金属热处理

屈华鹏, 王利伟, 冯翰秋, 彭声通, 陈海涛, 罗定祥, 郎宇平

2020, 45(8): 1-6. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.001

摘要 ( 231 )

PDF (973KB) ( 175 )

通过Thermal-Calc热力学软件对0Cr14Mn21NiN无磁不锈钢中碳化物析出的平衡相区进行了计算,并通过时效处理试验进行了验证。通过不同参数的等温变形试验对实际的非平衡态碳化物析出行为进行了研究。通过双环电化学动电位再活化法(DL-EPR)对等温变形试样的晶间腐蚀敏感性进行了测试和对比。结果表明:热力学计算的平衡态Cr₂₃C₆碳化物析出温度范围为512~847 ℃,而通过时效试验验证的实际析出温度范围为720~940 ℃,表明二者之间存在约200 ℃的误差。当总变形量不超过20%时,等温变形非平衡态Cr₂₃C₆碳化物析出下限温度进一步降低至625 ℃,等温变形过程对晶界Cr₂₃C₆碳化物形核和长大过程均有加速作用。DL-EPR电化学方法结果表明等温变形后由于碳化物析出速度的加快,0Cr14Mn21NiN无磁不锈钢的晶间腐蚀敏感性显著增加。

夹杂物对工程机械用钢Q345FCA疲劳寿命的影响

李明阳, 王福明, 李明, 弓硕

2020, 45(8): 7-11. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.002

摘要 ( 172 )

PDF (607KB) ( 83 )

采用QBWP-6000J型简支梁旋转弯曲疲劳试验机测定了高疲劳寿命工程机械用钢Q345FCA的疲劳寿命;采用扫描电镜(SEM)对疲劳断口形貌进行了观察,并用附带的能谱仪(EDS)寻找断口上的夹杂物;借助夹杂物自动分析系统对钢中的夹杂物进行了分析。通过对试验数据的分析,计算得出了Q345FCA钢和Q345钢夹杂物的表面临界尺寸、次表面临界尺寸和内部临界尺寸。结果表明,Q345FCA钢的疲劳极限为273 MPa,Q345钢的疲劳极限为266 MPa。Q345FCA钢和Q345钢中夹杂物尺寸均小于临界夹杂物尺寸,且断口形貌显示所有疲劳断裂均不是由夹杂物所引起,夹杂物不是疲劳源。

E690钢奥氏体化过程的内耗分析

杜晓洁, 何宜柱

2020, 45(8): 12-16. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.003

摘要 ( 126 )

PDF (606KB) ( 85 )

利用内耗法并结合硬度测试与显微组织分析,研究了奥氏体化过程加热温度与保温时间对E690钢碳化物溶解量的影响。结果表明:奥氏体化温度低于Ac₃时,升高温度可以显著增加淬火钢的SKK峰值,钢中碳化物的溶解量增加;当奥氏体化温度高于Ac₃时,升高温度与延长保温时间使淬火钢的SKK峰值变化不明显,钢中碳化物的溶解程度较高。另外,延长保温时间会造成淬火态试样板条状马氏体组织粗化,奥氏体化保温5 min可以使得钢中碳化物接近完全溶解,淬火态试样显微组织为板条分布较细小的状马氏体。因此,可以通过在高于Ac₃点的适当温度保温较短时间进行奥氏体化来提高调质热处理的效率。

热疲劳对B/M复相H13钢组织及力学性能的影响

李洋城, 程晓农, 罗锐, 韦家波, 张洁, 高天明

2020, 45(8): 17-21. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.004

摘要 ( 363 )

PDF (612KB) ( 53 )

为提高其热疲劳性能,对H13钢进行了贝氏体-马氏体(B/M)复相热处理,使其得到了由回火索氏体和贝氏体组成的复相组织。利用OM、SEM、TEM、洛氏硬度计、万能拉伸试验机等设备研究了热疲劳对B/M复相H13钢微观组织、碳化物及力学性能的影响。结果表明:较传统H13钢硬度随疲劳次数增加而迅速降低的现象,B/M复相H13钢的硬度随疲劳次数的增加呈先下降后上升再下降的趋势。拉伸试验表明,较传统H13钢,B/M复相H13钢的强塑性配合更加优异,且在热疲劳后,其断面收缩率反而有所增大。通过显微组织观察发现力学性能变化的主要原因是B/M复相H13钢在热疲劳过程中存在贝氏体板条合并及碳化物析出并长大粗化的行为。

17-4PH不锈钢480 ℃时效组织的动态演变规律

解文飞, 吴文云, 汪东红, 杨连金, 吴日铭

2020, 45(8): 22-26. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.005

摘要 ( 127 )

PDF (610KB) ( 71 )

将17-4PH不锈钢锻棒固溶处理后油冷,然后选择在最佳的时效温度480 ℃时效保温0～5 h后空冷。通过光学显微镜(OM)、超景深显微镜、XRD、显微硬度仪等测试方法观察固溶、时效过程的组织演变和分析其沉淀硬化机理;采用电阻仪间接测试ε-Cu相动态时效析出过程对电阻的影响;并利用摩擦磨损试验机测试其耐磨性能。研究发现:17-4PH不锈钢固溶和时效过程没有残留奥氏体和逆转变奥氏体出现,热处理后出现板条状和块状两种马氏体形态,板条状马氏体硬度高于块状马氏体,随着时效时间的延长,两种马氏体硬度同步上升,时效析出明显提高了固溶态组织的硬度;时效2.0～2.5 h附近强化效果和耐磨性能最弱,可能与ε-Cu 相长大及与位错交互作用有关;硬度随时效时间的变化趋势与电阻正好相反。

6061铝合金均匀化过程中AlMnSi弥散颗粒的析出尺寸对再结晶行为的影响

邱楚, 郭世杰, 纪艳丽

2020, 45(8): 27-33. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.006

摘要 ( 112 )

PDF (612KB) ( 64 )

