金属热处理

笪光杰, 杨忠民, 王凯, 陈颖, 王慧敏, 李少华

2020, 45(6): 1-6. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.001

摘要 ( 84 )

PDF (703KB) ( 49 )

通过Gleeble 1500型热模拟试验机对含Nb高碳试验钢进行了不同奥氏体化温度和冷速下的热处理。采用光学显微镜、扫描电镜、硬度测量等试验手段对试验钢的显微组织、硬度和珠光体片层间距进行了观察和测量。结果表明:奥氏体化温度为950 ℃时,试验钢淬火后晶粒尺寸为34 μm,硬度为813 HV5,以0.1~5 ℃/s冷速冷却至室温的组织为珠光体+铁素体;而奥氏体化温度为1200 ℃时,淬火后晶粒尺寸为134 μm,硬度为827 HV5,以0.1~1 ℃/s冷速冷却至室温的组织为珠光体+铁素体,冷速为5 ℃/s时,组织为针状马氏体+少量的铁素体。在1220 ℃以上Nb全部固溶在奥氏体中,奥氏体化温度过高会导致晶粒过分长大。珠光体片层间距随着奥氏体化温度的升高和冷却速率的提升而变小,片层间距的减小可使硬度值提高。

热处理工艺对TC4钛合金冲击磨损性能的影响

尉文超, 李云坤, 薛彦均, 孙挺, 时捷

2020, 45(6): 7-11. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.002

摘要 ( 90 )

PDF (623KB) ( 38 )

研究了退火和固溶时效处理对热轧态TC4钛合金的力学性能和组织的影响,并考察了其冲击磨损性能。结果表明:退火处理后试样组织中转变β相增加,强度、塑性和韧性均较热轧态有所提升;而固溶时效处理后试样组织的晶粒细化且尺寸更为均匀,同时具有最高的强度,而塑性和韧性则较热轧态有所降低。经过10 h的冲击磨损试验后,退火态试样的磨损率最低,而固溶时效态试样的磨损率最高。通过磨损断口观察发现退火态试样表面冲刷犁沟较短,且终点处存在合金的塑性堆积,同时磨损面组织发生塑性变形,晶粒延展拉长。退火态试样较高的塑性和韧性有助于吸收冲击能量,因此表现出较好的耐冲击磨损性能。

00Cr22Ni13Mn5Mo2N奥氏体不锈钢的精轧工艺

李兵兵, 庄飚, 陈海涛, 郎宇平, 屈华鹏, 冯翰秋, 陈清明

2020, 45(6): 12-16. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.003

摘要 ( 65 )

PDF (620KB) ( 24 )

为了研究00Cr22Ni13Mn5Mo2N奥氏体不锈钢的精轧工艺,使用Gleeble-3800热模拟试验机模拟00Cr22Ni13Mn5Mo2N奥氏体不锈钢在变形温度为800、850、900、950 ℃,变形量为40%、50%、60%,应变速率为50 s^-1条件下的热压缩变形行为,并对其进行1080、1120、1160 ℃的固溶热处理,观察固溶热处理前后的组织形貌。结果表明:在800~950 ℃热压缩温度下,随变形量增大,再结晶越完全,再结晶平均晶粒尺寸越细小;经固溶处理1 h后,静态再结晶就越充分。在40%~60%变形量下,随热压缩温度升高,再结晶越完全,再结晶平均晶粒尺寸越大。热压缩变形试验钢随固溶处理温度升高,再结晶平均晶粒尺寸越大。00Cr22Ni13Mn5Mo2N奥氏体不锈钢的精轧最佳轧制温度为800 ℃,压缩变形量为60%,固溶温度为1080 ℃。

温轧温度对中碳Cr-Mo钢组织性能的影响

曹阔, 冯运莉, 张馨月, 李杰

2020, 45(6): 17-21. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.004

摘要 ( 60 )

PDF (624KB) ( 29 )

通过SEM、EBSD和拉伸试验研究了温轧温度对中碳Cr-Mo钢组织演变和力学性能的影响。结果表明:较高温轧温度有利于Cr-Mo钢组织的均匀分布,当轧制温度从500 ℃增加到600 ℃时,铁素体晶粒尺寸由0.424 μm增加到0.490 μm,晶粒尺寸差别不断减小,屈服强度由1380 MPa下降至1062 MPa,在550 ℃轧制试验钢的塑性最好,强塑积最高,为5816 MPa·%。

回火温度对3Cr3Mo2NiW钢力学性能和断口形貌的影响

李璞, 魏世忠, 张程, 王晓东, 罗成

2020, 45(6): 22-27. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.005

摘要 ( 65 )

PDF (618KB) ( 24 )

研究了3Cr3Mo2NiW钢力学性能和断口形貌随回火温度的变化。结果显示,随着回火温度的升高,试验钢的硬度降低,韧性增加,550 ℃回火时出现二次硬化现象;600 ℃以上回火,硬度明显降低,韧性大幅度增加;700 ℃回火态试样未冲断。淬火后,随着回火温度的升高,试验钢的基体组织逐渐转变为回火马氏体、回火屈氏体和回火索氏体。300~600 ℃温度区间内回火试样的断裂方式为准解理断裂,高温回火试样的断裂方式为韧性断裂,不同温度回火后得到的显微组织和碳化物对试样的冲击韧性有较大影响。

金属材料喷雾淬火过程的界面热交换分析

徐戎, 李落星

2020, 45(6): 28-33. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.006

摘要 ( 60 )

PDF (625KB) ( 24 )

通过末端淬火试验,对铝合金试样喷雾淬火过程的界面热交换进行了研究。采用反热传导法求解了所有试验的界面热流密度(q)和界面传热系数(h),重点分析了喷雾压力、喷嘴直径和试样表面粗糙度对界面热交换的影响。结果表明:喷射压力对整个淬火界面换热过程均有影响,但对过渡沸腾阶段影响更大,且喷射压力越大,q及其峰值q_max越大,进入核沸腾阶段的时间越短;喷嘴直径越大,q、q_max越大,越早进入核沸腾阶段,但增大喷嘴直径对界面换热的影响存在上限;随表面粗糙度增大,q、q_max先减小后增大;在本试验条件下,上述喷射压力、喷嘴直径和表面粗糙度对界面热交换的影响规律均不受另外两个参数取值的影响。此外,由于喷射的微小液滴均匀覆盖了整个热表面,产生了剧烈的核沸腾,导致在部分试验中,q曲线在核沸腾阶段出现了二次升高现象。

