金属热处理

宋旭东, 袁鸽成, 黎小辉, 奉隆彪

2020, 45(2): 1-6. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.001

摘要 ( 54 )

PDF (3858KB) ( 33 )

为了研究镁合金经异步轧制后的微观组织及织构演变,使用4种不同异速比对挤压态的Mg-3Zn-2(Ce/La)-1Mn合金进行异步轧制试验。结果表明:相对于初始的挤压态样品,异步轧制后的组织更均匀细小;随着异速比的增大,再结晶晶粒数量增多,第二相破碎,晶粒和第二相粒子的尺寸减小,组织的均匀化程度提高;样品中主要存在两种第二相,即α-Mn相和Mg_xZn_y-Mn-(Ce/La)相;锥面<c+a>滑移及基面<a>滑移在异步轧制过程中扮演着重要的角色,且基面取向出现了从RD向TD的30°~45°偏转,织构逐渐趋于随机化。强剪切应变的引入、<c+a>锥面滑移以及基极的偏转对织构的随机化具有显著的影响。

热处理对C-276合金无缝管晶粒长大行为的影响

路言, 高佩

2020, 45(2): 7-10. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.002

摘要 ( 61 )

PDF (1212KB) ( 40 )

研究了不同的热处理工艺对C-276合金冷轧无缝管晶粒长大行为的影响。结果表明:在同一保温时间下,随热处理温度的升高,C-276合金的晶粒尺寸逐渐增大,且不同保温时间下的晶粒长大趋势相同。当热处理温度为1040～1080 ℃时,晶粒长大较快;在1080～1160 ℃时放缓;在1160～1200 ℃时又加快。在1040～1200 ℃下保温10 min后C-276合金的晶界迁移表观激活能为313.77 kJ/mol。当热处理温度为1040～1080 ℃时,随保温时间的延长晶粒长大较为缓慢;温度为1120～1160 ℃时,当保温时间在10 min内,晶粒长大较快,当保温时间大于10 min后晶粒长大减慢;温度升高到1200 ℃时,随保温时间的延长晶粒长大趋势较为平缓。热处理温度在1040～1200 ℃范围内,随温度的升高,C-276合金的晶粒长大动力学时间指数η先增大后减小。

组织形态对2.25Cr-1Mo钢长期时效稳定性的影响

韩少强, 赵吉庆, 万润东, 杨钢

2020, 45(2): 11-18. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.003

摘要 ( 75 )

PDF (4457KB) ( 37 )

通过力学性能检测、微观组织分析、相分析等方法,研究了不同组织形态2.25Cr-1Mo钢在530 ℃×2000 h长期时效过程中的组织与力学性能稳定性。结果表明:随着正火冷速下降,组织中大尺寸等轴状铁素体含量增加,贝氏体含量下降。组织中贝氏体含量高时,钢的强韧性匹配良好,时效过程第二相碳化物粗化不明显,组织稳定性更高。大尺寸等轴状铁素体基体强度低,时效过程界面碳化物粗化与聚集速率快,且沿晶界呈链状分布,导致组织稳定性较差。铁素体含量＞40%,时效脆化现象显著。

室温及液氮控温对轧制态Al-Sc合金力学性能及织构的影响

罗志勇, 李亨, 王振, 李明

2020, 45(2): 19-22. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.004

摘要 ( 63 )

PDF (1777KB) ( 26 )

通过显微硬度、拉伸性能测试、显微组织分析、扫描电镜分析以及背散射电子衍射分析,研究了室温与液氮控温80%轧制变形对Al-Sc合金组织及力学性能的影响。结果表明:室温轧制与液氮控温轧制后合金的硬度分别为105 HV0.3和162 HV0.3,抗拉强度、屈服强度、伸长率分别为335 MPa、296 MPa、5.5%和443 MPa、415 MPa、6.7%;轧制后合金中多为小角度晶界,室温与液氮控温轧制后平均晶粒尺寸分别为40 μm和1 μm;由于层错能的影响,合金液氮控温轧制之后的主要织构类型为Brass织构{110}<112>、S织构{123}<634>和 Copper织构{112}<111>。

GH4169合金的冷变形行为

温博, 吕旭东, 杜金辉

2020, 45(2): 23-28. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.005

摘要 ( 57 )

PDF (3466KB) ( 28 )

通过室温压缩试验、数学模型拟合、光学显微镜(OM)、电子背散射衍射(EBSD)和显微硬度等手段,建立GH4169合金冷变形本构方程,研究了冷变形量及应变速率对GH4169合金组织和性能的影响。结果表明,GH4169合金冷变形加工硬化规律基本符合Hollomon方程,其中应变速率对加工硬化影响较小,变形量是影响加工硬化的主要因素;随着变形量的增大,晶粒的变形程度增大,晶粒内部的小角度晶界随着变形量的增大逐渐增多,并有部分向大角度晶界转化;合金的显微硬度也随着变形量的增大而逐渐增大。

冷拉拔变形量对Cu-Al₂O₃弥散强化铜合金线材组织性能的影响

彭冬冬, 鲁世强, 甘春雷, 王顺成, 张冬平

2020, 45(2): 29-35. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.006

摘要 ( 79 )

PDF (5211KB) ( 44 )

对退火态Cu-0.2%Al₂O₃弥散强化铜合金进行最大变形量达99％的冷拉拔加工,采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和拉伸试验机等测试手段,研究了冷拉拔变形量对合金微观组织、织构、导电率及力学性能的影响规律。结果表明:随着冷拉拔变形量的增加,合金的微观组织由较粗的长条形组织变成细长的纤维组织,并且经过大变形量冷拉拔加工后部分Al₂O₃颗粒发生了破碎;当变形量为0%时,合金的织构由黄铜织构{011}<211>和立方织构{001}<100>组成,冷拉拔变形量达到60%后,部分立方织构和黄铜织构逐渐转变为高斯织构{011}<100>和铜型织构{112}<111>;冷拉拔变形量对合金导电率几乎没有影响;合金的显微硬度从141 HV0.3增加到161 HV0.3,而合金的抗拉强度由492 MPa增加到637 MPa,屈服强度由452 MPa增加到605 MPa,伸长率由14.0%下降至1.0%,并且发现合金拉伸断裂为韧性断裂。研究结果表明Cu-0.2%Al₂O₃弥散强化铜合金具有较优良的塑性加工性能。