利用力学性能测试、光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和能谱分析技术等手段研究了均匀化过程中AlMnSi弥散颗粒的析出尺寸对6061铝合金再结晶行为的影响。结果表明:AlMnSi弥散颗粒在均匀化过程中沿着铝基体[001]晶带轴析出长大,晶体结构为体心立方结构。随着均匀化温度的升高,弥散颗粒的析出尺寸逐渐增大,当AlMnSi弥散颗粒平均尺寸由0.07 μm增长到0.42 μm,最大尺寸由0.21 μm增大到1.12 μm时,力学性能则是先升高后降低。6061铝合金T6态组织仍为变形组织;AlMnSi弥散颗粒尺寸增大到1.12 μm,6061合金T6态组织中出现粗大再结晶,力学性能急剧降低。

Ti70合金板的组织与力学性能的各向异性

郝晓博, 李渤渤, 刘茵琪, 张强, 李洋

2020, 45(8): 34-37. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.007

摘要 ( 91 )

PDF (611KB) ( 42 )

通过拉伸及低温冲击试验、光学显微镜、扫描电镜及X射线衍射仪,对Ti70合金板的组织与力学性能的各向异性进行了研究。结果表明,Ti70合金板热轧及退火后组织未出现明显差异,退火过程中主要以回复为主,但在高密度位错的剪切带上出现了一定数量的再结晶晶粒。退火态Ti70合金板横向屈服强度及低温冲击吸收能量都高于纵向,但抗拉强度低于纵向,表现出了明显的各向异性。退火后Ti70合金板形成了较强的{0002}基面织构,其晶面法向向RD方向(纵向)偏转±30°,向TD(横向)方向偏转±41°。由于基面织构更向RD方向集中,因此造成了Ti70合金板力学性能的各向异性。

38CrMoAl钢的奥氏体晶粒长大行为

刘豪, 张立文, 李飞, 张驰, 毛培刚, 李超群

2020, 45(8): 38-42. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.008

摘要 ( 115 )

PDF (610KB) ( 55 )

将38CrMoAl钢加热至1000~1200 ℃ 的奥氏体化温度,保温时间为0~300 s,研究了奥氏体化温度和保温时间对奥氏体晶粒长大行为的影响。试验结果表明,试验钢奥氏体平均晶粒尺寸随奥氏体化温度升高而增大,且晶粒长大速率随着温度的升高而增大。在同一奥氏体化温度下,奥氏体平均晶粒尺寸随保温时间的增加逐渐增大,且晶粒长大速率随时间的延长逐渐减小。根据试验钢奥氏体晶粒尺寸试验数据,建立了38CrMoAl钢奥氏体晶粒尺寸与奥氏体化温度和保温时间关系的Sellars模型,并验证了模型的准确性。

相变诱导塑性钢TRIP590的烘烤硬化特性

王文英, 王慧, 曲世永

2020, 45(8): 43-46. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.009

摘要 ( 70 )

PDF (606KB) ( 39 )

采用拉伸试验机、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等手段研究了预应变处理+烘烤工艺对TRIP590试验钢烘烤硬化(BH)特性的影响。结果表明:试验钢微观组织主要由75.5%的铁素体+15.0%的贝氏体+9.5%的残留奥氏体(体积分数)组成。随着预应变量的增大,BH值呈现增大的趋势,且前期的增长幅度较大。预应变由2%增加到8%时,BH值由22 MPa增大到88 MPa,达到最大值。随烘烤时间的延长和烘烤温度的提高,BH值均呈现增加的趋势。BH值变化规律与内耗峰值变化规律一致,证明了TRIP590钢烘烤硬化现象的柯氏气团钉扎本质。经2%预应变+烘烤处理后,基体内部可以明显看到固溶原子对位错的钉扎现象。

两相区轧制后低碳中锰钢中残留奥氏体在单向拉伸过程中的演变行为

张睿, 曹文全, 胡俊

2020, 45(8): 47-49. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.010

摘要 ( 82 )

PDF (605KB) ( 38 )

通过对轧制后低碳中锰钢薄板在不同预拉伸变形量下的组织进行了分析,并研究了单向拉伸过程中残留奥氏体组织演变的规律。试验结果表明,残留奥氏体向马氏体的相变主要发生在局部塑性变形阶段即屈服阶段,屈服阶段结束后,组织中的残留奥氏体基本全部转变为马氏体,试样进入均匀塑性变形阶段。拉伸过程中位错在局部的大量堆积和逐步迁移,在宏观上表现为吕德斯带的产生和移动,导致局部区域组织中的残留奥氏体发生相变,并且这种现象大多是沿着轧制方向进行的,并不会重复发生。

油气工程用Inconel 718合金激光焊接头的氢脆行为

曾强, 吴颖, 肖辉进, 朱绍维

2020, 45(8): 50-55. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.011

摘要 ( 68 )

PDF (612KB) ( 40 )

采用激光焊接工艺,对油气工程用4 mm厚经1030 ℃×2 h固溶+780 ℃×8 h时效和1030 ℃×2 h固溶+780 ℃×16 h时效两种热处理后的Inconel 718合金进行激光焊接,结合微观组织分析、拉伸性能分析和断口形貌分析,对合金母材及激光焊接头在原位充氢条件下的氢脆行为进行了研究。结果表明:长时间时效导致δ相大量析出,使合金母材的氢脆敏感性指数从正常时效态的0.27提高到过时效态的0.48。激光焊接头整体的氢脆敏感性没有受焊前热处理的影响,分别为0.39和0.38;由于焊缝内Laves相的析出,导致激光焊接头的氢脆敏感性高于正常时效态的母材。

Sc元素对激光选区熔化TiB₂/AlSi10Mg复合材料组织和性能的影响

刘宇轩, 王日初, 蔡志勇, 周朝辉, 李晓庚, 曹玄扬

2020, 45(8): 56-63. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.012

摘要 ( 75 )

PDF (611KB) ( 44 )

采用稀土元素Sc对激光选区熔化TiB₂/AlSi10Mg复合材料进行变质处理,借助场发射扫描电镜、电子探针显微分析仪、显微硬度计以及电子万能试验机等,分别研究了添加Sc元素和固溶时效热处理对复合材料显微组织、密度和力学性能的影响。结果表明:与TiB₂/AlSi10Mg复合材料相比,Sc元素的加入可以进一步细化Al-Si共晶,产生细晶强化和弥散强化作用,TiB₂/AlSi10MgSc复合材料的抗拉强度和显微硬度分别提升了56.7 MPa (14.4%) 和15.3 HV0.1 (11.3%)。激光选区熔化TiB₂/AlSi10MgSc复合材料的硬度和强度随着固溶温度升高而逐渐降低,但伸长率得到明显改善。