Cu-Te合金的退火工艺

朱明彪, 李明茂, 黎兆鑫, 汤莹莹

2020, 45(6): 34-38. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.007

摘要 ( 64 )

PDF (621KB) ( 26 )

研究了退火工艺对Te含量分别为0.02%、0.07%、0.10%的3种Cu-Te合金的力学与导电性能及组织的影响,测试了不同退火温度和不同退火时间下合金的力学性能和导电性能,使用扫描电镜(SEM)研究了Cu-Te合金在不同退火温度下拉伸断口的形貌变化。结果表明:Cu-Te合金断裂属于韧性断裂,断裂形成的韧窝随着退火温度的上升,尺寸变得越大、越深,形状变得更加圆整;随着退火温度与退火时间的增加,Cu-Te合金的导电率持续增加,抗拉强度在350～390 ℃退火1 h时变化不大,合金处于回复阶段,400 ℃退火1 h后,抗拉强度大幅度下降,合金处于再结晶阶段;Cu-Te合金经过冷变形 (ε=96.5%)后,在400 ℃退火1 h,获得最佳的综合性能。

返红温度对低屈强比高强度耐火耐候钢组织及性能的影响

林田子, 侯华兴, 杨颖, 张涛, 张哲, 纪汶伯

2020, 45(6): 39-42. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.008

摘要 ( 76 )

PDF (620KB) ( 22 )

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等方法对不同返红温度下的低屈强比高强度耐火耐候钢的微观组织及力学性能进行了研究与分析。结果表明:当钢板水冷后的返红温度从550 ℃下降至350 ℃时,试验钢显微组织由铁素体和少量贝氏体逐渐转变为由板条贝氏体和弥散细小的M-A岛组成的复相组织结构,贝氏体板条尺寸进一步细化,钢板的屈服强度、屈强比明显升高,抗拉强度变化不大,断后伸长率降低。在返红温度为450~500 ℃范围内试验钢具有较低的屈强比和更优异的强韧性匹配。

淬火温度对ZG25MnCrNiMo钢组织与性能的影响

彭二宝, 陈昌铎

2020, 45(6): 43-45. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.009

摘要 ( 74 )

PDF (622KB) ( 30 )

通过光学显微镜(OM)、拉伸试验机、冲击试验机等研究了不同温度淬火对ZG25MnCrNiMo钢组织及性能的影响。结果表明:淬火态ZG25MnCrNiMo钢组织为板条马氏体。在840~930 ℃温度区间,随着淬火温度的升高,组织中板条马氏体逐渐变细,930 ℃淬火试验钢板条最为细小。ZG25MnCrNiMo钢经840~930 ℃淬火后,进行600 ℃回火,随着淬火温度的升高,试验钢抗拉强度先升高后降低,伸长率和低温冲击吸收能量先降低后升高。930 ℃淬火试验钢抗拉强度最大,为992 MPa。840 ℃淬火试验钢伸长率和－40 ℃低温冲击吸收能量最大,分别为17.1%和78 J。

固溶处理对TiB₂/6061复合材料硬度及耐磨性的影响

杨海瑞, 孙跃军, 刘嗣哲, 庄伟彬

2020, 45(6): 46-50. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.010

摘要 ( 70 )

PDF (619KB) ( 28 )

采用氟盐法制备了TiB₂质量分数为3%的原位合成TiB₂/6061复合材料,研究了固溶温度和固溶时间对复合材料硬度和耐磨性能的影响。结果表明:TiB₂颗粒弥散分布在6061铝合金基体中,明显细化6061铝合金基体晶粒。当固溶温度一定时,随固溶时间延长,复合材料的硬度和耐磨性可获得明显提高,但固溶时间在6~10 h时,复合材料的性能变化不显著。当固溶时间一定时,随固溶温度升高,复合材料硬度和耐磨性呈现先上升后下降的趋势。3wt%TiB₂/6061复合材料经530 ℃×10 h固溶处理后,硬度和耐磨性能最佳,相较于铸态硬度值提高了79.5％,磨损量减少了59.1%。固溶处理后复合材料的磨损表面犁沟变细变浅,材料脱落现象减少。

固溶温度对高温合金GH3600微观组织与硬度的影响

李小兵, 李伟

2020, 45(6): 51-54. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.011

摘要 ( 66 )

PDF (624KB) ( 32 )

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪与硬度计等研究了固溶处理温度对镍基高温合金GH3600微观组织与硬度的影响。结果表明:随着固溶温度的升高,合金中的第二相逐渐溶解,基体相的晶粒尺寸快速长大,合金的硬度值呈下降趋势。固溶温度为1010 ℃时,合金获得均匀的晶粒组织,并形成孪晶结构,硬度值达到152.6 HV10。

正火冷速对2.25Cr-1Mo钢持久性能的影响

武志广, 龚雪婷, 李鑫, 赵吉庆, 韩少强, 龚志华

2020, 45(6): 55-59. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.012

摘要 ( 61 )

PDF (625KB) ( 33 )

采用SEM、持久性能测试等手段,研究了不同正火冷速对2.25Cr-1Mo钢持久性能的影响。结果表明:当采用空冷、30 ℃/min、5 ℃/min冷却时,2.25Cr-1Mo钢在530 ℃的外推持久强度σ₁₀⁴均为120 MPa左右。当正火冷速降至1 ℃/min时,持久性能显著降低,主要因为此时在贝氏体-铁素体界面析出大量大颗粒析出物,导致蠕变孔洞产生;同时大量的先共析铁素体出现,基体强度降低,难以阻碍持久裂纹扩展,导致持久性能下降。

预时效对车身用6016铝合金烘烤硬化性能的影响

李鹏, 赵鲁燕

2020, 45(6): 60-62. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.013

摘要 ( 68 )

PDF (620KB) ( 28 )

采用硬度测试、拉伸试验和透射电镜等手段研究了不同预时效处理对6016铝合金烘烤前后微观组织和力学性能的影响。结果表明:6016铝合金具有较强的自然时效硬化能力,自然时效24 h的6016铝硬度比固溶态合金硬度增加了45.6%。自然时效超过24 h以后,合金硬度值变化不大。通过预时效处理可以显著提高6016铝合金的烘烤硬化效果。经550 ℃×30 min固溶+160 ℃×10 min预时效处理后,6016铝合金规定塑性延伸强度为131.4 MPa,伸长率为24.7%。再经175 ℃×30 min烘烤后合金规定塑性延伸强度达到199.5 MPa,烘烤硬化值(BH)为68.1 MPa,此工艺为6016铝合金车身板最佳的热处理工艺。