轧制路径对ZK60镁合金板材组织和性能的影响

李骆宾, 江鹏, 任广猛, 张可, 王昊, 冉瑞英, 张屹

2020, 45(2): 36-41. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.007

摘要 ( 60 )

PDF (2334KB) ( 28 )

在250 ℃对轧制-热处理态ZK60镁合金板材进行9道次不同路径的轧制试验。采用光学显微镜、电子万能试验机、SEM、XRD等研究了轧制试验后ZK60镁合金的显微组织、室温拉伸性能、断口形貌及晶粒择优取向。结果表明:轧制路径对ZK60镁合金板材的晶粒尺寸变化无明显影响,但压下量对镁合金组织内的孪晶变化有很大影响;轧制路径的变化对ZK60镁合金板材的各向异性和力学性能有较大影响,在交叉+45°的路径下轧制后ZK60镁合金板材,各向异性较弱,具有良好的综合力学性能和轧制成形能力,其屈服强度、抗拉强度和伸长率分别达到244.31 MPa、371.14 MPa和25.46%;交叉+45°路径轧制对ZK60镁合金的晶粒择优取向有明显影响,能够改善镁合金板材的晶粒择优取向和各向异性,提高ZK60镁合金的力学性能。

DP980高强钢连续退火后的组织与性能

刘靖宝, 张洪波, 耿志宇, 魏焕君

2020, 45(2): 42-45. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.008

摘要 ( 68 )

PDF (2746KB) ( 42 )

研究了不同工艺参数对980 MPa级连续退火双相钢组织及力学性能的影响,利用光学显微镜、透射电镜(TEM)以及拉伸试验对双相钢的微观组织和力学性能进行测试及分析。结果表明:DP980钢的退火组织主要由铁素体、马氏体岛和少量的贝氏体组成,马氏体岛附近的位错密度较高。随着均热温度的升高,DP980钢的抗拉强度呈现先降低后升高的趋势,屈服强度与抗拉强度的趋势一致,伸长率先升高后降低。随着过时效温度的升高,DP980钢的抗拉强度和屈服强度降低,降低幅度较小,伸长率上升,但变化不明显,说明通过调整过时效温度来调控其力学性能的作用较小。

7075铝合金热变形连接接头的组织与性能

江海洋, 孙明月, 吴铭方, 乔岩欣

2020, 45(2): 46-50. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.009

摘要 ( 55 )

PDF (2821KB) ( 29 )

应用Gleeble-3500热模拟机对7075铝合金进行了热变形连接试验,利用金相显微镜和扫描电镜对不同温度和保温时间的接头界面组织进行了观察和分析,并对接头进行了拉伸性能测试。结果表明:当连接温度为460 ℃,保温时间为24 h时,对界面进行EDS分析,界面处已经没有氧化物的偏聚,此时的力学性能最佳,抗拉强度达到444 MPa,屈服强度为265 MPa。

不同处理态Al-Mg-Si铝合金的组织性能

张贵钊, 姜锋, 周巍, 王琮凯, 叶鹏程

2020, 45(2): 51-55. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.010

摘要 ( 53 )

PDF (2104KB) ( 22 )

采用扫描电镜、透射电镜、能谱分析和拉伸测试等手段,研究了热处理对Y、Zr微合金化Al-Mg-Si铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:添加Y、Zr有助于细化合金铸态晶粒,合金铸态组织在晶界处有明显的偏析,经535 ℃×14 h均匀化处理后偏析现象得到改善。合金经热挤压后,沿挤压方向分布着大量的第二相,随着固溶温度的增加,第二相逐渐溶解在铝基体中。时效处理后,合金中弥散分布着大量的β″相以及其他细小的析出相,起到第二相强化的作用。合金经530 ℃×2 h固溶+180 ℃×8 h时效热处理后的力学性能最佳,抗拉强度达408 MPa,伸长率为14.8%。

TiC颗粒增强低合金铁素体钢的耐磨性能

刘罗锦, 孙新军, 梁小凯, 叶晓瑜

2020, 45(2): 56-60. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.011

摘要 ( 59 )

PDF (2292KB) ( 157 )

通过与传统低合金铁素体钢做对比,研究了原位合成方法制备的1.0vol%TiC颗粒增强型铁素体耐磨钢的磨粒磨损性能。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)对试验钢的显微组织形貌和析出相粒子分布进行了分析,并对试验钢的硬度、强度、韧塑性和磨粒磨损性能进行测试。试验结果表明: 经过轧制后的TiC粒子在试验钢中分布均匀,其中纳米TiC粒子产生明显的沉淀强化作用,提高了基体的强度和硬度,并保证了良好的弯曲性能。粒径1～5 μm的TiC颗粒有效阻碍了磨粒对基体的犁削作用,提高了基体抵抗磨粒磨损的能力,TiC增强后的铁素体试验钢磨损量仅为未增强铁素体钢的60%,与未增强铁素体钢淬火+低温回火处理后的耐磨性相当。TiC颗粒增强铁素体钢的磨粒磨损机制既包括犁皱塑性变形机制又包括显微切削机制,钢的耐磨性提高为纳米、微米TiC粒子共同作用的结果。

高Cu含量Al-Cu-Li-Sc合金中W(Al₈Cu₄Sc)相的形成机制

孔德斌, 李彩琼

2020, 45(2): 61-65. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.012

摘要 ( 52 )

PDF (2657KB) ( 22 )

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针显微分析(EPMA)、X射线衍射(XRD)以及扫描透射电镜(STEM),研究了一种高Cu含量Al-2.35Cu-4.6Li-0.12Sc(at%)合金在均匀化热处理过程中微观组织演变以及W(Al₈Cu₄Sc)相的形成机制。结果表明:铸态时,合金中的主要凝固相为T_B(Al₇Cu₄Li)相,Sc主要以过饱和固溶体的形式存在于基体中;均匀化后,T_B相完全溶解,基体中的Cu含量增加,Sc含量减少,稳定的W相形成。分析表明,由于T_B相与基体界面是非共格的,W相优先在此界面形核将有利于其形核能的降低。W相形核后通过不断消耗其附着的T_B相上的Cu原子和Al基体中的过饱和Sc原子而逐渐长大,直至形成尺寸1 μm左右的稳定粒子。

Si含量及终轧温度对屏蔽用电磁纯铁磁性能的影响

段美琪, 曹建春, 王瑞珍, 蔡梦茹, 葛昕

2020, 45(2): 66-71. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.013

摘要 ( 63 )