钛对碳纳米管增强铝基复合材料组织与性能的尺寸效应

吴姚莎, 张亚民, 王丽荣, 石澎, 张宁, 刘孝青

2020, 45(8): 64-69. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.013

摘要 ( 65 )

PDF (609KB) ( 40 )

通过粉末冶金的方法,制备了致密和较高强度的CNT/Al复合材料,并系统地研究了在制备粉末阶段时引入不同粒径的钛粉后,对复合材料的组织结构与力学性能的影响。结果表明,在一定范围内,钛颗粒尺寸与制备的CNT-Ti/Al复合材料力学性能成反比。当加入的钛颗粒粒径为80 nm时,CNT-Ti/Al复合棒材力学性能最佳。其主要原因包括两个方面:一是钛颗粒有助于碳纳米管的分散,同时自身作为一种第二相强化基体;二是制备过程的热反应,使复合材料组织中生成了一种核壳结构,极大地增强了其界面结合与碳纳米管的载荷转移。

1000 MPa级高破碎性钢的动态本构模型

闫永明, 张灵, 王倩, 袁伍丰, 尉文超, 王毛球

2020, 45(8): 70-75. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.014

摘要 ( 76 )

PDF (618KB) ( 31 )

利用SEM、霍普金森杆和拉伸试验机等仪器对3种1000 MPa级高破碎性钢的组织、静态和动态力学性能进行了研究,并拟合了Johnson-Cook动态本构模型。结果表明:3种试验钢均有明显的应变硬化特征,应变速率由0.001 s^-1提高至8000 s^-1时,1号钢的屈服强度增加546 MPa;2号钢的屈服强度增加434 MPa;3号钢的屈服强度增加667 MPa。3种试验钢也存在明显的温度效应,1号钢微观组织中未溶碳化物的存在使晶格阻力增大,有效的阻碍了位错运动,500 ℃高温条件下,1号钢的屈服强度为450 MPa,明显高于2号钢和3号钢的屈服强度330 MPa和310 MPa。3种高破碎性试验钢的 Johnson-Cook 方程分别为:σe=(1008+1309.04(εp)^{0.679 97})(1+0.1498lnε·^*)(1-T^*^{1.188 53});σe=(1000+1214.321(εp)^0.6112)(1+0.480 15lnε·^*)(1-T^*^{1.263 05});σe=(1008+1334.871(εp)^{0.610 88})(1+0.116 18lnε·^*)(1-T^*^{0.992 47})。

Si含量和热处理制度对铸造Al-Si合金组织和性能的影响

唐鹏, 刘裔源, 赵艳君, 胡治流, 王华春, 彭林欣, 邓松云

2020, 45(8): 76-81. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.015

摘要 ( 89 )

PDF (610KB) ( 51 )

为提高铸造Al-Si合金的力学性能,研究了Si含量和热处理制度对Al-Si合金组织和性能的影响。结果表明,Si含量、固溶冷却介质、固溶温度、时效时间、时效温度对Al-Si合金硬度的影响依次减小。Al-Si合金的最优Si含量及热处理制度为Si含量12%,480 ℃固溶120 min,盐溶液冷却及175 ℃时效90 min。随着Si含量的增加,Al-Si合金硬度和抗拉强度提升;但当Si含量超过共晶点时,方块状初生硅相析出,易形成应力集中使得合金强度降低,断裂方式由韧性断裂变为解理断裂。铸态Al-Si合金中共晶硅为长针状,经最优工艺热处理后,长针状转变为短棒或颗粒状,共晶硅更加分散,在拉伸过程中应力集中减少,位错运动阻力增加,使得Al-Si 合金的力学性能提高。

合金元素Mn、Cr对SWRCH45K钢组织和性能的影响

王冬晨, 王利军, 郭俊成, 阮士朋, 李世琳

2020, 45(8): 82-85. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.016

摘要 ( 417 )

PDF (610KB) ( 40 )

研究了Mn、Cr含量对SWRCH45K钢组织和性能的影响。试验钢的淬火温度为860 ℃,分别进行油冷和水冷,同时利用模拟软件对淬火后硬度进行模拟计算。试验结果表明,Mn、Cr含量提高导致试验钢的抗拉强度有所增加;油冷试验钢组织均为铁素体+屈氏体,心部组织中铁素体比例略高;水冷试验钢近表面处组织为马氏体+少量的屈氏体,心部组织中屈氏体随Mn、Cr含量增加而减少。油冷试验钢硬度沿直径方向上的变化较小,0.70%Mn-0.04%Cr试验钢硬度在22~24 HRC之间,且明显低于其它试验钢;水冷试验钢近表面处硬度差异较小,心部硬度下降明显。试验结果与模拟结果对比表明,试验钢近表面处硬度值与模拟结果具有较好相符性。

淬火温度对轧辊用高硼铁基合金组织和力学性能的影响

梁耀, 于晓华, 种晓宇, 苑振涛

2020, 45(8): 86-90. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.017

摘要 ( 73 )

PDF (609KB) ( 39 )

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、摆锤式冲击试验机和维氏硬度计等研究了淬火温度对高硼铁基合金轧辊材料组织和力学性能的影响。结果表明:高硼铁基合金淬火态基体组织为马氏体,基体中鱼骨状(M₂(B,C))、层片状(M₂C)、长条状(M₃(B,C))和颗粒状(M(B,C))等形态的硼碳化物呈断开趋势。与铸态组织相比,其中层片状硼碳化物的变化最为明显,其形态由致密粗大的连续状转变为松散细小的颗粒状,减小了对基体的割裂作用;高硼铁基合金淬火组织中硼碳化物的类型未发生变化,但是其析出量随淬火温度的升高而减少。高硼铁基合金淬火态硬度和冲击性能较铸态明显提高,其基体硬度和冲击性能随淬火温度的升高而增加,而宏观硬度随淬火温度的升高呈现出先增加后降低的趋势;淬火温度为1050 ℃的宏观硬度最大,为63.1 HRC,淬火温度为1150 ℃的冲击吸收能量最大,为10.9 J。