固溶时效温度对锻后QAL10-4-4铝青铜组织与性能的影响

郭贺冉, 冯再新, 殷傲, 左森

2020, 45(6): 63-66. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.014

摘要 ( 88 )

PDF (628KB) ( 42 )

以热锻后QAL10-4-4铝青铜合金为研究对象,经过不同固溶、时效温度处理后,对其进行显微分析,常温力学性能及硬度测试。结果表明:铝青铜合金的最佳固溶温度为850 ℃,此时在α相及k相的基础上析出少量β′相,合金获得较高的强度和硬度。在此基础上进行650 ℃×2 h时效处理,由于β′马氏体分解析出的细小颗粒状k相导致的析出强化和合金析出的更细的α相相互作用,合金的抗拉强度726 MPa,屈服强度491 MPa,硬度209 HBW,伸长率22.7%,较原始组织性能均有明显提升,可以获得较好的强韧性配合。

退火温度对6.5%Si极薄带织构及磁性能的影响

刘宝志, 刘鹏程, 张思雨, 张浩, 张磊, 邢淑清

2020, 45(6): 67-71. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.015

摘要 ( 62 )

PDF (629KB) ( 26 )

采用单辊甩带法制备了厚度为0.03 mm的6.5%Si极薄带,并在真空炉中进行了880 ℃和920 ℃的退火处理。利用XRD和EBSD研究了其在退火后的宏观和微观织构演变规律。结果表明:经单辊甩带制得的6.5%Si极薄带织构主要由{001}<100>立方织构、{110}<001> Goss织构和{112}<111>织构组成。随着退火温度的升高,λ纤维仍占主导地位,且晶粒尺寸逐渐增大。特别是在920 ℃退火时,{001}<120>和{001}<100>晶粒的尺寸优势逐渐增大,不利织构{111}<110>和{111}<112>逐渐减弱,且最终的磁感应强度B₅₀=1.644 T,铁损耗P_10/400=5.896 W/kg。

12CrNi3钢外锁止套局部表面激光淬火工艺

李玲, 孟璇, 赵志鹏, 岳佳宏, 祁婷

2020, 45(6): 72-76. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.016

摘要 ( 63 )

PDF (627KB) ( 27 )

利用半导体激光宽带对12CrNi3外锁止套局部进行表面淬火处理,并对处理后的零件进行外观检验、显微组织观察、硬度检测分析和摩擦磨损试验。试验结果表明:采取定光斑方式,激光头到工件表面扫描区域中心点距离375 mm(离焦量为0),工件倾斜22°,激光头倾斜18°,温度1350 ℃,扫描速度9 mm/s,单道扫描后表面平整性最好。表面激光淬火硬化层为750～1000 μm,最浅处为443.1 μm,硬化区组织为极细小马氏体组织,硬度达600～700 HV0.2,是基体硬度的2倍左右, 约为渗碳+淬火态硬度的1.3倍,且相变硬化区耐磨性能明显提高。

冷处理和深冷处理在渗碳齿轮件中的应用

朱瑞芳, 刘永刚

2020, 45(6): 77-79. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.017

摘要 ( 69 )

PDF (623KB) ( 39 )

通过分析18Cr2Ni4WA和20Cr2Ni4A钢的冷处理和深冷处理工艺过程,经试验确定合理的工艺参数后应用于渗碳齿轮件的实际生产中。结果表明,冷处理和深冷处理后渗碳层表面硬度提高3~5 HRC,并可有效增加淬硬层深度。

去应力退火对TC18和TC21钛合金吸氢含量的影响

郑超, 胡生双, 李斌博, 欧阳成龙, 欧阳德来

2020, 45(6): 80-83. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.018

摘要 ( 63 )

PDF (623KB) ( 25 )

在井式空气炉内按GJB 3763A—2004标准的最高温度和最长保温时间对TC18和TC21钛合金进行了去应力退火,研究了空气炉去应力退火对TC18和TC21钛合金吸氢含量的影响。结果表明:与去应力退火前相比,TC18钛合金经空气炉去应力退火后氢含量有所增加,而TC21钛合金氢含量反而降低。经去应力退火后,TC18和TC21钛合金的氢含量分别为0.0029%和0.0025%,远小于材料规范要求的氢含量(＜0.015%);随表层至中心(深度变化),氢含量未见明显的规律性变化,里层氢含量与表层氢含量相差不大。从吸氢量考虑,该两种钛合金均可采用空气炉进行消除应力热处理。

高铝TRIP钢的连续冷却转变及热变形对其相变的影响

黄慧强, 邸洪双, 龚殿尧

2020, 45(6): 84-88. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.019

摘要 ( 62 )

PDF (624KB) ( 24 )

通过热膨胀及热压缩变形模拟连续冷却试验,绘制了高铝TRIP钢的CCT曲线,研究了连续冷却相变规律及热变形对相变的影响,并定性地分析了相变驱动力。结果表明,试验钢的CCT曲线主要分为3个区域,随着冷却速率的增大,铁素体和珠光体减少,贝氏体和马氏体增多,贝氏体从粒状逐渐转变为羽毛状和板条状。热变形使得高温奥氏体发生动态再结晶,原始奥氏体晶粒明显被细化,较高冷速下形成一些针状铁素体。热变形能提供更多的形核点,增大γ→α相变驱动力,缩短了贝氏体相变的孕育期,进而细化了室温组织。

Zr-Sn-Nb-Fe合金的第二相颗粒粗化行为

吴宗佩, 杨忠波, 易伟

2020, 45(6): 89-92. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.020

摘要 ( 66 )

PDF (622KB) ( 24 )

采用SEM-SE及定量金相分析技术研究了不同成品退火温度(450～550 ℃,2 h)的两种Zr-Sn-Nb-Fe合金包壳管第二相颗粒的粗化行为。结果表明,升高温度能促进第二相分布均匀化及尺寸粗化的过程。根据粗化二次动力学方程计算得出Zr-0.3Sn-1.2Nb-0.2Fe合金的第二相颗粒粗化激活能为209 kJ/mol,Zr-0.5Sn-0.2Nb-0.8Fe合金的第二相颗粒粗化激活能为179 kJ/mol。粗化激活能的大小与锆合金中Nb含量的高低存在对应关系。

