金属热处理

牛红康, 王迪玮, 田青超

2022, 47(5): 1-6. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.001

摘要 ( 100 )

PDF (640KB) ( 78 )

使用真空感应炉制备了Mn-20Cu、Mn-20Cu-5Ni、Mn-20Cu-5Ni-2Fe三种不同成分梯度的合金,利用动态机械分析仪测量了弹性模量及内耗与温度之间的关系,以研究化学成分及时效时间对合金反铁磁转变及马氏体相变的影响。结果表明,合金的相变特征温度和时效时间的平方根正相关,添加的合金元素通过影响调幅分解过程中溶质原子的扩散从而对特征温度发生作用,描述振荡应力和相界面之间耦合强度的l值是反映阻尼合金材料的关键因素之一。

热处理对W芯SiC纤维结构和力学性能的影响

刘帅, 罗贤, 黄斌, 杨延清

2022, 47(5): 7-13. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.002

摘要 ( 84 )

PDF (561KB) ( 44 )

通过扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、拉曼光谱分析和拉伸试验等手段研究了W芯SiC纤维在低真空环境中不同热处理温度下各组成部分的组织结构和纤维力学性能的变化规律。结果表明,在相同热处理制度下,W芯比W芯SiC纤维具有更高的抗拉强度。W/SiC界面反应层和SiC沉积层在800 ℃×50 h热处理后均表现出良好的结构稳定性,这使W芯SiC纤维的抗拉强度可以保持在3.10 GPa。热处理温度进一步升高使W/SiC界面反应层厚度和界面孔洞尺寸显著增加,同时晶粒长大和表面凹坑缺陷的形成破坏了SiC沉积层的结构稳定性。在这些因素的共同作用下,W芯SiC纤维的Weibull模数经900 ℃×50 h热处理后下降至9.7,抗拉强度经1000 ℃×50 h热处理后下降至1.12 GPa。

新型含Al奥氏体耐热钢高温蠕变性能的研究现状

袁智, 张海莲, 张会杰, 马庆爽, 贺翔, 毕长波, 李会军, 高秋志

2022, 47(5): 14-24. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.003

摘要 ( 87 )

PDF (555KB) ( 52 )

新型含Al奥氏体耐热钢(Alumina-forming austenitic steel-AFA钢)是近年来开发的新型耐热钢,具有比传统耐热钢更优异的高温抗氧化性与蠕变性能,可望应用于超超临界火力发电机组关键部件。从不同AFA钢的合金元素调控入手,阐述了AFA钢成分设计原则,分析了合金元素差异对析出相的影响,以期揭示析出相的析出与粗化动力学及其与蠕变性能间的关系,总结了高温蠕变断裂机制,讨论了影响材料蠕变性能的因素,并对AFA钢的强化思路与未来应用进行了展望。

Ti80钛合金两相区高温变形本构模型及热加工图

周晓锋, 付文, 利成宁, 程方杰

2022, 47(5): 25-30. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.004

摘要 ( 65 )

PDF (559KB) ( 33 )

为了确定Ti80钛合金热变形的最佳工艺窗口,采用Gleeble3500热模拟试验机对Ti80钛合金进行了高温压缩试验,试验变形温度为850~1050 ℃,应变速率为0.05~1 s^-1。结果表明,Ti80钛合金对变形温度和应变速率极其敏感,流变应力随着应变速率的增加和变形温度的降低而显著升高,近β区的流变应力分布会发生突变。应用线性回归方法,建立Ti80钛合金的高温本构方程,计算出Ti80钛合金在两相区的变形激活能为308 kJ/mol,并基于Prasad失稳准则,建立Ti80钛合金的热加工图,最终确定在变形温度为880~930 ℃的两相区变形条件下,Ti80钛合金在高应变速率下可以充分发生动态再结晶,从而获得理想的组织性能。

X12CrMoWVNbN钢的热变形行为及热加工图

李荣斌, 李博, 张志玺, 彭望君, 郭彦兵

2022, 47(5): 31-39. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.005

摘要 ( 64 )

PDF (559KB) ( 36 )

利用Gleeble3180热模拟试验机,在变形温度为950~1100 ℃,应变速率为0.001~1 s^-1,真应变为0.7的条件下,对X12CrMoWVNbN钢进行了高温单向热压缩试验。通过不同条件下的高温流变曲线分析了变形温度和应变速率对试验钢热变形力学行为的影响。以Arrhenius方程为本构模型,建立了能够预测该钢流动应力的本构方程。基于动态材料模型和试验参数、结果,绘制了该钢不同应变量下的热加工图并结合图进行了组织分析。结果表明,流变峰值应力和稳态应力随温度降低或应变速率升高而升高;功率耗散系数随应变速率降低和变形温度的升高而增大;最优热加工区域功率耗散系数η的值都在0.4以上,且这些区域的变形组织晶粒均匀细小;0.3、0.4、0.5和0.6应变下的最优热加工区域都处于变形温度1050~1100 ℃、应变速率0.001~0.003 s^-1的范围。