再扫描对选区激光熔化成形TC4钛合金组织与性能的影响

李浩浩, 武美萍, 马毅青, 韩基泰

2020, 45(8): 91-96. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.018

摘要 ( 102 )

PDF (612KB) ( 32 )

通过选区激光熔化(SLM)设备制备了TC4(Ti-6Al-4V)合金制件,研究了再扫描激光功率对合金组织及性能的影响。利用光学显微镜对组织进行了分析,通过排水法、白光干涉仪及硬度计等对合金的密实度、缺陷尺寸及硬度进行了测量。结果发现,85 W 激光功率的再扫描会使合金β相晶粒粗化,晶粒宽度最大可达150 μm;随着再扫描功率进一步提高,晶粒宽度降低到120 μm。再扫描会显著提升合金制件的密实度,经过145 W的再扫描,合金制件的密实度提高到99.6%。再扫描使合金缺陷开口宽度下降,平均宽度从25 μm降低到7 μm左右,但对缺陷深度影响不大。再扫描对合金孔隙率的降低使合金的硬度有所提高。

选区激光熔化法制备的M2052锰铜合金的组织与性能

马聪慧, 王长军, 沈韬, 胡家齐, 梁剑雄

2020, 45(8): 97-104. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.019

摘要 ( 95 )

PDF (607KB) ( 33 )

使用真空感应熔炼气雾化法(VIGA)制备M2052锰铜粉末,通过选区激光熔化技术(SLM)直接成形合金试样,经固溶时效处理和热等静压加工,从热力学计算、显微组织分析及力学性能测试等方面对SLM法制备的锰铜合金进行了研究。研究发现SLM法成形的锰铜合金的抗拉和屈服强度较高,但冲击吸收能量低,塑性差。经过热等静压处理后,合金的综合力学性能明显提高。

“零保温”淬火工艺对40Cr钢组织与性能的影响

康学勤, 许正茂, 林恩波, 陈亮

2020, 45(8): 105-107. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.020

摘要 ( 110 )

PDF (623KB) ( 57 )

研究了不同温度“零保温”淬火工艺下,40Cr钢的显微组织与性能的变化规律。结果表明,在850~910 ℃下“零保温”淬火和550 ℃回火后,40Cr钢的硬度、抗拉强度和冲击吸收能量随温度的升高先增加后降低。890 ℃“零保温”淬火和550 ℃回火时,钢的硬度、抗拉强度和冲击吸收能量达到最高值,这些性能均优于同温度下保温淬火时试验钢的性能。40Cr钢“零保温”淬火性能的提高与其淬火后得到的细小板条状马氏体组织、奥氏体晶粒的细化和奥氏体中碳浓度分布不均匀有关。

退火工艺对激光选区熔化成形Ti6Al4V合金组织及室温力学性能的影响

肖美立, 昝林, 柯林达, 邓竹君, 赖彩芳, 孙京丽

2020, 45(8): 108-112. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.021

摘要 ( 88 )

PDF (626KB) ( 32 )

以Ti6Al4V球形粉末为原料,利用激光选区熔化成形方法制备了Ti6Al4V合金试样,采用光学显微镜、扫描电镜及力学性能测试等手段,研究了退火工艺对Ti6Al4V合金室温力学性能及组织的影响规律。结果表明: SLM成形沉积态Ti6Al4V合金室温抗拉强度超过1200 MPa,而平均断后伸长率仅为4.0%;在650 ℃下进行真空退火处理,合金的抗拉强度仍保持在1200 MPa左右,规定塑性延伸强度R_p0.2高于1150 MPa,但试样的断后伸长率<10%;而在750及800 ℃下进行真空退火处理,合金试样的抗拉强度降至1100 MPa左右,规定塑性延伸强度高于1050 MPa,伸长率达到甚至超过10%,材料的综合强韧性得到明显提升。随着真空退火加热温度和保温时间的增加,SLM成形Ti6Al4V合金原始β晶界逐渐变模糊,晶粒趋向于等轴化。与此同时,快速冷却转变的α′针状马氏体未出现明显地粗化。

重熔及退火对316L不锈钢激光熔覆层残余应力的影响

邓德伟, 马云波, 马玉山, 何涛, 黄治冶, 孙奇

2020, 45(8): 113-118. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.022

摘要 ( 93 )

PDF (616KB) ( 42 )

选用316L不锈钢粉末在Q235钢板上进行激光熔覆,并对熔覆试样进行了激光重熔和退火处理。利用盲孔法对熔覆层及基体的残余应力进行测试,采用光学显微镜、维氏硬度计对熔覆层进行微观组织观察和硬度测试。结果表明,激光重熔后熔覆层组织结构未发生显著改变;熔覆层经600 ℃退火2 h后晶粒有轻微长大,经800 ℃退火2 h后发生再结晶,枝状晶数量减少。经过激光重熔和退火工艺后,显微硬度仍维持较高值。激光重熔最多能使残余应力降低55.9%,而合理的退火处理工艺能使残余应力降低70%以上, 800 ℃退火2 h时残余应力的改善效果最显著,残余应力降低了83.8%。

时效处理对GH4169合金显微组织及高温拉伸变形行为的影响

高天明, 程晓农, 罗锐, 郑琦, 李洋城, 王威

2020, 45(8): 119-123. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.023

摘要 ( 250 )

PDF (621KB) ( 46 )

研究了在900 ℃超温服役的试验条件下,时效时间对GH4169合金的显微组织形貌、显微硬度和高温拉伸性能的影响。结果表明:随着时效时间的延长,δ相先由晶界呈短棒状析出,然后以长针状覆盖整个晶粒。时效初期晶粒有长大现象,随着δ相沿晶界的不断析出,晶粒长大现象消失。900 ℃时效处理使得GH4169合金强化相发生溶解与转化,致使合金显微硬度从44 HRC急剧降至13.6 HRC,但后续保温时间的延长对显微硬度影响较小。δ相的析出对合金的高温力学性能有显著影响,适量的析出提高了合金的抗拉强度和高温塑性,大量析出则导致合金抗拉强度变低,高温塑性变差;不同时效处理后的合金高温拉伸均为典型的弹性-均匀塑性变形,变形断裂机制皆为微孔聚集型断裂。