OD1422 mm的X80级管线钢SH-CCT曲线测定与分析

于晨阳, 池强, 张伟卫, 胡美娟, 陈庆龙, 葛加林

2020, 45(6): 93-97. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.021

摘要 ( 66 )

PDF (628KB) ( 21 )

采用Gleeble3500热-力学模拟试验机,对外径为φ1422 mm的X80管线钢焊接热影响区(HAZ)在不同冷却速度下的热循环过程进行了模拟,利用热膨胀法绘制模拟焊接热影响区连续冷却组织转变曲线(SH-CCT);结合光学显微组织和硬度测试等分析手段,研究了φ1422 mm的X80管线钢在不同冷却速度条件下焊接热影响区的组织变化规律。结果表明,冷却速度对X80管线钢的相变行为和微观结构具有显著影响。当冷却速度为1 ℃/s时,组织转变为贝氏体;当冷却速度达到7 ℃/s时,开始产生马氏体组织;当冷却速度为20 ℃/s时,组织内较高位错密度的板条贝氏体较多,组织晶粒较小。当冷却速度在7~20 ℃/s之间时,X80管线钢热影响区的显微硬度和冲击性能都大于母材。

Fe₅₁Mn₃₀Cr₁₉低活化双相多主元合金中χ相与M₂₃C₆碳化物在475 ℃回火过程中的析出行为

曹伟涛, 郑明杰, 丁文艺, 王超, 信敬平

2020, 45(6): 98-103. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.022

摘要 ( 55 )

PDF (625KB) ( 20 )

通过XRD、SEM、EBSD和TEM等手段研究了低活化双相多主元合金Fe₅₁Mn₃₀Cr₁₉在475 ℃回火过程中χ相与M₂₃C₆的析出行为。结果表明,试验材料在回火过程中χ相与M₂₃C₆碳化物析出行为既有相似性又存在差异性。两种析出相的相似性是χ相与其基体铁素体相和M₂₃C₆与其基体奥氏体相都满足立方-立方位向关系,且析出相与基体晶格常数比值都十分接近3∶1。两种析出相在回火过程中差异性在于χ相首先以点状析出相形式于铁素体内部产生,析出过程不存在元素偏聚,而M₂₃C₆的析出总起始于铁素体/奥氏体界面,然后逐渐向铁素体区域扩展,析出过程存在明显的铬元素偏聚。根据两种析出相晶格结构并与其母相对比,分析了两种析出相的形成机理。通过对低活化双相多主元合金析出特征的分析,能够为析出相的控制与材料性能设计提供重要的参考依据。

低屈强比高强耐候钢的CCT曲线及性能

姚纪坛, 孙力, 安会龙, 信瑞山, 潘进, 赵燕青

2020, 45(6): 104-107. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.023

摘要 ( 96 )

PDF (573KB) ( 24 )

利用膨胀法并结合金相-硬度法对研制的一种低屈强比高强耐候钢进行了奥氏体连续冷却转变(CCT)曲线测定,并对其力学性能和耐蚀性能进行了研究。结果表明:该试验钢抗拉强度达575 MPa,屈强比为0.75,冲击性能优良,耐蚀性明显优于Q345B钢;当奥氏体化后的试验钢以0.1~100 ℃/s冷却速率冷却至室温时,随冷却速率增加其显微硬度由131 HV0.5增加至218 HV0.5;其中当冷却速率小于1 ℃/s时,其组织由铁素体+珠光体构成;当冷却速率为1~20 ℃/s时,其组织由铁素体+珠光体+贝氏体构成;当冷却速率为20~100 ℃/s时,珠光体消失,其组织主要由铁素体+贝氏体构成。

GH4096合金在长期热暴露过程中的组织演化

白云瑞, 胡钰昊, 钟燕, 郭会明, 李福林, 付锐

2020, 45(6): 108-113. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.024

摘要 ( 66 )

PDF (578KB) ( 31 )

基于粉末冶金René88DT合金的成分,采用新型定向凝固铸锭变形工艺研制了GH4096合金,并研究了其固溶时效热处理后在700~900 ℃长期热暴露过程中γ′相的粗化和晶界析出相的析出行为。结果表明:GH4096合金在700 ℃热暴露时具有良好的组织稳定性,晶内γ′相的尺寸稳定在70 nm左右,未发现明显的长大行为,晶界上未发现析出相;750 ℃热暴露500 h以上时,二次γ′相开始出现聚集长大现象,晶界开始出现不连续析出相,但γ′相的长大速度和晶界析出相的析出速度均比较低;800 ℃以上长期热暴露时,γ′相的粗化速度和晶界析出相的析出长大速度明显加快。长期热暴露后晶内二次γ′相的尺寸与Larsen-Miller参数近似呈线性关系,晶界析出相以M₃B₂和μ相为主。

DH780钢的热变形行为及热加工图

王俊峰, 何煜天

2020, 45(6): 114-118. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.025

摘要 ( 80 )

PDF (569KB) ( 39 )

采用Thermecmastor-Z热模拟试验机研究了试验钢在800~1150 ℃、应变速率0.01~10 s^-1的热压缩变形行为,并观察变形后显微组织。基于试验数据分析,确定了试验钢在奥氏体区的热变形方程,建立试验钢在0.8真应变下的热加工图。结果表明:试验钢的流变应力和峰值应变随变形温度的升高而减小;试验钢在奥氏体区的热变形激活能为385.91 kJ/mol。根据试验钢功率耗散及流变失稳判据确定最佳热加工工艺参数为热变形温度范围1050~1150 ℃和应变速率0.01~0.1 s^-1。在该范围内,试验钢发生完全动态再结晶,功率耗散系数为17%~32%。

Al-Cu-Mg-Sc合金组织与性能的各向异性

李旺珍, 孙有平, 何江美, 胡一杰, 万斯雨

2020, 45(6): 119-123. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.026

摘要 ( 56 )

PDF (580KB) ( 22 )

采用显微组织分析、室温拉伸性能测试、XRD分析等方法研究了不同状态Al-Cu-Mg-Sc合金板材在不同取向条件下的显微组织和力学性能。研究结果表明:终轧态及终时效态合金板材在与轧制方向呈0°方向上的强度均比30°、45°、60°和90°方向上的强度高,且伸长率也高。终时效态合金板材的各向异性指数I_PA值较终轧态的小,性能较为均匀,RD方向(0°)的R_m、R_p0.2和A分别为622.85 MPa、529.38 MPa和13.33 %,综合性能最优。两种状态下第二相析出情况的差异影响合金板材平面各向异性。Schmid因子分析表明,终轧态含有(110)[111]和(001)[310]织构组分,而终时效态含有(110)[111]、(001)[310]和(011)[100]织构组分。