PDF (3365KB) ( 34 )

为优化屏蔽用电磁纯铁的磁性能,研究了Si含量及终轧温度(770~920 ℃)对屏蔽用电磁纯铁磁性能的影响。结果表明,随着硅含量增加到2.0%,最大磁导率先增大后减小,矫顽力与之相反,饱和磁感应强度逐渐减小但减幅较小。随着终轧温度的升高,晶粒中难磁化方向[111]组分先急剧减少后缓慢增多,有利的(110)[001]组分缓慢增多,偏差度先变小后增大。试验钢中磁性能最佳的成分和工艺是含1.4%Si的电磁纯铁840 ℃终轧,1100 ℃退火,其最大磁导率为37.84 mH/m,矫顽力为16.85 A/m,饱和磁感应为1.80 T,在直流低频弱磁场的环境下,屏蔽效能为13.92 dB。

Nb元素的添加对Fe-Co-2V软磁合金微观结构的影响

王炫东, 王东玲, 张敬霖, 于一鹏, 吴滨, 张建福

2020, 45(2): 72-75. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.014

摘要 ( 52 )

PDF (1449KB) ( 23 )

Fe-49Co-2V与Fe-49Co-2V-0.3Nb合金经热轧、冷轧制成带材,之后在850 ℃进行2 h退火热处理。使用透射电镜和选区电子衍射对合金微观组织结构进行观察,结果表明Nb元素的添加促进了析出相的形成,析出相为Nb与Co、Fe组成的小尺寸晶粒,不含V元素,其化学式为Co₃Nb,其中部分Co原子被替换为Fe原子。在铸态样品中同样发现了形态不同的析出相,推测可能是带材中析出相的来源。在添加Nb元素的合金中发现条纹状孪晶结构且集中于析出相附近,推测可能与合金伸长率升高及晶粒细化有关。

连续退火工艺对440MPa级含La高强IF钢组织和性能的影响

任志恒, 任慧平, 金自力, 李玮

2020, 45(2): 76-80. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.015

摘要 ( 59 )

PDF (1923KB) ( 29 )

通过用热模拟试验机对440MPa级含La高强IF钢经过不同连续退火工艺下的组织、析出物和性能进行研究,分析了连续退火工艺对组织和性能的影响。结果表明:440MPa级含La高强IF钢在连续退火过程中,在800℃,120m/min的退火工艺下能发生完全再结晶,并且提升退火板带的运行速度能有效的细化晶粒,减少FeTiP的析出并优化织构,从而提升板材的硬度和深冲性能,得到合格产品。

Cr22Ni13Mn5Mo2N奥氏体不锈钢的热轧工艺

李兵兵, 陈海涛, 郎宇平, 陈清明

2020, 45(2): 81-86. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.016

摘要 ( 52 )

PDF (2289KB) ( 26 )

运用Gleeble-3800热模拟试验机研究了00Cr22Ni13Mn5Mo2N奥氏体不锈钢在变形温度为1000～1200 ℃,变形量为50%、60%、70%,应变速率为0.05 s^-1条件下的热压缩变形行为,并观察分析变形后试样组织形貌和经1080 ℃固溶热处理后试样的组织形貌。观察试样固溶热处理前后的组织形貌得到在1000~1150 ℃下进行热压缩变形,随着变形量的增加,动态再结晶越完全;经过固溶热处理后,静态再结晶就越充分。但在1200 ℃时,温度过高,再结晶已完成并且晶粒发生长大。在变形量分别为50%、60%和70%时,随着变形温度的升高,再结晶越完全,经固溶热处理后,再结晶更完全。00Cr22Ni13Mn5Mo2N奥氏体不锈钢热轧最佳轧制温度为1100 ℃,压缩变形量为70%。

淬火配分处理对锻态Fe-0.2C-9Mn-3.5Al钢显微组织及力学行为的影响

李金鑫, 黄兴民, 张雷, 吕超, 戴光泽

2020, 45(2): 87-93. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.017

摘要 ( 50 )

PDF (3372KB) ( 35 )

分析了淬火配分处理对锻态Fe-0.2C-9Mn-3.5Al钢显微组织及力学行为的影响。结果表明,热处理态试验钢主要由块状δ-铁素体、马氏体和板条状残留奥氏体等多相构成;残留奥氏体的体积分数随等温淬火温度升高而增大,在310 ℃时达到峰值;310 ℃等温淬火后在400 ℃配分3 min时可以获得较优的综合力学性能,抗拉强度和断后伸长率分别为1175 MPa和21.50%,强塑积达到25.26 GPa·%;应力-应变曲线中存在着明显的“锯齿”状起伏,可能与亚稳态的残留奥氏体集中转变为马氏体有关。

热处理对NiTi形状记忆合金力学性能的影响

张昊, 李艳杰, 韩光, 杨令强, 高蕊

2020, 45(2): 94-99. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.018

摘要 ( 54 )

PDF (2006KB) ( 32 )

研究了热处理工艺对50.8at%NiTi形状记忆合金力学性能的影响。通过对NiTi合金试样在不同温度下进行固溶处理和时效处理并进行单向拉伸试验,得到试样的屈服强度、抗拉强度、弹性模量和泊松比等力学性能参数。通过光学显微镜对热处理前后试样的显微组织进行观察,估算其晶粒尺寸,并利用Hall-Petch理论分析了试样的晶粒尺寸对屈服强度的影响。研究发现将NiTi合金先进行固溶处理,再进行时效处理,其力学性能改善较为明显。为NiTi 形状记忆合金的工程应用提供了试验依据,有利于扩大该合金的工程应用范围。

热处理工艺对51CrV4钢组织及性能的影响

张炜, 胥洲, 高东宏, 柳超

2020, 45(2): 100-104. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.019

摘要 ( 63 )

PDF (2887KB) ( 35 )

研究了淬火回火和等温淬火热处理工艺对51CrV4钢显微组织、力学性能及疲劳性能的影响。结果表明,与淬火回火的传统热处理工艺相比,51CrV4钢等温淬火热处理后显微组织为下贝氏体+马氏体+残留奥氏体的复相组织,抗拉强度、断后伸长率、断裂韧性及疲劳极限分别提高14%、24%、34%和15%,获得高强度、高塑性和高韧性的综合力学性能,以及优良的疲劳性能。