退火工艺对采暖系统用耐沟状腐蚀钢带性能的影响

卢军辉, 吴战芳, 王晓春, 仇圣桃, 干勇

2020, 45(8): 124-130. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.024

摘要 ( 87 )

PDF (628KB) ( 35 )

通过对耐沟状腐蚀现象的研究,结合生产设备能力,设计了6种成分钢带和6种退火工艺。借助光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验、中性盐雾试验等手段,研究了采暖系统用耐沟状腐蚀钢带生产过程中冷轧退火工艺对其性能的影响。结果发现:低于Ac₁温度(650、700 ℃)的退火不可能改变原来冷轧铁素体晶界的遗传结构,冷轧α相的再结晶长大不充分,碳化物的聚合和长大过程也不充分;当退火温度达到Ac₁左右(750 ℃),由于碳元素的固溶加剧,导致α相再结晶和析出物的聚合长大,得到极优的延展性,对深冲非常有利;退火温度位于Ac₁~Ac₃之间(850 ℃),发生α→γ相再结晶,可以取得最好的软化效果。对于含Ti的试验钢,随着退火温度的降低,其塑性应变比r值呈下降趋势。Cr的加入不利于耐沟状腐蚀性能,但是Al的加入有利于耐沟状腐蚀性能。采用两段式退火工艺进行工业化生产,可以得到外观和性能优良的采暖系统用耐沟状腐蚀产品。

均匀化处理对挤压态Al-4Si(-0.2Er)合金显微组织及性能的影响

赵娟, 崔晓丽, 崔红卫, 叶辉

2020, 45(8): 131-136. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.025

摘要 ( 63 )

PDF (685KB) ( 27 )

为改变Al-Si合金中第二相的尺寸、形貌及分布,改善合金的电学和力学性能,选用稀土元素Er作为合金化元素,制备了Al-4Si、Al-4Si-0.2Er合金,探究了稀土Er及均匀化处理对挤压态Al-4Si、Al-4Si-0.2Er合金显微组织及电学、力学性能的影响。结果表明:稀土Er有利于促进固溶态Si的析出且形成新相ErSi₂,增加了合金中第二相数量,弥散强化效果明显,提高了合金的力学性能,且导电率保持稳定。均匀化处理工艺为540 ℃×1 h炉冷的Al-4Si-0.2Er合金综合性能较强,均匀化处理促进了第二相的析出,同时减小了第二相尺寸,使其以颗粒状弥散分布,Al-4Si-0.2Er合金的导电率由挤压态的51.61%IACS提高至56.44%IACS,提高了9.4%,炉冷过程导致了合金的力学性能略有下降,抗拉强度为87.80 MPa,伸长率为35.9%,硬度为36.00 HV0.3。

退火对海绵钛/电解钛熔炼TC4合金铸锭轧制板材组织性能的影响

谭聪, 范勇斌, 余堃, 肖寒, 张宏宇, 黄海广, 周荣锋

2020, 45(8): 137-141. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.026

摘要 ( 89 )

PDF (621KB) ( 26 )

以海绵钛和电解钛分别作为熔炼TC4钛合金的原材料,将熔炼后的铸锭进行热轧并退火处理,研究不同原料铸锭轧制的TC4合金板材退火处理后的组织与力学性能。结果表明:去应力退火对电解钛与海绵钛TC4合金板材组织的影响不大。再结晶退火后,电解钛与海绵钛TC4合金板材均有再结晶的等轴α相,而电解钛TC4合金的等轴化程度更高,内部组织更均匀。海绵钛TC4合金板材在经550 ℃退火处理后的应力去除效果比电解钛TC4合金的好,其强度略微降低,而塑性提升更为明显。电解钛TC4合金板材在经过800 ℃退火处理后的再结晶效果比海绵钛TC4合金好,其强度略微降低,而塑性得到极大的提升。两种钛合金板材退火后板材的断裂方式皆为韧性断裂。海绵钛TC4合金板材经退火后硬度降低,而电解钛TC4合金板材经退火后硬度增加。

退火工艺对增材制造TC18钛合金力学性能和组织的影响

陈素明, 胡生双, 张颖, 郑超, 王晓光, 高婷婷

2020, 45(8): 142-146. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.027

摘要 ( 85 )

PDF (629KB) ( 24 )

采用显微组织观察和力学性能测试等方法研究了退火工艺参数对增材制造TC18钛合金力学性能和组织的影响。结果表明,增材制造TC18钛合金试块宏观形貌平整,表面没有裂纹等缺陷,表面呈均匀的银白色。试样经600 ℃退火保温2 h后的各项力学性能均满足GJB 2744A—2007指标要求,其规定塑性延伸强度为1036 MPa,抗拉强度为1084 MPa,断后伸长率为9.8%,断面收缩率为30%。增材制造TC18钛合金的组织为典型的柱状晶组织,粗大的β相柱状晶粒内为细长的针状α相及编织细密的α+β相板条组织;随着退火温度的升高,β相柱状晶内的针状α相逐渐粗化。

不同流速下AP1000主管道淬火过程温度场的有限元模拟

刘华英, 彭新元, 唐龙书, 李超

2020, 45(8): 147-151. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.028

摘要 ( 68 )

PDF (623KB) ( 26 )

利用ANSYS有限元软件建立了AP1000核电主管道三维有限元网格模型,根据反传热法计算了0.3、0.5、0.7和1.0 m/s四种不同水流速下316LN不锈钢的表面换热系数,对其淬火过程的温度场进行了模拟,初步探讨了西屋公司提出的180 s冷却至427 ℃以下的可能性。结果表明:水流流速由0.3 m/s提高到1.0 m/s时,316LN不锈钢的表面换热系数仅由3013 W/(m²·℃)增加至3560 W/(m²·℃)。不同流速下,主管道表面和心部温度均随淬火时间的延长而降低。1.0 m/s流速下,主管道内、外表面温度下降非常快,淬火180 s时温度已降至200 ℃以下,600 s时已冷却至室温。而主管道管壁中心(壁厚为83 mm)及接管嘴凸台中心部位温度下降较慢,淬火180 s时温度分别在580 ℃和860 ℃左右,未能满足西屋公司提出的180 s冷却至427 ℃以下的要求,淬火530 s左右主管道各部位才能都冷到427 ℃以下。