L485M管线钢的拉伸性能各向异性

孔祥磊, 黄国建, 周敬, 王杨

2020, 45(6): 124-128. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.027

摘要 ( 56 )

PDF (570KB) ( 30 )

利用Z1200材料拉伸试验机检验了L485M管线钢热轧板卷纵向、30°、45°、横向4个不同方向的屈服强度和抗拉强度,然后利用X′ Pert Pro MRD X光衍射仪对板卷厚度不同位置、不同方向的织构进行了检测和分析。结果表明:L485M钢强度指标各向异性明显,横向＞纵向＞45°＞30°,且横向强度明显高于其他3个方向。L485M钢织构检验结果与拉伸性能表现出明显的一致性,纵向、30°、45°主要织构基本为{112}<111>、{001}<110>,理论上横向与纵向晶面一致,晶向相差90°,即横向织构主要为{112}<110>、{001}<112>,因此其性能与其他方向差别明显。

Mg-3Al-1Si-xSr合金的组织和蠕变性能

陈鑫浩, 刘馨忆, 李永祥, 王旺兵, 张智超, 王旭

2020, 45(6): 129-135. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.028

摘要 ( 55 )

PDF (581KB) ( 25 )

通过Sr微合金化和热处理工艺(固溶和时效)来调整Mg-3Al-1Si合金的显微组织,从而提高试验合金的蠕变性能。结果表明:Sr元素和固溶时效处理对Mg-3Al-1Si合金的铸态组织均有很强的细化作用,Sr含量为0.4wt%,时效时间为24 h时,细化效果达到最佳;随Sr含量增加及时效时间延长,Mg-3Al-1Si合金的蠕变寿命提高,但时效36 h时出现过时效,蠕变寿命降低。Mg-3Al-1Si-0.4Sr合金经420 ℃×10 h固溶+180 ℃×24 h时效处理后,蠕变寿命为62.32 h,稳态蠕变速率为5.545×10^-6 mm/s,蠕变性能最优,蠕变断口形貌由解理断裂逐渐转变为韧性断裂。

NiTi-W原位复合材料的马氏体相变与性能

姜江, 姜大强, 郝世杰, 蒋小华, 郭方敏, 崔立山

2020, 45(6): 136-140. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.029

摘要 ( 87 )

PDF (571KB) ( 23 )

为获得高性能NiTi基记忆合金复合材料,通过熔炼、锻造、拔丝等手段获得一种NiTi-W原位复合材料。利用SEM扫描电镜观察材料显微组织;DSC测试材料的马氏体相变行为;利用WDT II-20万能拉伸试验机测试材料的力学性能。SEM分析结果显示,拔丝加工使W纤维直径细化至几微米,甚至亚微米级别,在NiTi基体中沿拔丝方向一致排布。DSC测试结果显示,材料经不同温度退火后展现出复杂的可逆马氏体相变行为,在某些升、降温曲线上出现多个吸放热峰现象。拉伸测试结果显示,600 ℃退火样品经适当的预拉伸变形后,屈服强度会大大增加,由~200 MPa提升到~800 MPa,断裂应力超过1 GPa,断裂应变高达40%,材料展现出优秀的线性超弹性,是一种集高强度、高塑性、高线性超弹性于一身的高性能材料。

GH3128合金的高温流变行为与组织演变规律

刘庭耀, 赖宇, 付建辉, 魏育君, 何云华, 裴丙红

2020, 45(6): 141-148. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.030

摘要 ( 68 )

PDF (579KB) ( 30 )

通过对GH3128合金进行热模拟压缩试验,研究了该合金在变形温度950~1150 ℃、应变速率0.01~10 s^-1及应变量30%~70%条件下的流变特征。通过绘制合金流变应力曲线,并基于Arrhenius模型建立了GH3128合金的本构方程。在此基础上,获取了变形量30%~65%的材料加工图,并结合GH3128合金完全再结晶条件图,明确了合金在高温变形过程中组织演变同塑性变形参数之间关系。此外,通过对碳化物的金相分析,探明了合金在热变形过程中碳化物的演变规律。结果表明:GH3128合金热加工激活能约为305 kJ/mol,合理的加工区域为:变形温度1050~1100 ℃,应变速率0.1 s^-1左右。此时合金内碳化物基本回溶,组织再结晶充分,晶粒尺寸可控制在10 μm以下。

中熵共晶CrCoNiNb_0.4合金层状组织的热稳定性

王诚杰, 黄春华, 李剑文

2020, 45(6): 149-152. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.031

摘要 ( 56 )

PDF (574KB) ( 24 )

对CrCoNiNb_0.4中熵共晶合金层片状组织的热稳定性进行了研究。结果表明:CrCoNiNb_0.4合金共晶层状组织在1023 K及以下温度可以保持较长时间的热稳定性;随热处理时间从24 h增加至168 h,CrCoNiNb_0.4合金共晶片层厚度从约0.19 μm增加至约0.39 μm,且片层间隙析出相逐渐增多,同时伴随着边界断裂,边缘球化等层状失效形式的发生,在析出强化相以及层状组织失效的共同作用下,CrCoNiNb_0.4合金共晶组织硬度值随热处理时间呈先增大后减小的趋势。

14Cr-ODS钢的热时效行为

张哲平, 史庆志, 赵倩, 任前钱

2020, 45(6): 153-156. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.032

摘要 ( 58 )

PDF (579KB) ( 21 )

为探究氧化物弥散强化(Oxide dispersion strengthened, ODS)钢的热稳定性,采用机械合金化和热等静压烧结的方法制备成分为Fe-14Cr-2W-0.3Ti-0.2V-0.07Ta-0.3Y₂O₃ (wt%)的14Cr-ODS钢,在700 ℃分别对其进1000、2000和3000 h时效处理,表征了ODS钢组织及第二相在热时效过程中的变化规律,同时分析了ODS钢的维氏硬度值。结果表明:M₂₃C₆相在时效过程中逐渐溶解,促进了TiC相和Y₂Ti₂O₇相的析出。烧结态ODS钢中球状的Y₂Ti₂O₇相在长时间的时效过程中逐渐转变为立方状,且Y₂Ti₂O₇相的尺寸在时效过程中未发生变化。当时效时间延长至2000 h和3000 h时,ODS钢的基体组织及第二相保持稳定,硬度结果也与该现象相对应。