(FeCoNiCr)_100-xMn_x高熵合金在NaCl和NaOH溶液中的抗腐蚀性能

赵堃, 蒋鹏, 王虎虎, 王博, 王沛锦, 杨兴中

2022, 47(5): 40-46. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.006

摘要 ( 72 )

PDF (567KB) ( 24 )

研究了放电等离子烧结(FeCoNiCr)_100-xMn_x(x=4,8,12,20)高熵合金的组织结构及在NaCl和NaOH溶液中的耐腐蚀性能。结果表明,(FeCoNiCr)_100-xMn_x合金主要由FCC单相组织和少量BCC相组成。(FeCoNiCr)₈₈Mn₁₂合金在3.5wt%NaCl 溶液中具有最好的耐腐蚀性能。Mn的添加使合金在1 mol NaOH 溶液中耐腐蚀性增强。退火对合金在1 mol NaOH 溶液中抗腐蚀性能影响不大。(FeCoNiCr)_100-xMn_x合金在3.5wt%NaCl溶液和1 mol NaOH溶液中的抗腐蚀性能均优于304S不锈钢。

Al含量对热轧FeMnCoCr系高熵合金组织和性能的影响

赵思杰, 李航, 牛利冲, 李杰, 冯运莉

2022, 47(5): 47-52. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.007

摘要 ( 75 )

PDF (563KB) ( 45 )

研究了Al含量对(Fe₅₀Mn₃₀Co₁₀Cr₁₀)_100-xAl_x高熵合金微观组织、变形机制和拉伸性能的影响。采用真空电弧熔炼炉制备合金铸锭,对合金进行压下率为80%的热轧火淬,利用SEM和EBSD对合金的组织结构进行了分析。结果表明,随着Al含量(原子分数,下同)由0%增加到6%,热轧淬火后合金组织由FCC+HCP双相转变成FCC单相,Al含量为8%时产生了BCC相;随着Al含量由0%增加到6%,在拉伸过程中TRIP效应受到抑制,TWIP效应明显增加,合金的屈服强度变化不大,抗拉强度稍有降低,断后伸长率显著增加,当Al含量为6%时断后伸长率达到最高,为79%。

Cu含量对重力铸造Al-Cu-Mg-Sc合金组织及力学性能的影响

郑元凯, 李龙飞, 金康, 李春明, 张文良, 梁君宁

2022, 47(5): 53-58. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.008

摘要 ( 55 )

PDF (557KB) ( 42 )

在重力铸造条件下制备了不同Cu含量(4%~6%,质量分数,下同)Al-Cu-Mg-Sc合金,采用500 ℃×4 h＋520 ℃×6 h的双级固溶,水冷后进行175 ℃×5 h时效。通过维氏硬度测试、室温拉伸性能测试试验、扫描电镜分析(SEM)等手段,研究了不同Cu含量对试验合金显微组织和力学性能的影响,进而优化Al-Cu-Mg-Sc铝合金成分。结果表明,经热处理后,随Cu含量从4.26%提高至5.58%,Al₂Cu析出相含量持续提高,热处理后合金屈服强度从191 MPa提升至216 MPa,抗拉强度从323 MPa提升至355 MPa,伸长率维持在13%附近。然而,当Cu含量较高时(6.13%),微观组织中Al₂Cu相体积分数较高,固溶后进入基体的Al₂Cu相数目有限,有大量Al₂Cu相残留在晶界处,经过时效处理后,合金的强化效果不能随Cu含量的增加而继续提升。因此整体上,随Cu含量提高,时效态高Cu含量合金的硬度和抗拉强度先增加随后趋于平稳,断后伸长率呈现先增加后降低的规律。Cu含量为5.58%的铸造Al-Cu-Mg-Sc铝合金时效后获得最佳综合性能,其硬度为117 HV,抗拉强度和屈服强度分别为355 MPa、216 MPa,断后伸长率为13.5%。

稀土Y对TWIP钢力学性能的影响机理

刘鹏, 杨吉春, 刘香军, 孙梦翔, 杨昌桥

2022, 47(5): 59-64. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.009

摘要 ( 75 )