40Cr钢齿条的激光淬火工艺

甄延波, 秦俊, 樊超, 马雷鹏, 李绪晨, 申国庆

2020, 45(8): 152-155. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.029

摘要 ( 133 )

PDF (620KB) ( 44 )

采用LDF 4000-100型半导体激光器对40Cr钢齿条齿面进行了淬火处理研究。结果表明:在矩形光斑17 mm×5 mm、激光头到淬火齿面中心距离375 mm、激光束入射齿面夹角75°下,选取最优参数激光加热温度1400 ℃、扫描速率10 mm/s时,齿面的淬硬层深度均匀,可达到1.2 mm,淬硬层组织为细小、弥散马氏体,表层组织硬度最高可达到750 HV0.2,并在工业化试生产中取得了较好应用效果。

固溶处理冷却介质温度对Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金时效组织及硬度的影响

史铮, 孟模, 杨雪, 张治民, 高植

2020, 45(8): 156-160. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.030

摘要 ( 69 )

PDF (616KB) ( 32 )

以高稀土含量Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr镁合金为研究对象,利用SEM、EBSD和硬度等测试方法,研究不同固溶处理参数下,固溶处理冷却介质温度对合金时效组织和硬度的影响规律。试验结果表明,合金在520 ℃×24 h固溶处理条件下,其冷却介质温度对硬度及组织的影响最为显著,随着固溶冷却介质温度降低,硬度值逐渐增大。同时,固溶冷却介质温度越低,点状Mg₅(Gd,Y)相和片层相在时效中析出的数量越多。当固溶冷却介质温度较高时,时效过程中则以针状Mg₅(Gd,Y)相析出为主且层错相析出较少。此外,由于在低温或短时固溶处理下,合金的晶粒尺寸变化较小,在后续时效过程中细晶强化作用高于析出强化,所以合金的固溶冷却介质温度对时效组织及硬度影响较弱。

热处理对挤压态Mg-6Gd-5Y-1Zn合金组织与性能的影响

许恒源, 甄睿, 毛忠峰, 吴震, 戴圣朋

2020, 45(8): 161-165. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.031

摘要 ( 71 )

PDF (622KB) ( 27 )

通过对Mg-6Gd-5Y-1Zn(质量分数,%)合金在固溶和时效处理状态下显微组织和力学性能的研究发现,α-Mg基体、沿挤压方向分布的条状18R-LPSO相、少量的Mg₂₄(GdYZn)₅ 相以及细层片状的14H-LPSO相构成了挤压态合金的组成相。挤压态合金经固溶(T4)处理后,一部分18R-LPSO相溶入基体,并且基体中的14H-LPSO相伸长同时粗化。挤压态合金经过固溶加时效(T6)处理后,大量β′相从α-Mg基体中析出。T6态合金的室温力学性能最好,其屈服强度、抗拉强度及伸长率分别为272 MPa、406 MPa和6.1%。β′相沉淀也发生在挤压态合金的直接人工时效(T5)处理过程,但相比于T6处理,14H-LPSO相和β′相在基体中的体积分数均偏低。

冷轧高强度低合金钢HC420LA的连续退火工艺

杨源远, 董丽丽, 梁世胤

2020, 45(8): 166-169. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.032

摘要 ( 66 )

PDF (616KB) ( 39 )

根据冷轧高强度低合金钢HC420LA的产品要求对其冷轧连续退火工艺进行了研究。HC420LA钢产品成分采用Nb、Ti微合金化成分体系、生产工艺选择热连轧+冷轧连续退火的工艺路线。通过实验室再结晶温度试验测定了HC420LA钢产品的再结晶温度,在工业化试生产阶段对连续退火工艺进行了试验研究,得出冷轧低合金高强钢 HC420LA 的再结晶温度为700 ℃,工业化生产时最佳加热均热温度为760 ℃。

固溶时效处理对7005铝合金冲击性能的影响

张建宇, 王征, 王进录, 柯伟, 陆起高

2020, 45(8): 170-172. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.033

摘要 ( 69 )

PDF (624KB) ( 33 )

采用光学显微镜、SEM和冲击试验机研究了固溶时效处理后的7005铝合金的冲击性能。结果表明,7005铝合金铸态组织中晶界比较宽大,并且在晶内存在大量的非平衡析出相,经固溶时效处理后晶粒内的颗粒析出相的数量大量减少。铸态合金晶界上析出相含有较多的Zn、Mg、Mn元素,固溶时效后在合金晶粒内部存在的析出相主要为η(MgZn₂)平衡相,在晶界上仍然残留有部分AlZnMg(Mn)析出相,该析出相具有较好的热稳定性,无法完全回溶。固溶时效后,合金晶粒内的颗粒状析出相大部分溶入基体,使固溶度增加而使合金强度增高,改善了7005铝合金的冲击性能。

固溶处理对GH99合金组织的影响

秦升学, 王艳, 张弘斌, 周海萍, 刘杰

2020, 45(8): 173-178. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.034

摘要 ( 60 )

PDF (624KB) ( 24 )

通过电子背散射衍射技术(EBSD)分析了不同固溶温度和时间下GH99合金的晶粒尺寸及晶界特征分布。结果发现:GH99合金的晶粒经固溶处理后逐渐变成等轴状晶粒,晶粒内存有大量孪晶界,且绝大多数为较平直的Σ3晶界;晶粒尺寸随固溶温度升高和时间延长而逐渐增大,其在不同温度和时间下的长大速度不尽相同,而孪晶随晶粒的长大而长大;Σ3晶界比例随固溶温度的升高和时间的延长先增大后减小,而Σ9和Σ27晶界比例则呈现逐渐减小的趋势。

铲齿用新型空冷贝氏体钢的热处理工艺

郑丽丽, 安胜利, 彭军, 张芳, 高占勇, 焦海东

2020, 45(8): 179-184. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.035

摘要 ( 55 )

PDF (617KB) ( 26 )