初始组织对20CrMnTi钢伪渗碳过程中奥氏体化相变与晶粒长大行为的影响

李俊, 黄健, 贾涛

2020, 45(6): 157-162. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.033

摘要 ( 69 )

PDF (569KB) ( 28 )

研究了20CrMnTi钢球化退火过程中的渗碳体析出行为及其与铁素体回复和再结晶的相互作用,着重分析了热轧态、淬火态和球化态3种初始组织在伪渗碳过程中的奥氏体化相变与晶粒长大行为。结果表明,热轧态和淬火态试样分别具有均匀粗大的“铁素体+珠光体”组织和均匀细化的马氏体板条组织;在球化态试样中,由于球化时碳化物析出与马氏体基体回复、再结晶的相互作用,基体组织与碳化物均存在微观非均匀现象。经伪渗碳后,奥氏体平均晶粒尺寸按热轧态、淬火态和球化态次序依次减小,但不均匀性因子按该次序依次增大;与初始组织相关的奥氏体形核密度与形核均匀性是控制渗碳过程中奥氏体晶粒长大行为的关键因素之一。

节镍型奥氏体不锈钢的组织性能对比

曾垚, 杨剑洪, 王碧, 钱学海, 陈小龙, 田宇航

2020, 45(6): 163-166. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.034

摘要 ( 68 )

PDF (637KB) ( 25 )

针对200系J5A、J5两种牌号节镍型奥氏体不锈钢冷轧压延性能的差异,对比分析J5A、J5钢成分设计、组织、力学性能和马氏体含量,研究冷加工性能差异产生的机理。结果表明:由于J5A钢成分设计不合理,镍当量较低,奥氏体稳定性较差,马氏体转变点M_d_(30/50)高,在轧制过程中产生大量冷加工变形诱变马氏体,加工硬化程度严重,压延性能差。

轨道交通高端轴类零件用材料对比

苏立武, 陈玲

2020, 45(6): 167-172. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.035

摘要 ( 171 )

PDF (580KB) ( 52 )

通过对轨道交通高端轴类产品车轴用35CrMoA、EA4T、EA1N、DZ2、30CrNiMoV12钢等材质,和转轴用35CrMo、40CrNi2MoA、34CrNiMo6、30CrNiMo8钢等材质热处理后的组织性能对比,对轴类零件用材料进行了优选。车轴材料对比试验结果表明,经过热处理后30CrNiMoV12钢的强韧性远高于其他材质,冲击韧性、缺口敏感性、疲劳强度是车轴材料中综合性能最优的一种,可用于受结构尺寸限制的高强度车轴或高寒条件下使用的车轴。DZ2材料次之,EA4T钢性能接近于DZ2钢,但低温冲击性能不如DZ2钢稳定。EA1N钢整体的强度只有30CrNiMoV12钢的一半。转轴材料对比试验结果表明,经过热处理后40CrNi2MoA、34CrNiMo6、30CrNiMo8钢的强韧性较好,低温冲击性能良好且稳定,30CrNiMo8钢耐疲劳强度更好,缺口敏感性更低,适用于高强度转轴和高寒条件下应用的车轴。相比之下35CrMo钢强度略低,低温冲击性能较好,略低于其他材料且稳定性有待提高。

碳化硼对高熵合金结构及性能的影响

张洁, 程晓农, 罗锐, 刘明

2020, 45(6): 173-177. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.036

摘要 ( 245 )

PDF (570KB) ( 26 )

采用微波烧结工艺制备B₄C/FeCoNiCrAl与B₄C/FeCoNiCrCu高熵合金基复合材料,研究了不同含量的B₄C对FeCoNiCrAl、FeCoNiCrCu高熵合金组织结构和性能的影响。结果表明:B₄C的添加一定程度上增加了基体合金的晶格畸变,合金微观组织由高熵合金基底区、碳化硼分解生成的硼化物区和碳化物区3部分构成。体心立方结构的FeCoNiCrAl高熵合金中硼化物为针状,面心立方结构FeCoNiCrCu高熵合金中硼化物组织为块状,这与合金体系中的原子尺寸差相关。B₄C可显著提高合金的强度和硬度,塑性略有下降。4%B₄C/FeCoNiCrAl合金复合材料具有最高的硬度和压缩强度值,分别为627.1 HV0.5和1836 MPa,但是塑性较差,压缩比仅为11%;而4%B₄C/FeCoNiCrCu合金复合材料硬度与强度仅为249.3 HV0.5与1413 MPa,低于4%B₄C/FeCoNiCrAl复合材料,但塑性较好,压缩比可达35%。

铌对取向硅钢冷轧组织织构的影响

孟冉冉, 段阳会, 冯运莉, 李杰

2020, 45(6): 178-184. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.037

摘要 ( 54 )

PDF (572KB) ( 24 )

采用光学显微镜(OM)、电子背散射衍射(EBSD)等研究了铌对取向硅钢冷轧过程中的组织与织构的影响。结果表明:含铌正火板和不含铌正火板经冷轧后都是条带状组织,但含铌冷轧板在宽度方向更窄。铌元素的存在对织构也具有优化作用,经过中间退火后,含铌冷轧板二次冷轧织构得到明显改善,相较于不含铌二次冷轧板拥有强度较低的旋转立方织构以及强度较高的{111}<112>织构,其取向密度最高可达12.460。

Cu元素在二元等原子比合金中的扩散现象

王梓, 张伟强, 付华萌

2020, 45(6): 185-188. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.038

摘要 ( 61 )

PDF (580KB) ( 154 )

研究了Cu₅₀Ni₅₀、Cu₅₀Co₅₀、Fe₅₀Ni₅₀、Fe₅₀Cr₅₀ 4种二元等原子比合金在镀铜并经850 ℃×10 h扩散处理后扩散层的显微组织及成分分布。结果表明,经过850 ℃×10 h扩散处理后,在Cu₅₀Ni₅₀等原子比合金中,由于适配空位的存在,Ni元素与Cu元素之间发生了明显的互扩散,并且Cu元素往往在晶界处发生互扩散;在Cu-Fe₅₀Ni₅₀扩散偶中,Cu元素和Fe元素之间发生了互扩散;但是在Cu-Fe₅₀Cr₅₀和Cu-Cu₅₀Co₅₀扩散偶中,各个元素均没有发生扩散。