PDF (556KB) ( 28 )

利用GNT系万能试验机和Sigma 300场发射扫描电镜研究了稀土Y对TWIP钢(22Mn-1.5Al-0.6C)力学性能及夹杂物的影响。结果表明,添加稀土Y后,试验TWIP钢的强度和韧性均有提高,抗拉强度由725 MPa提高到752 MPa,屈服强度由290 MPa提高到312 MPa,冲击吸收能量由178.9 J提高到207.7 J,而硬度和断后伸长率则小幅降低。稀土Y细化了TWIP钢晶粒,且钢中MnS、Al₂O₃以及MnS+AlN复合夹杂改性成Y₂S₃、Y₂S₃+Y₂O₃、AlN+Y₂S₃夹杂。夹杂物分析结果显示,大部分夹杂物的数量和尺寸都有明显的减小,有利于试验钢综合力学性能的提高。

预孪生纯镁及AZ80镁合金退火过程力学性能演变及其机制

何杰军, 吴鲁淑

2022, 47(5): 65-70. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.010

摘要 ( 65 )

PDF (555KB) ( 30 )

对同一加工工艺得到的挤压态纯镁和AZ80镁合金分别进行6%预压缩,之后对无预压缩和预压缩试样在180 ℃退火20 h,采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜及压缩试验机等对其组织和强度进行了观察和测定,以研究预孪生纯镁及AZ80镁合金退火过程的性能演变及其机制。结果表明:6%预压缩纯镁经180 ℃退火20 h后,屈服强度较未退火试样降低,不存在退火硬化效应。无预压缩AZ80镁合金直接退火处理后,屈服强度与退火处理前几乎不变;而6%预压缩AZ80镁合金经180 ℃退火20 h后,因组织中有较多的白色第二相颗粒在孪晶和孪晶界析出,阻碍位错的运动和孪晶扩展,屈服强度较退火前提高了20 MPa,出现了明显的退火强化效应。

H13钢相变规律及其模具的真空热处理数值模拟

郭硕, 樊振宇, 王会珍, 周乐育, 翟月雯

2022, 47(5): 71-75. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.011

摘要 ( 83 )

PDF (555KB) ( 37 )

以H13钢热作模具真空淬火热处理组织演化预测数值模拟为目的,采用DIL805L热膨胀仪对H13热作模具钢进行连续冷却相变试验,结合显微组织和硬度绘制H13钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线)。研究了不同冷速对试样显微组织和硬度的影响,对Koistinen-Marburger方程中相变因子进行拟合,研究了H13钢的相变规律。结果表明,马氏体转变的临界冷速为1 ℃/s,Ms点为335 ℃,随着冷速增大,试样硬度直至增大到660 HV。将拟合后的马氏体相变方程通过二次开发手段导入有限元软件中开展数值模拟计算,计算结果显示H13钢模具不同取样点处马氏体体积分数为90%,可认为真空气淬后H13钢模具的组织为马氏体和残留奥氏体。

富铜相对Fe-3%Si-Cu合金再结晶行为的影响

张慧敏, 张程远, 吴忠旺, 金自力, 任慧平, 王朝毅

2022, 47(5): 76-80. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.012

摘要 ( 55 )

PDF (561KB) ( 26 )

以2块热轧Fe-3%Si-Cu合金板为研究对象,分别过时效处理和固溶处理后多道次冷轧再进行500~800 ℃再结晶退火处理,分析了合金再结晶退火后的显微组织及不同再结晶退火工艺下合金的硬度变化,从而研究了冷轧Fe-3%Si-Cu合金的再结晶行为。结果表明,热轧试样经650 ℃过时效处理后有椭球形或棒状的面心立方ε-Cu相析出,棒状富铜相的尺寸较大,其长轴≥100 nm。不同工艺热处理的试样经冷轧后均表现出随退火温度的升高,完全再结晶时间缩短,且由于富铜相的析出,经固溶处理后的试样退火后其再结晶时间明显比过时效处理后试样的短。当再结晶退火温度为500 ℃时,冷轧前进行了固溶处理的试样出现了回复引起的软化不足以抵消析出造成的硬化的现象,在10⁴ s时硬度曲线上出现明显的时效硬化峰;在600 ℃以上退火时,则表现出再结晶占优势的退火特征,硬度曲线没有明显的时效硬化峰。

化学成分对316L奥氏体不锈钢组织及变形行为的影响

莫金强, 冯光宏, 徐梅, 张威, 李阳

2022, 47(5): 81-86. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.013

摘要 ( 99 )

PDF (562KB) ( 33 )