回火温度对铬镍合金结构钢组织性能的影响

杨晰, 苏春霞, 陈本文, 李培兴, 高山, 李福坤

2020, 45(2): 105-107. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.020

摘要 ( 57 )

PDF (2299KB) ( 35 )

利用SEM、TEM手段研究了不同回火温度对铬镍合金结构钢组织性能影响。结果表明:随回火温度的升高,试验钢的硬度、强度呈下降趋势;塑性、韧性先下降,随后出现缓慢上升平台,最后迅速提高;低温下剪切唇主要为韧窝状,有的韧窝较大且较浅,断口心部呈现准解理断裂特征,随回火温度升高,心部的韧窝数量随之增加;淬火后,200 ℃回火组织为合金渗碳体尺寸细小、板条界面清晰的回火马氏体,400 ℃回火组织为合金渗碳体呈杆状、界面较模糊的回火托氏体,600 ℃回火组织为合金渗碳体呈球状、无板条状特征的回火索氏体。

热处理工艺对离心铸造高铬铸铁轧辊组织及硬度的影响

曹宇, 宋新莉, 郑爱琴, 陈荣东, 贾涓, 毕云杰

2020, 45(2): 108-113. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.021

摘要 ( 66 )

PDF (3615KB) ( 27 )

采用了光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、洛氏硬度计等仪器,研究了离心铸造高铬铸铁轧辊铸态及淬火与回火后的显微组织结构、碳化物和硬度等。结果表明:高铬铸铁轧铸态组织主要是由奥氏体+少量马氏体+(Cr,Fe)₇C₃碳化物组成,碳化物呈粗大板条状或块状,不同温度热处理后,得到回火马氏体+(Cr,Fe)₇C₃+Cr₇C₃碳化物的组织,组织中粗大板条状碳化物消失,得到细小块状或椭圆状碳化物。该高铬铸铁轧辊铸态硬度为56.0HRC左右,在950℃淬火及400℃回火处理后硬度增加到了约65.5HRC。

硬岩掘进盾构机刀圈的热处理

韦家波, 程晓农, 张伯承, 张洁, 李洋城, 罗锐, 袁志钟

2020, 45(2): 114-119. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.022

摘要 ( 224 )

PDF (2464KB) ( 33 )

采用电渣重熔、多向锻造和超细化处理对刀圈用H13钢的微观组织进行了优化,并对优化后的H13钢进行了常规热处理,分析该钢硬度与冲击韧性之间的关系,据此对H13钢刀圈进行弹硬热处理。结果表明:经弹硬热处理后,刀刃形成回火马氏体组织,硬度提高至59 HRC;刀座形成回火托氏体组织,硬度降低为44 HRC,冲击吸收能量升至23.5 J,实现了高硬刀刃与高弹刀座的性能配合,进而使刀圈具有收缩回弹的弹性特点,显著提高刀圈的使用寿命与破岩效率。

固溶时效对节镍型高氮奥氏体不锈钢组织的影响

常金宝, 赵英利, 嵇爽, 张福利, 杨现亮, 裴建明

2020, 45(2): 120-124. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.023

摘要 ( 64 )

PDF (3786KB) ( 39 )

对热轧态节镍型高氮奥氏体不锈钢进行固溶及时效处理,利用光学显微镜、电子背散射衍射,结合相图系统分析该材料固溶处理及时效后组织变化规律。结果表明,1050 ℃固溶处理后,试验钢基体为奥氏体,存在少量的铁素体,奥氏体晶粒形状偏等轴,晶粒内部存在大量孪晶。时效后,析出相主要为Cr₂N、CrN、Cr₂₃C₆。在时效时间为5 h不变的条件下,温度由650 ℃升高至800 ℃,碳化物及氮化物数量呈现先增长后降低的趋势,在750 ℃时数量最多。而在750 ℃时效5~10 h范围内,随着时效时间的增加,析出相数量变化不大。析出相的析出过程为:先在晶界交叉处析出胞状析出物,随时间的延长,在晶界逐渐析出条状析出物,在晶内开始出现并逐渐长大,最终形成类珠光体的片层状析出。

热处理工艺对高压气瓶用34CrMo4钢屈强比的影响

张雨源, 杨刚, 范俊明, 范国金

2020, 45(2): 125-128. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.024

摘要 ( 88 )

PDF (1993KB) ( 29 )

为了改善高压气瓶用34CrMo4钢屈强比较高的问题,分别研究了调质处理(QT)、在浓度为7.5%PAG水溶性淬火剂中的淬火+回火(Q₁T)、亚温淬火+回火(IT)和淬火+亚温淬火+回火(QIT)4种不同热处理工艺对34CrMo4钢屈强比的影响,以及屈强比与微观组织之间的关系。结果表明:采用QT工艺得到回火索氏体组织,屈强比最高;采用Q₁T工艺得到较粗的回火索氏体组织,屈强比较高;采用IT工艺得到回火索氏体+块状及板条状铁素体两相组织,屈强比较低;采用QIT工艺得到回火索氏体+均匀分布的板条铁素体两相组织,屈强比最低。试样的组织为硬相回火索氏体上分布着软相铁素体时,有较低的屈强比。

缓冷出口温度对连续退火SPCC冷轧薄板屈服强度的影响

周博文, 蒋才灵, 樊雷, 周骅, 高源, 李宇楠, 叶姜

2020, 45(2): 129-133. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.025

摘要 ( 55 )

PDF (1344KB) ( 26 )

研究了缓冷出口温度对连续退火SPCC冷轧薄板组织和屈服强度的影响。结果表明:连续退火SPCC冷轧薄板的组织由等轴的铁素体晶粒和晶界处的块状渗碳体及晶粒内的颗粒状渗碳体组成。随着缓冷出口温度从680 ℃提高至700 ℃,平均晶粒尺寸从10.1 μm增加至12.5 μm;此外,提高缓冷出口温度还能够抑制晶界处块状渗碳体的形成,促进晶粒内细小渗碳体更加细小弥散的析出。当缓冷出口温度从680 ℃提高至700 ℃时,冷轧薄板的屈服强度约降低了28 MPa。

回火工艺对ZG30Mn铸钢组织与力学性能的影响

唐彩, 陈波, 范汇吉

2020, 45(2): 134-137. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.026

摘要 ( 68 )

PDF (2488KB) ( 23 )

