变缓，数量较少；加入氧化剂，反应速度加快，表面纳米结构杂乱无序，分布不均匀；硫化试验发现污染物少，腐蚀较轻。

碳纤维表面镀铜SEM表征及XPS分析

季根顺1,2,张育铭2, 薛向军3,刘金欣2

2017, 42(4): 163-166. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.036

摘要 ( 289 )

PDF (700KB) ( 156 )

采用电镀法制备了镀铜短碳纤维,借助扫描电子显微镜(SEM)对镀层微观形貌以及镀层厚度进行了微观表征,并利用X射线光电子能谱(XPS)分析技术对镀层的化学成分和镀层中主要元素化合价态进行了分析?结果表明:经过预处理的碳纤维表面变得粗糙,有很多亲水性含氧官能团;电镀电压2 V,电镀时间20 min,电镀温度30 ℃时,可获厚度约1.2 μm?短碳纤维端头被镀层紧紧包裹的均匀电镀层;镀层中间大部分铜以单质形式存在,表面镀铜层被氧化成氧化铜,镀层仿形生成,与碳纤维形成一个紧密的镶嵌体系?

扫描速度对激光熔覆Ni基h-BN复合涂层组织及性能的影响

周丹丹1，孙荣禄1,2

2017, 42(4): 167-171. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.037

摘要 ( 214 )

PDF (705KB) ( 207 )

使用半导体激光器在TC4合金表面制备了Ni60+10%h-BN复合涂层。使用OM、SEM、EDS显微硬度计和摩擦磨损试验机等分析了扫描速度对涂层宏观形貌、稀释率、显微组织、硬度及摩擦磨损性能的影响。结果表明，随着扫描速度的加快，熔覆层宽度、高度、基体熔深、稀释率均减小。获得了以γ-Ni为增韧相，TiC、CrB、TiB2、TiB为增强相，h-BN为润滑相的自润滑复合涂层。随着扫描速度的加快，熔覆层平均显微硬度呈现先升高后降低的规律，扫描速度V=8 mm/s时显微硬度、摩擦磨损性能达到最佳，显微硬度大约为1200 HV0.5、摩擦因数在0.37~0.4之间、磨损量为2.6 mg。

占空比对多弧离子镀纯Cr涂层表面形貌的影响

曾小安1,邱长军1,张文1,王浩然1，王晓婧2，刘艳红2,李怀林2

2017, 42(4): 172-174. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.038

摘要 ( 172 )

PDF (699KB) ( 66 )

利用多弧离子镀技术于不同的占空比条件下在锆合金表面制备出纯Cr涂层，采用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪(XRD)分析了纯Cr涂层表面形貌和择优生长取向的变化规律,并利用Image J软件对纯Cr涂层表面的孔隙率进行分析。结果表明：占空比的改变显著影响着纯Cr涂层的微观形貌、择优生长取向和孔隙率。随着占空比的增大，纯Cr涂层的表面大颗粒数目和孔隙率逐渐减少，表面形貌得到改善，同时纯Cr涂层晶体择优生长趋势由（110）晶面转向（200）晶面。

CMAS环境下PS-PVD 7YSZ涂层的抗热冲击性能及失效机制

王允良1, 2，邓畅光2，詹肇麟1，张吉阜2

2017, 42(4): 175-179. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.039

摘要 ( 171 )

PDF (697KB) ( 87 )

采用等离子喷涂-物理气相沉积（PS-PVD）工艺制备柱状7YSZ热障涂层，同时在7YSZ涂层表面沉积CMAS熔盐，研究在1250 ℃高温下，CMAS对柱状PS-PVD 7YSZ涂层抗热冲击性能的影响。采用SEM、EDS、XRD等检测方法分析热障涂层微观结构、元素分布和物相组成。结果表明：沉积CMAS熔盐的7YSZ涂层在热循环240次发生层离剥落失效，而未沉积CAMS的涂层无明显剥落，其热循环寿命明显优于沉积CMAS熔盐的7YSZ涂层。在CMAS和循环热冲击的耦合作用下，PS-PVD 7YSZ涂层失效机制为：在热冲击过程中，CMAS熔盐渗入并填充7YSZ涂层，引起渗透区和未渗透区热膨胀系数不均衡，从而产生热不匹配应力；此外，热冲击过程中由于温度梯度的存在也会引起温度梯度热应力，在这两种热应力的耦合作用下，引起涂层内部横向裂纹的产生，并随着热冲击次数的增加，横向裂纹发生扩展，最终导致涂层出现层离剥落失效。

镍基复合材料涂层的激光熔覆制备及表征

唐友亮1，蔡维平2，张锦1

2017, 42(4): 180-184. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.040

摘要 ( 183 )

PDF (701KB) ( 70 )

利用激光熔覆技术在在0Cr18Ni9奥氏体不锈钢表面制备了NiCr/Cr3C2-MoS2-BaF2复合材料耐磨自润滑涂层，采用X衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）分析了熔覆层的物相组成及显微组织，采用显微硬度计测试了涂层沿层深方向的显微硬度分布，并在室温环境下对涂层进行干滑动摩擦磨损试验。结果表明：涂层主要由γ-( Ni，Fe)共晶化合物、碳化物硬质Cr7C3、CrS以及少量的MoS2润滑相和少量BaF2组成，熔覆层的显微硬度平均值约为783 HV0.2，是基体的2.44倍，熔覆层总体摩擦因数和磨损率明显低于基体，磨损率约为基体的1/5。磨损过程中产生的润滑氧化膜有利于提高其耐磨损性能。