利用万能试验机对不同镍当量(Nieq)的316L不锈钢热轧钢板进行常温单轴拉伸试验,借助扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对其拉伸变形前后的微观组织进行观察,探索镍当量对316L不锈钢微观组织及性能的影响规律。结果表明,固溶态试验钢的组织均为奥氏体组织及少量高温δ相,强度随Nieq的升高而降低,塑性和韧性随Nieq升高而增加;拉伸断口均呈韧性断裂特征,且随Nieq的提高,韧窝的数量减少,韧窝尺寸增加;TEM显示,变形后的试验钢均未发生马氏体相变,Nieq较低时,变形量大的地方位错密度高,发生位错交互作用,局部有形变孪晶生成,且随着Nieq的增加,形变孪晶密度增大,出现相互交叉、阻滞。

乘用车用新型冷作模具钢Cr8真空气淬后的组织与性能

元莎, 周乐育, 蒋鹏, 张建波, 陈浩

2022, 47(5): 87-91. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.014

摘要 ( 40 )

PDF (555KB) ( 23 )

采用硬度计、光学显微镜和扫描电镜等对比分析了国产HNC53和日本KD11max两种Cr8型冷作模具钢真空气淬处理后的组织和性能,并分析了两种钢热处理前后的碳化物演变规律对性能的影响。结果表明,由于HNC53钢降低了P、S含量,控制在标准范围内,与KD11max钢相比原始组织中大块状共晶碳化物尺寸变小,且均匀分布在基体中;两种钢在1030 ℃真空气淬+520 ℃高温回火之后组织为马氏体和大颗粒状共晶碳化物及细小二次析出碳化物,与热处理前相比大块状共晶碳化物颗粒尺寸减小,数量减少;520 ℃回火后HNC53钢中析出较多的二次碳化物颗粒,均匀分布在马氏体基体上。HNC53钢与KD11max钢的硬度和韧性相差不大。

2507超级双相不锈钢中第二相的析出行为

谷国超, 李瑞芬, 辛振民, 袁召富, 崔树刚, 许文花, 吕宇鹏

2022, 47(5): 92-97. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.015

摘要 ( 61 )

PDF (562KB) ( 34 )

利用OM、SEM和EBSD等研究了经1100 ℃保温30 min固溶的热轧超级双相不锈钢(SDSS)2507在不同时效温度(750~1000 ℃)及时间(1~240 min)下的第二相析出行为。结果表明,固溶态SDSS 2507的微观组织主要是铁素体和奥氏体。在750～1000 ℃时效处理后有σ相和χ相析出。时效温度较低时,χ相从铁素体相析出且稳定存在。随着时效温度的升高,σ相主要通过α→σ+γ₂共析反应生成,随着时效时间的延长,组织中亚稳态χ相溶解并促进σ相析出。另外,时效温度也会影响第二相形貌:高温时效时(＞950 ℃),析出相形貌主要为片状σ相和γ₂相,低温时效时析出物主要呈颗粒状。由第二相析出行为及第二相的TTT曲线可知,热轧变形使SDSS 2507第二相形核的孕育期缩短,析出速度提高,析出敏感温度约为950 ℃。

固溶处理对Fe-Cr-Ni-Al合金组织转变及元素扩散的影响

周起云, 石增敏, 谢镐, 戴雷

2022, 47(5): 98-104. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.016

摘要 ( 146 )

PDF (561KB) ( 30 )

利用OM、SEM等方法研究Fe-Cr-Ni-Al合金在固溶处理过程中元素的扩散以及相转变,同时针对不同降温速率的DSC数据建立了有关γ相转变的JMAK模型。结果表明,吸铸成形Fe-Cr-Ni-Al合金的室温组织基体为γ相+δ铁素体相;经过1150 ℃固溶处理,合金中γ相含量增高,δ铁素体相含量下降。在升温阶段发生了δ→γ的相转变,而在保温阶段发生了γ→δ的相转变; 通过固溶处理,δ铁素体相、γ相分别演变成更为明显的富Cr相和富Ni相,不同分布位置的σ相之间Cr和 Ni元素差异增大,与其所在的基体的成分偏析逐渐变小;通过奥氏体相转变的JMAK模型可知,冷却速度增大时,γ相转变的起始温度变低,同时转变的温度区间增大,反应所引起的能量变化也增大。

固溶处理对Ni48Cr21Cu2Mo合金组织与力学性能的影响

刘璇, 黄国平, 刘海定, 何曲波, 张楠

2022, 47(5): 105-110. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.017

摘要 ( 65 )

PDF (601KB) ( 24 )