La-Ce混合稀土对Mg-Al-Mn合金力学性能及耐蚀性能的影响

黄鸣, 陈利超, 褚倩, 赵莉萍, 秦晨, 田志华, 张慧敏

2020, 45(6): 189-193. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.039

摘要 ( 59 )

PDF (574KB) ( 29 )

研究了La-Ce混合稀土对Mg-Al-Mn合金组织形貌、力学性能及耐蚀性的影响。采用T-1200CB坩埚炉冶炼稀土含量(质量分数)分别为4.63%、5.81%、6.18%的Mg-Al-Mn合金。在箱式电阻炉中对研究试样进行430 ℃保温24 h的固溶处理,然后进行200 ℃保温24 h时效处理。对不同热处理状态的试样进行组织观察,对固溶时效后的试样进行拉伸、硬度及盐雾腐蚀试验,从而分析La-Ce混合稀土对Mg-Al-Mn合金显微组织、力学性能及耐蚀性的影响。研究表明,随着合金中的La-Ce混合稀土含量的增加,Mg₁₇Al₁₂相逐渐被Al₄(La, Ce)相代替;硬度、抗拉强度和伸长率都逐渐减小,力学性能下降;合金的腐蚀速率逐渐下降,耐蚀性提高。

原位观察共晶硅对Al-20%Si合金裂纹形成与扩展的影响

何绍付, 李青春, 赵帅, 陈淑英, 常国威

2020, 45(6): 194-196. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.040

摘要 ( 58 )

PDF (569KB) ( 35 )

采用共聚焦激光扫描显微镜原位观察了Al-20%Si合金在拉伸过程中裂纹形成与扩展过程,研究了共晶硅对Al-20%Si合金裂纹形成、扩展的影响。结果发现:随固溶温度升高,Al-20%Si合金共晶硅粒化效果显著。铸态Al-20%Si合金拉伸过程中在针状共晶硅处容易产生裂纹,且裂纹主要在共晶硅之间扩展。经560 ℃固溶6 h,190 ℃时效10 h后,合金中针状共晶硅完全转变为颗粒状,有效降低了裂纹扩展速度,合金的抗拉强度和塑性明显提高。

Nb对热轧低碳贝氏体钢组织与性能的影响

董常福, 袁清, 徐光, 胡大

2020, 45(6): 197-200. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.041

摘要 ( 53 )

PDF (574KB) ( 23 )

为开发600 MPa级热轧贝氏体钢,设计了两种钢种成分,以C-Si-Mn系贝氏体钢为基础,添加一定合金元素Nb,经冶炼、轧制后进行了组织观察、析出沉淀分析以及性能测试试验,研究Nb元素在热轧贝氏体钢中的作用。结果表明,添加0.025wt%的Nb,能细化贝氏体板条,贝氏体板条短小,有利于提高钢的强度与韧性。弥散的含Nb碳氮化物颗粒析出,起到析出强化作用,提高钢的强度。Nb可明显改善低碳高强贝氏体钢的综合性能。

Si、Mn含量对1000 MPa级工程机械用钢组织和性能的影响

李有新, 娄振洋, 李小辉

2020, 45(6): 201-205. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.042

摘要 ( 69 )

PDF (616KB) ( 23 )

采用光学显微镜、扫描电镜和拉伸试验机等手段,研究了Si、Mn含量对电渣重熔工程机械用钢组织和性能的影响。结果表明,Mn含量适量增加虽然会促进晶粒长大,但是由于组织遗传效应明显高于Mn含量变化造成的晶粒度变化故晶粒尺寸仍然较小;而增加Si对原奥氏体晶粒影响较小;增加Mn并未对调质态工程机械用钢中的碳化物析出造成明显影响,增加Si的试样的碳化物虽然仍以颗粒状为主、并含有少量短棒状碳化物,但是碳化物数量明显较少、尺寸更加细小;增加Mn后,工程机械用钢的抗拉强度、规定塑性延伸强度和布氏硬度有所提高,而断后伸长率、断面收缩率和-40 ℃冲击吸收能量都有不同程度减小;增加Si后,工程机械用钢的抗拉强度、屈服强度和布氏硬度有所减小,而断后伸长率、断面收缩率和-40 ℃冲击吸收能量明显提升,但强度和布氏硬度都不满足工程机械用钢的使用规范要求;试验用1000 MPa级工程机械用钢适宜的Si和Mn含量分别为0.35wt%和1.12wt%。

激光熔覆H13钢的裂纹敏感性及形成机理

杨伟, 曾大新, 刘建永, 李峰光

2020, 45(6): 206-211. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.043

摘要 ( 79 )

PDF (541KB) ( 38 )

采用同轴送粉激光熔覆方法在H13钢基体上多道搭接熔覆H13钢,用光学显微镜、SEM和XRD对熔覆层的组织特征进行分析,用着色渗透法检验熔覆层裂纹,通过图像处理定量表征裂纹密度,研究了工艺参数对裂纹敏感性的影响,并分析研究了裂纹形成机制。结果表明,H13钢激光熔覆层的组织主要由枝晶状奥氏体转变的马氏体和残留奥氏体组成;熔覆层裂纹敏感性较大,主要是热裂,裂纹在奥氏体柱状枝晶间萌生并扩展;激光功率对裂纹敏感性影响大,功率越大裂纹敏感性越低,优化工艺参数可以获得无裂纹缺陷熔覆层。

TiC含量对TC4合金激光熔覆层组织和性能的影响

夏思海, 武美萍, 马毅青, 崔宸

2020, 45(6): 212-215. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.044

摘要 ( 60 )

PDF (537KB) ( 27 )

采用激光熔覆工艺在TC4钛合金基体表面制备了添加不同质量分数(0%、2%、4%、6%)TiC的Ni60A复合熔覆层,通过光学显微镜、显微硬度计、X射线衍射仪、摩擦磨损机分析了不同TiC含量对熔覆层组织及性能的影响。结果表明:未添加TiC的熔覆层组织以树枝晶为主,添加TiC后出现了花瓣状物相;XRD分析发现熔覆层中出现了AlCCr₂、Al_0.24B_0.01Ni_0.75等硬质增强相,这些能够显著提高熔覆层的硬度。显微硬度及摩擦磨损试验结果表明,添加TiC的熔覆层平均硬度均较基体硬度有大幅提高,摩擦因数显著降低,且随TiC含量的增加,熔覆层硬度先增加后降低,摩擦因数先降低后增加,4%TiC熔覆层的硬度最大,相比基体提高了213.3%,摩擦因数最小,为0.309 774。