基于光学显微镜(OM)对不同回火工艺参数下的ZG30Mn铸钢显微组织进行观察分析,同时进行拉伸性能、布氏硬度与冲击性能等力学性能检测。结果表明,经不同回火温度与回火时间处理后,ZG30Mn铸钢显微组织均以不同形态的回火索氏体为主。在相同的保温时间(90 min)下,随着回火温度(580、600、620、640 ℃)的升高,ZG30Mn铸钢的强度与硬度均不断减小,断后伸长率和冲击吸收能量均呈不断增大的趋势。在相同的回火温度(620 ℃)下,随着回火时间(30、60、90、120 min)的增加,ZG30Mn铸钢的强度与硬度均不断减小,但断后伸长率和冲击吸收能量呈现先增后减的变化趋势。回火温度对马氏体向索氏体转变过程起关键作用,温度的升高将影响α-Fe相回复和再结晶的效率,弥散的细小渗碳体逐渐长大并球化,导致强度与硬度降低,断后伸长率和冲击吸收能量增加。而回火保温时间将决定渗碳体的长大程度,随回火时间的增加,渗碳体的聚集长大导致断后伸长率和冲击吸收能量降低。

配分工艺对301奥氏体不锈钢组织和力学性能的影响

李雨浓, 邹德宁, 周雨晴, 庞阳, 赵碧芳

2020, 45(2): 138-142. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.027

摘要 ( 51 )

PDF (2225KB) ( 28 )

拟以淬火-配分的新型热处理工艺替代冷变形加工硬化工艺,进而提高亚稳态奥氏体不锈钢的力学性能。以301不锈钢为研究对象,采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、铁素体测量仪、万能试验机及显微硬度计等表征手段,分析了不同配分热处理制度对301不锈钢微观组织及力学性能的影响。结果表明:301亚稳态奥氏体不锈钢经不同淬火-配分工艺热处理后,其显微组织主要由板条状马氏体、奥氏体以及微量碳化物组成;其力学性能对配分温度不够敏感,但随配分时间的延长会不断优化。在450 ℃配分30 min后,301奥氏体不锈钢的综合力学性能达到最优,其屈服强度、抗拉强度、伸长率及硬度分别为432.37 MPa、1212 MPa、44.28%及193.16 HV0.2。

非等温时效对7003铝合金组织和性能的影响

余罡, 向剑波, 赵忠新, 罗丰华

2020, 45(2): 143-148. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.028

摘要 ( 48 )

PDF (2217KB) ( 26 )

结合TEM与力学性能测试对7003铝合金在非等温时效过程中的析出行为和强化规律进行了研究,合金的抗腐蚀性能通过电导率、晶间腐蚀和电化学腐蚀的结果来评估。结果表明:以20 ℃/h升温至180 ℃时,合金的硬度和强度达到了113 HV0.5和367.8 MPa的峰值,与T6态标准相当。在降温阶段180~160 ℃范围内合金能够获得比T74更高的强度和相近的电导率。随着非等温时效的进行,合金的抗腐蚀性能不断提升。GP区和η′相在升温阶段为主要的析出相,到了降温阶段,晶内GP区逐渐消失,η′相不断粗化并有新的细小析出相形成。从升温开始到降温终止,晶界析出相的数量和尺寸越来越大,沿晶界呈断续链状分布,晶界无析出带的宽度也呈稳定增加的趋势。

7075铝合金异形板淬火过程有限元仿真

叶茂, 王德志, 刘志川, 李存良, 梁伟, 刘健

2020, 45(2): 149-153. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.029

摘要 ( 59 )

PDF (3126KB) ( 24 )

采用ABAQUS软件针对7075铝合金异形板进行三维建模与淬火过程仿真计算,通过对ABAQUS软件进行二次开发,研究了淬火介质、淬入方向与淬入速度对7075异形板残余应力与淬火畸变的影响规律。仿真结果表明,与水淬相比采用10%浓度的UCON淬火液可减少残余应力50.1%;淬入方向与异形板平面垂直时残余应力最小,且淬火畸变与淬入方向存在一定的相关性;对比数据表明,在一定范围内冷却速度越快,残余应力明显减小。

等温退火对8030铝合金导线组织性能的影响

韩茜, 李英, 庞华, 李春, 崔乐, 王金力, 刘彦峰

2020, 45(2): 154-160. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.030

摘要 ( 54 )

PDF (3937KB) ( 25 )

研究了不同等温退火工艺对8030铝合金导线组织及性能的影响。结果表明:等温退火前后合金均由α-Al基体和Al₆Fe相组成。在同一等温温度下,随着等温时间的延长组织逐渐趋于均匀化;同一等温时间下,随着等温温度的升高,组织趋于均匀化的时间缩短。经过等温退火处理后铝合金导线的导电率均有所提高,在470 ℃均匀化退火24 h后再经240 ℃等温4 h,合金导电率达到最高值57.21%IACS,比未经热处理试样的导电率提高了2.4%IACS。经过等温退火处理后铝合金导线的硬度及抗拉强度均有所降低,塑性大幅度提高。在470 ℃均匀化退火24 h后再经260 ℃等温8 h,合金的伸长率最高可达23.64%。热处理前后合金均为塑性断裂。

第二相尺寸分布对AA8111铝箔针孔率的影响

麻立振, 卢广玺, 关绍康, 朱世杰, 祝庆

2020, 45(2): 161-165. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.031

摘要 ( 52 )

PDF (2601KB) ( 29 )

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、Image J和Nano Measurer等手段,研究了AA8111铝合金不同道次坯料组织中第二相尺寸分布规律。结果表明,7 mm铸轧板经5道次冷轧至成品坯料(0.24 mm)过程中,前期第二相破碎明显,尺寸变小,随着变形抗力的增加,后续轧制对第二相尺寸的影响越来越小;均匀化退火析出的棒状和圆盘状Si单质相对第二相尺寸分布影响较大,具有遗传性;成品坯料中第二相尺寸大于6 μm的占比8.9%,并存在部分尺寸为10 μm左右的较大第二相。与AA1235、AA8079合金的成品坯料进行对比分析,得出AA8111成品坯料中大于6 μm的第二相尺寸分布比例偏高是造成后续成品铝箔针孔率高的主要原因。

热处理温度对TC4ELI合金组织与性能的影响

毛江虹, 杨晓康, 罗斌莉, 魏芬绒

2020, 45(2): 166-174. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.032

摘要 ( 58 )