采用材料分析模拟软件(JMatPro)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)等研究了Ni48Cr21Cu2Mo合金棒材随不同制度固溶处理后组织性能的演化规律。平衡相图计算结果显示,温度超过990 ℃时,合金基体组织基本已为γ相,在870~1008 ℃存在Laves相,870 ℃以下析出δ、γ′和σ相。合金显微组织研究结果显示,随着固溶温度的升高,晶粒尺寸不断长大、颗粒相逐步回溶,经1010 ℃固溶处理后的显微组织最均匀且其中颗粒相已基本回溶。时效后,合金中析出γ′相和γ″相,晶界出现粒状δ、σ复合相。经1010 ℃×1 h固溶并在718 ℃×8 h+622 ℃×8 h时效处理后的Ni48Cr21Cu2Mo合金具有优良的综合力学性能。

回火温度对Q1100超高强钢组织和性能的影响

刘丹, 陈杰, 刘文鉴, 周文浩, 罗登, 张青学

2022, 47(5): 111-117. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.018

摘要 ( 91 )

PDF (601KB) ( 24 )

采用力学性能测试、显微组织观察、扫描电镜观察,研究回火温度对Q1100超高强钢组织和性能的影响规律。结果表明:试验钢900 ℃保温后水淬再200~300 ℃回火后,为回火板条马氏体组织;在 400 ℃和500 ℃回火后,为回火屈氏体组织;在600 ℃回火后,为回火索氏体组织。试验钢具有较高的回火稳定性,在400~600 ℃回火时,α铁素体仍保持板条马氏体的形状和位向。在200 ℃回火后,小角度晶界含量较多,阻碍微裂纹扩展,韧性较好,随着回火温度的升高,小角度晶界占比逐渐减少,在400 ℃回火后,小角度晶界占比较少,碳化物的析出恶化试验钢的韧性,发生了回火脆性,韧性最差,500 ℃和600 ℃回火后,试验钢的小角度晶界占比较400 ℃相差不明显,但试验钢回复程度较大且600 ℃回火发生部分再结晶,回火软化作用较大,韧性较高。当回火温度为200 ℃时,试验钢具有最佳的综合性能,屈服强度为1164.38 MPa,抗拉强度为1429.70 MPa,断后伸长率为14.66%,硬度为430.27 HV3,标准试样-40 ℃冲击吸收能量为92.30 J。

退火对TA1/5052爆炸复合板界面组织与性能的影响

张振, 丁旭, 王小苗, 邹杰, 田晓东, 罗海龙

2022, 47(5): 118-125. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.019

摘要 ( 70 )

PDF (602KB) ( 22 )

将TA1/5052爆炸焊接复合板在350、400及450 ℃分别保温1、3、6、9 h退火,对退火前后复合板组织和性能进行分析。结果表明:随退火温度升高,原子扩散加剧,界面形成的扩散层逐渐变厚;退火过程中铝易于向钛侧扩散,白色亮带和柯肯达尔孔洞主要位于靠近界面的5052铝合金侧;退火前界面处物相组成为α-Ti、α-Al、TiAl₃,经350、400 ℃退火3 h及450 ℃退火1、3、6、9 h后,物相组成不变。经不同温度退火后,复合板界面抗拉强度低于退火前,而断面收缩率和伸长率明显高于退火前。拉伸断口分析表明,复合板TA1侧为以脆性断裂为主、韧性断裂为辅的韧脆混合断裂,5052侧为韧性断裂;复合板在350 ℃退火时界面剪切强度和剥离强度最大,较爆炸态分别增加8.24%和45.68%,随退火温度升高,界面剪切强度和剥离强度降低。退火前后界面结合区硬度均高于基复板两侧硬度,且随离界面距离增加,硬度逐渐降低直至降至钛铝两侧母材硬度。退火后界面结合区硬度明显低于爆炸态硬度。

退火温度对冷轧Fe-0.4C-10Mn-6Al高强钢组织与力学性能的影响

苏宏东, 樊伟, 冯运莉

2022, 47(5): 126-130. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.020

摘要 ( 52 )

PDF (600KB) ( 23 )

通过光学显微镜、扫描电镜、电子万能拉伸试验机、X射线衍射以及背散射电子衍射等技术方法研究了退火温度对冷轧态Fe-0.4C-10Mn-6Al高强钢的组织与力学性能的影响。结果表明,试验钢冷轧后的微观组织主要为δ-铁素体、α-铁素体、奥氏体、马氏体与碳化物,退火后的组织主要由δ-铁素体、α-铁素体、奥氏体与碳化物组成,其中奥氏体含量因马氏体逆转变而随着退火温度升高而增加。随着退火温度的升高,屈服强度、抗拉强度均逐渐降低,伸长率逐渐提高。当退火温度达到800 ℃时,试验钢的强塑积达到27.84 GPa·%,有较好的综合力学性能。