水射流表面改性对国产Zirlo锆合金包壳管加速腐蚀氧化膜形貌的影响

李高盛, 王婉琳, 马雪, 孔淑妍, 李怀林

2020, 45(6): 216-219. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.045

摘要 ( 62 )

PDF (535KB) ( 30 )

为进一步提高国产锆合金包壳管性能,提高反应堆安全性,对国产Zirlo锆合金进行水射流冲击强化,研究在高温高压水腐蚀条件下不同冲击压力对样品表面氧化膜的影响,并与未冲击样品进行对比。结果表明,样品表面在不同压力的冲击下耐蚀性差异较大,当冲击压力达到40 MPa时样品表面氧化膜状态较好,相比于未冲击样品氧化膜厚度减少4.3%,在10 MPa和20 MPa冲击下则出现腐蚀加速情况。

球墨铸铁轧辊表面镍基激光合金化层及其磨损性能

王硕煜, 张林, 解明祥, 叶文虎

2020, 45(6): 220-225. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.046

摘要 ( 72 )

PDF (537KB) ( 47 )

采用激光合金化技术在球墨铸铁QT600-3表面制备镍基合金强化层,通过XRD、SEM和摩擦磨损试验等研究了不同激光扫描速率对合金化层物相、微观结构、力学性能、常温和高温摩擦学性能的影响,并使用Raman光谱仪对磨痕进行分析。结果表明:Ni合金化层与基体冶金结合好、显微硬度高(高达720 HV0.1)、高温摩擦因数低至0.305、高温磨损率低至7.55×10^-6 g·N^-1·m^-1。随着扫描速率的增加,显微组织更加致密,显微硬度先升高后降低,700 ℃耐磨性能提高,但合金化层裂纹率增加。高温摩擦磨损过程中,合金化层的磨损机制以磨粒磨损为主,同时还存在疲劳磨损和氧化磨损。同时,扫描速率的增加可细化晶粒和提高显微硬度。而Ni合金化层表面在高温摩擦过程中形成的氧化产物和碳化物在高温下会对提高其耐磨性能产生积极作用。

CO₂对油田地下水环境中Q235钢和X70钢腐蚀行为的影响

王月, 王丹, 谢飞, 王兴发, 郭紫薇, 朱芯坤

2020, 45(6): 226-231. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.047

摘要 ( 55 )

PDF (539KB) ( 25 )

为了探明辽河油田地下水环境中CO₂对Q235钢和X70管线钢的腐蚀规律,采用动电位极化技术及交流阻抗技术研究了不同CO₂浓度对该环境下两种钢腐蚀行为的影响,并利用光学显微镜对试样腐蚀界面进行表征。结果表明:随着CO₂浓度的增加,Q235和X70钢的交流阻抗图谱的半径均减小,腐蚀电流密度增大,腐蚀坑数量、深度和面积都增加,腐蚀敏感性增大。在低浓度CO₂环境下(CO₂含量为10%时),Q235钢的腐蚀敏感性比X70钢更高;而在高浓度CO₂环境下(CO₂含量为20%、40%、60%时),Q235钢的腐蚀速率反而较小,耐腐蚀性更好。

工作辊在冷轧过程中辊身剥落原因分析

陈伟, 王永, 韩剑

2020, 45(6): 232-235. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.048

摘要 ( 71 )

PDF (537KB) ( 31 )

利用ZEISS-AXIO光学显微镜、Keyence VE9800型扫描电镜和Edax能谱仪对F2冷连轧机机架工作辊轧制过程中发生剥落的原因进行了分析。结果表明:该工作辊辊身剥落是由辊身内部缺陷引起的,其剥落面宏观形貌与由辊身表面裂纹引起的剥落存在明显差异,裂纹扩展以辊身内部缺陷为圆心形成类同心圆的扩展轨迹,待扩展至一定位置后剩下部位再瞬间剥离形成剥落形貌。以类同心圆模式从辊身内部发生的剥落,其圆心裂纹源处常伴有冶金夹杂缺陷存在,夹杂物的存在会隔断轧辊本体组织的连续性而引起力学性能的降低,同时会导致轧辊内局部应力集中,为裂纹的形成和扩展提供了有利的条件。为避免该问题的发生,可进一步提高钢水的纯净度,从而降低夹杂物的形成概率。

冷轧连续退火带钢表面麻点缺陷的形成原因与预防措施

赵海强, 陈泓业

2020, 45(6): 236-238. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.049

摘要 ( 58 )

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针对冷轧连续退火带钢表面麻点缺陷,通过现场开炉检查,找出造成麻点缺陷的原因;通过对炉辊结瘤化学成分的检测,找出结瘤形成机制;结合连续退火机组的设备与工艺特点,提出合理、有效的预防炉辊结瘤措施。结果表明:退火炉内缓冷段炉辊存在严重的结瘤,是造成带钢表面麻点缺陷的主要原因。实际生产中,加强带钢的清洗效果,优化退火炉内区域的张力、控制退火炉内O₂含量及露点温度、降低炉辊粗糙度及合理安排生产作业计划,能有效控制退火炉内炉辊结瘤的发生。

薄钢板气体射流控冷结构数值模拟与试验验证

董承智, 梁校, 李贤君, 杨涛, 侯俊卿, 罗平

2020, 45(6): 239-243. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.06.050

摘要 ( 79 )

PDF (537KB) ( 26 )

对3种用于薄钢板冷却的气体射流控冷结构进行了数值模拟分析,通过比较气体射流控冷结构内风速流场和钢板温度场,确定单均风板气体射流控冷结构可满足薄钢板淬火要求,且冷却均匀性较好,并进行了试验验证。结果表明:与无均风板相比,设置一个或两个均风板时,工件近壁面风速流场与温度场均匀性得到提高,利用单均风板气体射流控冷结构对钢板进行风冷时,在20 s时工件上存在的最大温度差约为63.8 ℃。在20 s内钢板平均温度从920 ℃冷却至Ms点(412 ℃)以下,最低冷速约为27.2 ℃/s,大于马氏体转变临界冷却速度27 ℃/s,表明单均风板气体射流控冷结构可用于薄钢板气体射流淬火工艺。

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