PDF (2498KB) ( 42 )

为揭示TC4ELI合金随热处理温度的不同,显微组织、力学性能及相组成的变化规律,研究了TC4ELI钛合金经700~1000 ℃热处理并空冷的组织演变,进行了室温力学性能测试与XRD分析。结果表明:800 ℃热处理后,合金实现了再结晶,α相均匀等轴化,体积含量达到最大值。XRD图谱未出现β相的衍射峰,均为α相的衍射峰。700~800 ℃热处理时可以获得良好的综合性能,满足相关标准要求。850~950 ℃温度范围内,TC4ELI合金有二次针状α相析出,属于双态组织。随着温度的升高,由于合金中β相的晶粒粗化与含量增加,使得强度与弹性模量下降。1000 ℃热处理后,立方马氏体α′相具有较强的(002)_α′、(101)_α′衍射峰,其它晶面的衍射峰能量很弱,合金的弹性模量达最大值110 GPa。通过显微组织观察,推断TC4ELI合金α+β→β转变的开始温度处于850~870 ℃,终了温度处于950~970 ℃。

等温热处理对Mg-Gd-Zn-Zr合金半固态组织的影响

尹健, 卢春辉, 谢世坤, 易荣喜, 黄文先

2020, 45(2): 175-180. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.033

摘要 ( 119 )

PDF (2250KB) ( 23 )

选择稍高于共晶反应温度作为等温热处理温度,对铸态Mg-15Gd-2Zn-0.6Zr合金进行等温热处理,获得了半固态球化组织。研究了热处理温度和保温时间对半固态组织的影响,探讨了半固态组织演变机制及适用于低温等温热处理的半固态Mg-Gd-Zn-Zr合金成分设计。结果表明,液相组织具有低的温度敏感性,其组织演变主要机制为α-Mg表面熔化和α-Mg动态再析出,而固相颗粒球化机制为:α-Mg树枝晶→枝晶臂粗化→枝晶臂合并、不规则多边形化→球化。

HIP法制备CuCr触头的真空电击穿特性

郭阳阳, 王发展, 王永滨, 吕勤良

2020, 45(2): 181-185. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.034

摘要 ( 44 )

PDF (1470KB) ( 25 )

采用热等静压(HIP)固相烧结法制备了近乎完全致密、低氧、氮含量的CuCr合金材料,研究了在不同烧结温度下制备CuCr合金的Cr相颗粒度、电击穿场强及击穿区域,给出了CuCr合金Cr相粒子半径与击穿场强的关系式。结果表明:随着HIP烧结温度的上升,CuCr触头材料的Cr相颗粒度也将逐渐增大,导致真空电击穿场强减小,与此同时真空电击穿烧蚀面积增大,烧蚀坑深度逐步加深。

退火时间对BAg45CuZn钎料组织和性能的影响

张冠星, 薛行雁, 孙华为, 黄俊兰, 董宏伟

2020, 45(2): 186-188. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.035

摘要 ( 44 )

PDF (1251KB) ( 22 )

以制冷、工具等行业常用钎料BAg45CuZn为对象,分析了退火时间对其组织和性能的影响。结果表明:BAg45CuZn钎料合金主要相组成为Cu(铜固溶体)、Ag(银固溶体)、Ag-Zn、Cu-Zn化合物;在580 ℃保温不同时间,钎料的组成相并未发生变化,而各相的比例和形态发生部分改变;其中以共晶组织尤为明显,随着保温时间的延长,其由细小的共晶组织转变为粗大的共晶组织;共晶组织中Cu-Zn、Ag-Zn化合物的硬度较高,致使整个基体的显微硬度明显提高,脆性增大,钎料加工性能变差;580 ℃保温不同时间钎料流铺性和接头强度均发生明显变化,对钎焊工艺性造成较大影响。

真空高压气淬D406A钢的淬透性

吕超君, 唐丽娜, 任伟, 王健波, 张天德

2020, 45(2): 189-192. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.036

摘要 ( 55 )

PDF (2086KB) ( 29 )

研究了不同气淬压力对D406A钢力学性能、淬透性、显微组织的影响。研究表明,随气淬压力增大,D406A钢淬透深度增加,5bar气淬压力下,能淬透ø20mm的D406A钢圆棒,1.5bar气淬条件下,能淬透ø10mm的D406A钢圆棒。气淬试样力学性能均能满足相关标准要求,显微组织为均匀的板条马氏体。

回火温度对37CrMnMo钢冲击性能的影响

顿亚鹏, 杨伟, 刘建永, 盛晓菲, 杨艳艳, 刘耀东

2020, 45(2): 193-196. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.037

摘要 ( 43 )

PDF (2210KB) ( 26 )

通过冲击、拉伸试验、光学显微镜和扫描电镜,研究了钻杆接头用37CrMnMo钢在不同回火温度下的显微组织形貌及强度和冲击性能的影响的变化规律。结果表明,37CrMnMo钢经水淬后于500～640 ℃回火后得到回火索氏体,随回火温度的上升其抗拉强度与屈服强度由平缓降低变为陡降趋势。500 ℃的回火组织中碳化物呈现层片状分布,冲击吸收能量为30.94 J;600 ℃回火后碳化物呈均匀弥散分布,冲击吸收能量为117.49 J;经过640 ℃回火后,显微组织中碳化物粗化,直接导致冲击吸收能量下降。故37CrMnMo钢试样在870 ℃淬火后于不同温度回火,碳化物的形貌对其强韧性起着关键作用。

时效工艺对25Cr-20Ni-2.5Al高强耐热钢拉伸和高温压缩性能的影响

高沙沙, 孙育竹

2020, 45(2): 197-201. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.038

摘要 ( 41 )

PDF (2583KB) ( 21 )

通过在25Cr-20Ni耐热钢基体成分中加入质量分数为2.5%Al的方式制备25Cr-20Ni-2.5Al耐热钢,分别采用拉伸和高温压缩试验对其力学性能进行表征分析,研究结果表明:经过36 h时效处理的试样抗拉强度得到明显提升,此时抗拉强度和伸长率分别为803 MPa和27.1%。经过36 h时效处理会减小拉伸断口的韧性,生成部分脆性断裂的痕迹。随时效温度的增加,耐热钢的抗拉强度先增大后减小,伸长率先减小后增大,转折点均出现在时效温度650 ℃,此时抗拉强度和伸长率分别为451 MPa和10.26%。当变形程度增大后,晶粒将达到更大的变形程度,而耐热钢经过热压缩处理后并不会引起晶粒尺寸的明显改变;晶界部位存在析出相,而且当变形量增大后析出相的数量也会略微增加。