磁场预退火对取向硅钢二次再结晶组织及织构的影响

宿鹏吉, 麻永林, 董丽丽, 温铠, 罗家豪, 刘宝志

2022, 47(5): 131-135. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.021

摘要 ( 66 )

PDF (604KB) ( 20 )

对二次冷轧后高温退火前3.2%Si取向硅钢在实验室自主设计研发的脉冲磁场预退火管式炉内进行不同温度的预退火处理,通过光学显微镜与XRD对其组织织构进行分析,利用硅钢片磁性能测试系统对高温退火后的试样进行磁性能分析。结果表明,经脉冲磁场预退火处理后,整体上取向硅钢平均晶粒尺寸随预退火温度升高略微减小,晶粒尺寸主要集中在10~25 μm范围内;通过ODF图及{200}极图分析可知,经脉冲磁场预退火后,最强织构随预退火温度的升高从{112}<110>织构变化到{223}<110>织构和{111}<110>织构;随着预退火温度的升高,高温退火后试样的磁性能反而降低。

1.5Al中锰钢短时临界退火后的组织与性能

冯继科, 定巍, 李岩, 张光莹, 张楠

2022, 47(5): 136-140. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.022

摘要 ( 64 )

PDF (598KB) ( 20 )

应用热力学软件、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)以及拉伸试验等方法研究了0.2C-5Mn-0.5Si-1.5Al中锰TRIP钢的热力学工艺窗口、微观结构及力学性能,并在此基础上分析了短时临界退火温度对组织演变和力学性能的影响规律。热力学计算结果表明,最佳临界退火温度范围为640~670 ℃,实际最佳退火温度右移约70 ℃。低温阶段(700 ℃)碳化物未完全溶解,高温阶段(760~820 ℃)奥氏体稳定性降低,组织中出现马氏体,分别对应最佳工艺窗口两侧。730 ℃临界退火后,碳化物完全溶解且奥氏体足够稳定,组织由铁素体和奥氏体构成,可获得最佳力学性能,抗拉强度约1041 MPa,屈服强度921 MPa,伸长率42%,强塑积接近43 GPa·%。

GH141合金的凝固偏析特性及均匀化处理

肖东平, 周扬, 付建辉, 杨浩笛

2022, 47(5): 141-147. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.023

摘要 ( 61 )

PDF (600KB) ( 24 )

利用光学显微镜、扫描电镜及能谱分析仪分析了经真空感应+真空自耗冶炼的GH141合金自耗锭的铸态组织及凝固偏析特性,并研究了均匀化处理温度和时间对GH141合金微观组织、析出相、元素偏析情况的影响规律。结果表明,GH141合金铸锭存在明显枝晶偏析,Ti、Mo偏聚于枝晶间,Al、Co、Cr偏聚于枝晶干;枝晶间主要析出相为MC和M₆C+M₂₃C₆碳化物。在均匀化过程中,随着均匀化温度的升高和时间的延长,枝晶组织消除、碳化物回溶、偏析元素逐渐扩散均匀;经1190 ℃×48 h均匀化处理后,合金成分基本均匀,大部分碳化物已回溶。

体能量密度对SLM成形316L不锈钢耐腐蚀性的影响

李鹏, 孔令华, 练国富, 黄旭, 李铸

2022, 47(5): 148-154. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.024

摘要 ( 60 )

PDF (598KB) ( 19 )

为了探究不同体能量密度对SLM成形316L不锈钢耐腐蚀性的影响,采用正交试验法制备不同激光功率、扫描间距和扫描速度下的SLM 316L不锈钢成形件,利用扫描电镜和电化学试验对其微观组织和自腐蚀电位进行观察和测量。结果表明,体能量密度过大或过小时,成形件表面的气孔和孔洞等缺陷较多,自腐蚀电位减小,耐腐蚀性变差。体能量密度为44.64 J/mm^-3时,SLM 316L不锈钢成形件的自腐蚀电位最高,组织表面的气孔等缺陷相对较少,耐腐蚀性最好。激光功率、扫描间距和扫描速度对SLM 316L不锈钢成形件的耐腐蚀性影响的次序为:激光功率＞扫描间距和扫描速度,最佳的工艺参数组合为激光功率250 W,扫描间距0.14 mm,扫描速度800 mm/s。