为了解决铲齿使用寿命短的问题,对新型贝氏体组织铲齿用钢及其热处理工艺进行了研究。通过火花直读光谱仪和热膨胀仪检测了贝氏体钢的化学成分和相变点,采用正交试验的方法研究了正火温度、回火温度、回火时间对贝氏体钢韧性的影响,确定了最优的热处理工艺,借助扫描电镜(SEM)、Image-J软件、X射线衍射仪(XRD)及数显显微硬度仪等检测了铲齿用贝氏体钢的组织和组织中相组成比例以及其硬度。研究结果表明贝氏体铲齿用钢在热处理过程中影响冲击性能最主要的因素为正火温度,其次为回火温度、最后为回火时间,得到的最优热处理工艺制度为1080 ℃正火后在250 ℃回火90 min,此热处理条件下贝氏体钢具有良好的韧性(18.45 J)和硬度(46.85 HRC)结合,其组织中马氏体含量为23.985%,残留奥氏体含量为9.850%。

固溶处理对Al-Zn-Mg-Cu系超强铝合金组织与硬度的影响

黎志勇, 史庆南

2020, 45(8): 185-188. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.036

摘要 ( 62 )

PDF (623KB) ( 30 )

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及维氏硬度计等研究了不同固溶处理参数对Al-Zn-Mg-Cu系超强铝合金7050固溶态组织与固溶时效态硬度的影响。结果表明:锻态7050铝合金组织中含有粗大块状初生相和针状、点状的η(MgZn₂)相。随着固溶温度的升高和固溶时间的增加,合金组织中的未溶相减少,再结晶组织体积分数增高。经过470 ℃×4 h固溶+120 ℃×24 h时效处理7050铝合金的硬度值达到最大,为189 HV0.2。

气体渗氮工艺对NbVTi合金化灰铸铁组织与性能的影响

孟超, 郭彩萍

2020, 45(8): 189-193. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.037

摘要 ( 56 )

PDF (621KB) ( 36 )

针对发动机高速重载的发展趋势,对新型NbVTi合金化灰铸铁气缸套材料进行了不同温度的气体渗氮处理。通过光学显微镜、维氏硬度计、摩擦磨损试验机、扫描电镜等手段,研究了NbVTi合金化灰铸铁气缸套表面的气体渗氮工艺对组织性能的影响。结果表明:随着渗氮温度的增加,NbVTi合金化灰铸铁气缸套的渗氮层深度都有所增加,距离表面100 μm和130 μm处的显微硬度先增后降。在最佳的渗氮温度570 ℃渗氮后,气缸套尺寸膨胀量在0.010~0.055 mm标准范围内,渗氮层平均厚度约140 μm,距离表面100 μm扩散区平均硬度达到500 HV0.1以上,可满足高速重载气缸套的使用要求。气体渗氮后,气缸套的摩擦磨损性能得到了大幅提高,随着载荷的增大和速度的增加,磨损率随之增大,其磨损机理由磨粒磨损向粘着磨损转变。

回火对Cr4Mo4V钢电子束Cr合金化层组织和性能的影响

刘兆宾, 周丽娜, 罗甸, 李学问

2020, 45(8): 194-198. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.038

摘要 ( 51 )

PDF (618KB) ( 18 )

研究了Cr4Mo4V钢电子束Cr合金化层结构随回火温度及时间变化的演化规律。采用XRD和TEM研究了Cr合金化层在回火过程中的物相变化,采用纳米硬度计和电化学工作站分别测试了Cr合金化层硬度和耐蚀性随回火温度的变化。结果表明,回火过程中纳米级碳化物从合金化层中析出,使合金化层硬度增加,随着回火时间和温度的增加,碳化物发生长大,硬度随之降低。碳化物的析出会导致基体Cr元素的下降,耐蚀性降低,但仍优于原始Cr4Mo4V钢。

冷轧预处理对TC4合金540 ℃渗氮组织的影响

冷科, 冯晓雪, 闫峰, 傅宇东

2020, 45(8): 199-202. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.039

摘要 ( 63 )

PDF (621KB) ( 22 )

TC4钛合金经820 ℃固溶处理及室温下冷轧得到10%、20%、30%、40%、50%不同变形量的试样,之后在540 ℃进行渗氮复合时效处理8 h。利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜等分析了不同变形量下合金渗氮组织和时效组织的变化特点以及渗氮试样表面的相结构和形貌的变化。试验结果显示,渗氮处理后,试样表面生成了TiN、Ti₂N等高硬的氮化物颗粒,变形量越大,试样表面生成的氮化物颗粒越多且尺寸越大;经固溶处理后,TC4合金的室温组织为α相+亚稳β相,经渗氮复合时效处理后,亚稳β相分解为α相,同时α相向β相转化,变形量越大,析出的β相越多,且这种趋势不如单纯的时效处理明显。

大型发动机链条销轴的热处理

张孟九, 尚召华, 刘毅, 李存志, 姜德鹏

2020, 45(8): 203-206. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.040

摘要 ( 73 )

PDF (537KB) ( 25 )

针对大型发动机链条中销轴零件原有热处理工艺缺陷,对销轴的热处理工艺进行了改善,有效减少了销轴的热处理畸变,合理调整了零件表面残留奥氏体含量。通过改善热处理工艺,显著提高了链条销轴的质量。

激光离散淬火钢轨的滚动接触疲劳磨损性能

杨志翔, 叶祖福, 王爱华, 叶兵, 熊大辉

2020, 45(8): 207-215. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.041

摘要 ( 52 )

PDF (530KB) ( 23 )

采用激光离散处理对钢轨表面进行了强化,旨在提高钢轨的使用寿命。研究了3种不同分布形式的激光离散淬火工艺,利用滚动接触疲劳磨损试验机测定了钢轨的疲劳磨损性能,并对磨损表面形貌、截面形貌以及磨损机理进行了分析。结果表明:未处理钢轨试样表面发生塑性变形和疲劳剥落,产生严重的波磨,磨损量1.102 g;激光离散淬火强化后,波磨消失,磨损量显著降低,但是在试样边缘和淬火区界面有裂纹产生;当淬火区以间隔1 mm、倾斜60°分布时,试样中心的界面裂纹得到有效控制,磨损量最低,相比未处理试样减少了63%;通过缩小淬火区间隔,增大淬火区倾斜角度,可以有效提高激光离散淬火层的裂纹抗性和磨损性能。