热处理对Al₂O_3f/Mg-6Al-0.5Nd-0.5Gd复合材料组织及硬度的影响

张莎, 王武孝, 申情, 杜胜

2020, 45(2): 202-206. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.039

摘要 ( 38 )

PDF (1385KB) ( 22 )

采用金相显微镜、维氏硬度测试仪及扫描电镜等,研究热处理工艺对Al₂O_3f /Mg-6Al-0.5Nd-0.5Gd复合材料微观组织及硬度的影响。结果表明,固溶处理后β-Mg_l7A1₁₂相大部分固溶于α-Mg基体中,而稀土化合物Al₂Nd、Al₂Gd相因其高熔点,在试验温度下不能分解与固溶,Al₂O_3f纤维变得细小均匀,Mg₂Si相呈一定的分解、球化趋势。时效处理使β-Mg_l7A1₁₂相再次析出,呈层片状或弥散颗粒状分布,优化了其铸态时粗大的网状结构,此时,复合材料硬度达到最大值,比铸态时提高了47.5%。

深冷处理技术在铝合金光电产品精密件上的应用

王三民, 张涛, 廉继西, 梁兵, 刘红武

2020, 45(2): 207-209. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.040

摘要 ( 46 )

PDF (639KB) ( 25 )

通过对铝合金光电产品精密件畸变原因分析以及目前常规消除残余应力方法对比,提出了应用深冷处理技术消除残余应力是较理想方法之一。研究了深冷处理对毛坯残余应力及尺寸精度的影响,研究结果表明:深冷处理能够有效消除残余应力和提高尺寸稳定性。

表面炭黑的成因及其对渗碳淬火钢件质量的影响

孙炳超, 陈立奇

2020, 45(2): 210-213. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.041

摘要 ( 45 )

PDF (1894KB) ( 35 )

通过对比有炭黑和无炭黑20CrMnTiH钢渗碳淬火零件的表面色泽,分析了工件表面炭黑的形成原因,实测了有炭黑零件的表面硬度、淬硬层深度并观测了显微组织。结果表明:表面有炭黑的零件其淬硬层深度略深,表面硬度与无炭黑的零件相比大体一致,有炭黑零件在表面尖角附近处有较多非颗粒状碳化物,且形态迥异,其中条杆状碳化物长度达12μm。分析认为升温和强渗期过大的丙烷流量是形成炭黑的主要原因。

回火温度对锯片用复合钢板组织性能的影响

杨跃辉, 苑少强, 郭继富, 韩会杰, 张艳龙

2020, 45(2): 214-217. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.042

摘要 ( 41 )

PDF (3035KB) ( 23 )

对45Mn2V/Q345复合锯片用钢进行了系列温度的回火处理,测定了试验钢的强度与伸长率,并观察了其显微组织,分析了回火温度对复合钢板组织及拉伸性能的影响。结果表明:45Mn2V覆层淬火后得到针状马氏体,Q345钢基板形成板条马氏体。回火温度在400 ℃以下时,45Mn2V钢组织中析出的碳化物细小且弥散,超过400 ℃后则明显粗化,达到480 ℃时粗大的碳化物大量析出,导致试验钢的强度先随回火温度的升高而降低,但在480 ℃时有明显的增加。基板组织在回火过程中则主要发生马氏体板条的合并粗化,达到480 ℃后开始出现等轴的再结晶晶粒,但这一变化未能改善复合钢板的塑性。

激光功率对超声辅助激光熔覆Al₂O₃-ZrO₂陶瓷力学性能的影响

李成, 王玉玲, 姜芙林, 张杰, 安相龙

2020, 45(2): 218-224. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.043

摘要 ( 47 )

PDF (3428KB) ( 147 )

采用激光熔覆工艺在Ti-6Al-4V合金基体上制备Al₂O₃-ZrO₂陶瓷层,探讨在超声辅助下不同激光功率对熔覆层形貌及性能的影响。通过金相显微镜,X射线衍射,扫描电镜,显微硬度测试仪及摩擦磨损试验机研究了熔覆层的宏观形貌,截面形貌,物相组成,微观结构,显微硬度和磨损行为。结果表明:随着激光功率的增加,熔覆层稀释率先增加后降低,激光功率从1100 W增加到1500 W时,稀释率分别为65.86%、68.55%、76.04%、71.57%和68.23%;熔覆层主要由TiAl、TiO和ZrO₂组成;随着激光功率的增加,熔覆层显微硬度呈现先增加后减小的趋势;与其他3种熔覆层(激光功率为1300、1400和1500 W)相比,激光功率为1200 W的熔覆层平均摩擦因数相对较低,约为0.27,该熔覆层的磨损机理为磨粒磨损,其他3种熔覆层的磨损机理为磨粒磨损和粘着磨损。

TC4钛合金表面激光合金化涂层的组织与耐磨性能

易镓, 彭如恕

2020, 45(2): 225-230. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.044

摘要 ( 67 )

PDF (1885KB) ( 45 )

采用WC(含碳量0.1wt%)、Ni、Si混合粉末为原料,利用激光合金化技术在TC4钛合金表面原位制备了含WC、Ni、Si的涂层,使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)与能谱分析(EDS)等方法分析了涂层的组织与成分,用HXD-1000B型维氏显微硬度计和MMW21型立式万能摩擦磨损试验机测试了涂层的显微硬度及摩擦磨损性能。结果表明:利用优化后的激光合金化参数制备出的含WC量较多的涂层,其整体均匀致密、无裂纹,且与TC4合金基材呈冶金结合;涂层物相主要由α-Ti、Ti₅Si₃、WC和TiNi组成;涂层硬度为950 HV0.2,平均摩擦因数为0.2,平均磨损量为0.308 mg,耐磨性显著提高。

石墨烯添加剂对ZL109铝合金活塞微弧氧化复合膜层摩擦性能的影响

胡海峰, 李晓, 王连海, 马强, 刘新建

2020, 45(2): 231-234. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.045

摘要 ( 59 )

PDF (1506KB) ( 22 )