真空退火处理对选区激光熔化TA2纯钛显微组织及力学性能的影响

张春雨, 颜瑜, 陈贤帅, 杜如虚

2022, 47(5): 155-160. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.025

摘要 ( 66 )

PDF (604KB) ( 30 )

采用选区激光熔化工艺制备了医用TA2纯钛试样,利用光学显微镜、扫描电镜、万能材料试验机和维氏硬度计等分析手段对比分析了真空退火处理对试样显微组织和力学性能的影响,还利用氮氢氧联合测定仪研究了试样中含氧量的变化。结果表明,合适的真空热处理工艺能明显改变纯钛零件显微组织,从马氏体组织向近等轴组织转变;能有效改变制备零件的力学性能,使拉伸强度及屈服强度降低,塑性升高;除此之外,真空热处理还能降低制备零件的含氧量和硬度。经800 ℃真空退火保温1 h后,试样的显微组织为近等轴组织,其各项力学性能均满足GB/T 13810—2017《外科植入物用钛及钛合金加工材》要求,其抗拉强度为670.3 MPa,屈服强度为609 MPa,断后伸长率为20.3% ,断面收缩率为44.7% 。

U76CrRE钢轨热处理过程组织控制及性能

王慧军, 涛雅, 陈林, 梁正伟, 王永明

2022, 47(5): 161-165. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.026

摘要 ( 57 )

PDF (598KB) ( 23 )

通过对U76CrRE钢轨热处理时的冷却工艺进行优化,消除了钢轨脱碳层中的异常上贝氏体组织。对异常组织产生的原因进行了分析,提出了U76CrRE钢轨的最佳热处理工艺。在分段冷却过程中,U76CrRE钢轨的强冷介入温度在568 ℃。钢轨内部相变潜热与表面急冷层容易在钢轨脱碳层内形成等温层,是异常上贝氏体组织产生的温度条件;同时,钢轨近表面晶界处严重脱碳为上贝氏体组织形成提供了化学成分条件。U76CrRE钢轨的最佳热处理工艺为淬火开冷温度780 ℃,淬火时间120 s(20 s+100 s),淬火终冷温度控制在410 ℃,返温温度控制在540 ℃。

20Cr2Ni4A钢和17Cr2Ni2MoVNb钢渗碳层的组织与性能

朱旭, 陈建文, 蒋亦舟, 刘克, 罗子相, 高毅强, 向臻东

2022, 47(5): 166-170. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.027

摘要 ( 50 )

PDF (598KB) ( 22 )

研究了相同热处理工艺下20Cr2Ni4A和17Cr2Ni2MoVNb钢渗碳层的组织和性能特点。结果表明,17Cr2Ni2MoVNb钢的原材料和热处理后的晶粒比20Cr2Ni4A钢的均匀细小,经淬火+低温回火后,20Cr2Ni4A钢心部晶粒度等级为7级,17Cr2Ni2MoVNb钢心部晶粒度等级为8级。渗碳层晶粒呈梯度变化,最外层最粗但仍与心部晶粒尺寸相当;这得益于V、Nb等微量元素形成的碳化物对晶界的钉扎作用,同时因为含有更多的碳化物颗粒使得17Cr2Ni2MoVNb钢的显微硬度略高于20Cr2Ni4A钢。17Cr2Ni2MoVNb钢的渗层比20Cr2Ni4A钢的具有更高的硬度和更多的碳化物使其耐磨性更优。

真空渗碳18CrNiMo7-6钢中碳化物的析出规律

张明皓, 韩颢源, 徐跃明, 李俏, 高直, 周乐育

2022, 47(5): 171-176. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.028

摘要 ( 65 )

PDF (600KB) ( 32 )

采用淬火膨胀仪进行模拟试验,通过对18CrNiMo7-6钢的显微组织、硬度分布的表征,研究了经真空渗碳后18CrNiMo7-6钢在冷却过程中碳化物的析出规律。结果表明,在980 ℃保温30 min后,试验钢中的碳化物完全溶解;快速冷却至600 ℃保温20 min后,渗层组织充分转变为细片层珠光体形貌组织;再升温至830 ℃保温20 min并以20 ℃/s的冷速气冷至室温后,室温组织出现不同形态的碳化物,马氏体组织较热处理前的原始组织得到了细化,且硬度及淬硬层深度较热处理前显著提升。

工业机器人精密减速器输入轴的真空低压渗碳高压气淬工艺

殷和平, 徐跃明, 殷敏洁, 丛培武

2022, 47(5): 177-182. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.029

摘要 ( 76 )

PDF (598KB) ( 19 )