激光表面织构氮化钛薄膜的摩擦磨损性能

宋敏1，成浩2，柴聘聘2，朱帅帅2

2017, 42(4): 185-190. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.041

摘要 ( 217 )

PDF (699KB) ( 357 )

采用磁控溅射法制备了TiN薄膜，研究了其与激光表面织构的摩擦学协同效应，并基于磨损表面分析，探讨了其减摩抗磨机理。结果表明：TiN薄膜与表面织构具有优异的协同抗磨作用，但减摩作用不明显。织构化TiN薄膜的磨损率相对于原始TiN薄膜降低约20%。表面织构因“机械捕捉效应”和“微存储效应”降低TiN薄膜磨损表面的物质损失，磨损机理为氧化磨损和磨粒磨损。

SKD11冷作模具裂纹原因分析

雷淑梅1，张成毅1，匡同春2，陈灵2，陈丽凤1，张美英1，尹诗衡1

2017, 42(4): 191-195. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.042

摘要 ( 216 )

PDF (699KB) ( 321 )

SKD11冷作模具热处理后经磨削加工入库放置时检查一侧表面发现裂纹。通过直读光谱仪、硬度计、金相显微镜、电子探针分别对模具化学成分、硬度、夹杂物以及金相组织进行检测分析。结果表明：原始显微组织不均匀、条带状成分偏析严重，晶粒粗大、晶界宽化的过热倾向以及残留奥氏体多回火不足等因素，造成马氏体转变时淬火残余应力过大，在淬火过程中及后续的模具放置应力释放过程中，内应力最终超过材料的强度极限，导致SKD11冷作模具表面裂纹的加速形成及纵深扩展。

440MPa冷轧含磷IF高强钢带表面氧化色缺陷控制

罗晓阳，王瑾，赵小龙,张梁

2017, 42(4): 195-199. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.043

摘要 ( 258 )

PDF (758KB) ( 320 )

采用EPMA、EDS对CSP工艺生产440MPa冷轧含磷IF高强钢带表面氧化色进行了研究，分析氧化色形成原理，讨论了罩式炉退火气氛、合金元素对氧化色形成的影响。结果表明，降低钢中Mn、Ti含量添加微量的Nb、Si合金,退火初期采用120 m3/h氮气吹扫,并在550～180 ℃进行冷却时增加氢气吹扫，冷轧板形采用微边浪模式均可抑制氧化色的产生，同时降低生产成本3.7%。

耐磨钢球落球试验开裂原因分析

董登超，张珂，吴园园，洪慧敏

2017, 42(4): 200-203. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.044

摘要 ( 209 )

PDF (698KB) ( 344 )

为查明落球试验中耐磨钢球未达到规定次数而开裂的原因，对开裂钢球的化学成分、显微组织、断口形貌、非金属夹杂物以及洛氏硬度等进行试验分析。结果表明：开裂钢球断口处实际奥氏体晶粒粗大，且晶粒大小不均匀；开裂钢球基体及断口裂纹源处发现大尺寸的非金属夹杂物，其主要成分为含钙镁铝等元素的硅酸盐。基于试验分析，推测开裂原因为：应用余热淬火工艺对钢球进行热处理时，加热温度不易控制，导致奥氏体晶粒粗大与不均匀，加剧材料淬火应力分布不均，导致局部应力集中，在落球试验过程中，形成裂纹源而导致开裂。在采取适当降低原材料的加热温度，缩短钢球出水到回火炉的时间间隔等改进措施后，单颗钢球10 m落球次数成功达到5000次以上的测试要求。

45钢锥套淬火裂纹失效分析

王长健

2017, 42(4): 204-207. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.045

摘要 ( 206 )

PDF (696KB) ( 376 )

某45钢锥套锻件在调质热处理后的粗加工时发现轮缘面有沿圆周向裂纹。通过金相、化学成分、硬度测试、扫描电镜、补充热处理等分析试验，对45钢锥套裂纹原因进行了分析。结果表明，该45钢锥套裂纹性质为淬火裂纹，淬火裂纹产生原因有二：一是淬火介质为盐水，淬火冷速过快，淬火冷却应力过大；二是锥套轮缘面厚度处于45钢临界淬火尺寸范围内。并提出了热处理工艺参数预防措施，至今未再发生类似事故，锥套锻件废品率降为零。

翅片管换热器的结构优化

杨文静，王赫，丛培武，周新宇，徐跃明

2017, 42(4): 208-211. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.04.046

摘要 ( 206 )

PDF (792KB) ( 384 )

基于传热学基本原理以及翅片管换热器的基本理论，通过改变翅片管换热器的翅片管横纵间距、翅片间距、翅片厚度、高度等结构参数，对现有的换热器结构进行优化。采用正交试验数值模拟与工程试验相结合的方法，系统分析翅片管换热器自身结构以及排布方式对换热效果的影响。结果表明：数值模拟与工程试验结果相吻合，换热器出水口温度从以往的28.6℃升高到37.2℃，说明其单位时间内交换出更多热量，其换热效率得到了提高。

本期目录