超音速等离子喷涂ZrO₂涂层的缺陷分析与力学性能

崔静, 郭玉珠, 庞铭, 杨广峰

2020, 45(8): 216-221. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.042

摘要 ( 54 )

PDF (529KB) ( 23 )

采用超音速等离子喷涂技术(SAPS)在Q235钢基体表面制备了ZrO₂涂层。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)分别对ZrO₂涂层微观形貌、物相组成、元素分布进行了检测和分析,同时利用维氏硬度计对ZrO₂涂层硬度进行了测量,分别得出了涂层、涂层与基体连接处、基体的硬度值。结果表明:利用超音速等离子喷涂技术所制备的ZrO₂涂层表面存在大量颗粒凸起和孔洞。涂层截面存在形状为“马蹄形”、“弯月形”、“椭球形”以及“不规则多边形”的孔洞和横向裂纹缺陷,孔隙率为13%。在高温作用下,涂层中Zr元素发生扩散,由涂层顶部至底部Zr元素含量上升,且基体表面出现少量Zr元素。涂层材料在喷涂过程中发生相变,由单斜相转为四方相。涂层、涂层与基体连接处、基体显微硬度分别为740.51、205.79、189.33 HV0.2,涂层与基体连接处相比于基体材料表面的显微硬度提高。

42CrMo钢折弯模具激光表面强化

王会珍, 翟月雯, 周乐育

2020, 45(8): 222-227. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.043

摘要 ( 77 )

PDF (529KB) ( 29 )

利用扫描电镜、电子背散射衍射技术等手段研究了42CrMo钢折弯模具的激光表面淬火特性。研究结果表明,激光扫描速度、功率、工件厚度等对淬硬层深度及硬度有显著影响。在激光功率2200 W、扫描速度1800 mm/min、光斑ϕ2 mm、辅助水冷、一道次扫描条件下,折弯模具刀刃硬度和淬硬层厚度分别达到734 HV0.2和1.05 mm,且刀刃两侧的硬度分布均匀。激光淬硬层组织为细小的马氏体,尤其靠近基体处。

电接触强化对Ni/Cu复合镀层组织与性能的影响

李志宏, 丁浩, 朱世根

2020, 45(8): 228-232. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.044

摘要 ( 64 )

PDF (529KB) ( 22 )

利用电刷镀在铸铁表面制备了厚度在1 mm左右的Ni/Cu复合镀层,并对镀层进行了电接触强化试验。利用场发射电镜(FESEM)、维氏硬度计分析了电接触强化对镀层组织性能的影响。试验结果表明,电接触强化改善了镀层表面和内部质量,减少了镀层内部裂纹、孔洞等缺陷。同时,电接触强化使镀层和基体之间产生了部分镶嵌熔融。电接触强化改变了Ni层与Cu层的组织结构,使镀层组织更加致密紧实,Cu层和Ni层之间发生了塑性变形,产生了一定的镶嵌。强化后镀层表面及截面硬度都有所提升。镀层与基体之间形成的硬化层硬度远大于基体硬度,电接触强化提高了镀层与基体之间的结合力。

激光熔覆复合涂层裂纹产生原因及控制研究进展

张蕾涛, 张红星, 刘德鑫, 张伟樯, 王雪松, 戴娇燕, 徐金富

2020, 45(8): 233-239. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.045

摘要 ( 81 )

PDF (532KB) ( 64 )

综述了激光熔覆复合涂层裂纹产生的原因及影响因素,并从基材预热、熔覆后涂层整体回火和重熔、梯度结构、工艺参数优化、熔覆材料及添加剂成分控制和辅助技术等方面归纳了控制裂纹的方法和途径。

34CrMo4无缝钢管内折缺陷的成因分析

王潇, 彭浩平, 雷云, 苏旭平, 吴长军, 邓嵩

2020, 45(8): 240-244. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.046

摘要 ( 96 )

PDF (529KB) ( 39 )

针对国内某型号34CrMo4无缝钢管生产过程中出现的钢管内折缺陷,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS),对缺陷微观形貌和微区成分进行了系统观察和分析,探讨了34CrMo4无缝钢管内折缺陷的形成原因。研究发现钢管内表面内折缺陷区域有大量层次明显的裂纹,并且在内折缺陷区域、生产线热加工后管坯和模拟生产线热处理后的管坯中均发现了Cu元素富集现象。在生产线管坯穿孔咬入过程中,高含Cu夹杂物被轧碎挤压至晶界处,并沿晶界渗入,破坏晶界的连续性。由于穿孔产生的轴向拉应力以及高含Cu夹杂物的出现,使管坯沿轴向变形过程中出现基体不连续现象,管坯在不断延伸过程中出现微裂纹,无缝钢管内壁在随后的连轧和定径过程中形成内折缺陷。

锅炉水冷壁管开裂原因分析

徐卫仙, 乔立捷, 梁志刚

2020, 45(8): 245-248. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.047

摘要 ( 120 )

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针对某火电厂锅炉水冷壁管开裂情况,通过宏观形貌、材质分析、硬度检测、显微组织检测、扫描电镜、能谱分析和XRD等手段,对水冷壁开裂管进行取样分析。结果表明水冷壁管开裂的原因是氢腐蚀;主裂纹内部和氧化层缝隙存在大量铜,氧化层导热性能差,恶化局部传热,局部热负荷超过一定极限时,大大加速铜在主裂纹处富集,富集的铜元素又加速了裂纹的扩展。

真空低压渗碳炉高精度温控系统的设计与应用

何龙祥, 尹承锟, 徐跃明, 丛培武, 刘俊祥

2020, 45(8): 249-253. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2020.08.048

摘要 ( 219 )

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设计了一种基于组态王6.55软件的真空低压渗碳上位机监控系统,通过组态王软件与山武仪表DCP31之间的Modbus通讯,利用仪表自带的二自由度(2-DOF)PID功能,实时进行PID修正保证控温的精确度。将渗碳工艺中的变量如C₂H₂、NH₃和N₂的流量控制及渗碳扩散时间、脉冲次数、保温时间和淬火方式等一系列参数固化成配方形式,供用户调用和修改。这一软件平台的设计及应用减少了操作人员的误操作和复杂程度,大大提高了低压渗碳的热处理品质。

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