在电解液中加入不同浓度石墨烯添加剂,通过微弧氧化在ZL109铝合金表面制备了石墨烯复合陶瓷膜,通过测厚仪和硬度计对膜层进行检测;然后对最佳浓度处理试件进行摩擦磨损试验,分析其摩擦因数、表面形貌以评价石墨烯添加剂对微弧氧化复合陶瓷膜摩擦性能的影响和作用机理。结果表明:石墨烯添加剂的加入使微弧氧化膜层具有更加优异表面性能和抗磨减摩性能,在浓度为6 g/L时膜层厚度达29.68 μm,硬度达到990.12 HV0.3,摩擦因数稳定在0.19,较普通陶瓷膜摩擦因数显著降低,达34.48%。在磨擦过程中,石墨烯对摩擦副表面的凹槽和划痕进行了填充,表面珩磨纹更加细密;同时,复合添加剂在磨擦过程中形成了C元素薄膜,起到了自修复作用。

铬对交流电场增强粉末法渗硼层组织和性能的影响

程伟, 谢飞

2020, 45(2): 235-238. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.046

摘要 ( 38 )

PDF (1692KB) ( 25 )

在低硼势粉末法渗硼剂中加入适量的铬粉,于750 ℃对45钢进行交流电场增强渗硼,研究Cr对电场增强粉末法渗硼的影响。采用光学显微镜、X射线衍射仪和显微硬度计对渗层组织、厚度、相与显微硬度进行观察和分析。试验结果表明:采用含3%硼铁的渗剂,渗硼层为典型的锯齿状硼化物,主要为Fe₂B相;当渗剂中加入微量铬粉时,最高硬度基本不变,渗层厚度增加,且在铬粉含量为0.2%时达最厚,较不加铬粉的提高约80%,之后降低;当铬粉含量高于3%后,渗层的最高硬度降低;当加入的铬粉≥5%时,渗层表层还出现多种含铬相。

纯铁退火组织中特大晶粒三维拓扑与取向特征的定量研究

王浩, 薛维华, 张一帆, 刘国权

2020, 45(2): 239-241. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.047

摘要 ( 39 )

PDF (1440KB) ( 25 )

联合采用系列截面法和EBSD技术对含有特大晶粒的工业纯铁退火组织进行了三维重建和定量表征研究,重点分析了特大晶粒与普通晶粒之间的差异。三维重构的纯铁样品尺度为1920 μm×1219 μm×720 μm,包含12354个晶粒(其中有5个完整特大晶粒)。与以往三维重建的无晶体学取向信息的晶粒组织不同,本文三维重建的晶粒组织同时含有晶粒的三维几何形态信息和晶体学取向信息。研究结果表明,所研究的特大晶粒具有的界面个数为128~669(即最大晶粒同时具有高达669个邻接晶粒),其与相邻晶粒之间的平均取向差以及位于40°~55°区间的晶粒取向差明显大于普通晶粒之间的取向差。

非线性超声表征HR3C钢时效过程中析出相的变化

范德良, 王志武, 袁廷碧

2020, 45(2): 242-249. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.048

摘要 ( 42 )

PDF (3171KB) ( 32 )

研究了HR3C钢在700和750 ℃下时效过程的组织演变,并用非线性超声技术来进行表征。在时效过程中主要析出相为M₂₃C₆和Z相,其总体面积分数和平均直径随着时效时间和温度的增加而增加。用非线性超声技术对时效试样进行测量,试验结果表明,非线性超声系数也随着时效时间和温度的增加而增加,其上升趋势和析出相的总面积分数呈现一定的相关性。这说明非线性超声系数对析出相的变化趋势敏感,可以用来表征HR3C钢时效过程中的微观结构变化。

纳米压痕法研究单晶Al₃Sc相的硬度和杨氏模量

李浩楠, 高坤元, 丁宇升, 吴晓蓝, 黄晖, 文胜平, 聂祚仁

2020, 45(2): 250-252. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.049

摘要 ( 51 )

PDF (1388KB) ( 24 )

使用EBSD和纳米压痕法研究毫米级块状单晶Al₃Sc对应的取向、硬度和杨氏模量。试验结果表明,选用过共晶Al-Sc合金加热至液态后缓慢冷却(60 ℃/h)可以得到毫米级单晶Al₃Sc,通过EBSD和纳米压痕法得到五个不同取向(567)、(139)、(124)、(113)和(144)单晶Al₃Sc的硬度在3.7~4.3 GPa,复合弹性响应模量在143.6~146.1 GPa。对比不同泊松比下各取向的杨氏模量理论值与试验值,发现泊松比为0.188时二者之间差异最小,对应各取向的杨氏模量试验值在157.5~160.6 GPa。

喷丸处理对马氏体时效超高强度钢疲劳性能的影响

康霞, 殷广强, 赵桂平

2020, 45(2): 253-256. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.050

摘要 ( 52 )

PDF (1354KB) ( 37 )

通过喷丸处理改善固溶+时效态某马氏体时效超高强度钢的疲劳性能。采用成组法和升降法对喷丸前后试样进行应力比R=-1的旋转弯曲疲劳试验,得到喷丸前后试样的疲劳寿命及1×10⁷周次下的疲劳极限,采用双加权最小二乘法拟合喷丸前后试样S-N曲线。采用X射线衍射法测定喷丸后试样残余应力,并结合ANSYS有限元数值分析,研究了喷丸残余应力对某超高强度钢疲劳性能的影响。结果表明:喷丸可显著提高某超高强度钢的疲劳寿命和疲劳极限,喷丸后的疲劳极限约为喷丸前的1.37倍;喷丸后产生的残余应力使疲劳源远离表面,且外载应力越小,疲劳源距离表面越远,寿命提高的效果越明显。

海洋平台厚板焊后热处理的豁免判据

赵翠华, 舒欣欣, 杨帆, 黄江中, 李连波, 刘岩磊

2020, 45(2): 257-261. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.02.051

摘要 ( 44 )

PDF (1777KB) ( 37 )

对焊后热处理豁免的几种判断方法进行了介绍和比较,着重介绍了工程临界评估方法,以及如何将该方法用于焊后热处理必要性的评估工作。最后以某一海洋平台海上接桩焊后热处理工作为例,定量地分析了结构中允许存在缺陷尺寸、使用应力以及断裂韧性等因素对结构安全性的影响,为海洋平台厚板焊后热处理豁免提供了新的依据。

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