针对轴齿类零件高温渗碳淬火热处理畸变问题,研究了工业机器人减速器精密轴齿类零件真空低压渗碳和高压气淬工艺。结果表明,在升温阶段采用阶梯式升温保温方式,强渗阶段以乙炔-氮气交替脉冲进行强渗和扩散,淬火冷却阶段精确控制氮气压力1.8 MPa(18 bar)并使之稳定,可使轴齿类零件的总畸变量控制在0.005~0.015 mm。实际生产结果表明,轴齿类零件采用真空低压渗碳和高压气淬技术,渗碳层中的马氏体为1级,残留奥氏体和碳化物为1~2级,心部组织为1~2级。批量生产的减速器精密轴齿表面硬度、心部硬度和有效硬化层深度均值分别为59.7 HRC、38.6 HRC和0.681 mm,全部满足技术要求。

渗扩时间比对AISI 316不锈钢渗氮层组织与性能的影响

沈统, 杨丽, 李振, 冯凌宵

2022, 47(5): 183-188. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.030

摘要 ( 94 )

PDF (602KB) ( 22 )

采用真空两段渗氮工艺,在不同的强渗、扩散时间下对AISI 316不锈钢进行渗氮处理,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、光学显微镜(OM)、显微硬度测试和摩擦磨损试验等分析了渗氮层的组织和性能。结果表明,经过12 h的真空渗氮后,AISI 316不锈钢表面形成了一层由γ′-Fe₄N、ε-Fe_2-3N和CrN等相组成的渗氮层,其表面硬度和耐磨性能相较于基体均有明显的提高。其中,渗扩时间比为1∶1(强渗6 h、扩散6 h)时的渗层厚度约为96 μm,表面硬度约为1069 HV0.5,是基体表面硬度的4.5倍,在20 N载荷下的磨损量约为基体的1/3;渗扩时间比为1∶2(强渗4 h、扩散8 h)时的渗层厚度约为120 μm,ε-Fe_2-3N相衍射峰增强,在20 N载荷下的磨损量约为基体的1/30。延长扩散时间能增加渗氮层厚度,改善表面形貌,进一步提高不锈钢的耐磨性。

20CrMoH钢的真空低压渗碳工艺模拟及优化

王硕彬, 丛培武, 陈旭阳, 范雷, 王同

2022, 47(5): 189-193. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.031

摘要 ( 71 )

PDF (597KB) ( 26 )

利用真空低压渗碳软件对20CrMoH钢的渗碳过程进行模拟,并根据模拟输出在WZSTQ真空渗碳炉上进行了试验。在800 Pa压力和960 ℃温度下渗碳,保压25 s,对比渗碳有效硬化层深度优化工艺。结果表明,最佳渗碳时间为120 min。优化工艺后,试验测得有效硬化层深度与软件预测的深度偏差在+0.23 mm以内,满足设计要求。软件预测的有效硬化层深度更接近齿轮产品的实测深度,最小偏差为+0.10 mm。通过930 ℃下渗碳试验,对比表面碳含量,证明了软件预测表面碳含量为0.75%时,与实测值基本一致,最大偏差为-0.02%。

激光功率对27SiMn钢熔覆层组织与性能的影响

石淑婷, 舒林森, 何雅娟, 王家胜

2022, 47(5): 194-198. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.032

摘要 ( 57 )

PDF (598KB) ( 22 )

为了探寻激光功率对熔覆层组织与性能的影响,设计4种不同激光功率在27SiMn钢表面进行Fe-Cr-Ni熔覆层制备,利用超景深显微仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机对熔覆层的显微组织、硬度、磨损量及摩擦因数进行了研究。结果表明,4种激光功率下的试件熔覆层均无气孔裂纹等缺陷,激光功率为1800 W时所制备试件的枝晶生长方向较为一致,激光功率为2400 W时所制备试件熔覆层中部的胞状晶和二次枝晶晶胞较为细小致密;随着激光功率增加,熔覆层的熔宽、熔深和稀释率逐渐增大,而熔高则先增大后减小;熔覆层硬度受激光功率影响较小,但增大激光功率可以提高热影响区硬度;激光功率为2400 W时所制备试件的平均摩擦因数最小、磨损量最少、磨损深度最小,其耐磨性能优良。

热处理对Al_0.5CoCrFeNi高熵合金钎焊接头组织及性能的影响

齐浩伟, 刘学文, 刘乐, 曹志明, 贾德浩, 章强

2022, 47(5): 199-203. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.033

摘要 ( 80 )

PDF (598KB) ( 41 )

采用TiZrCuNi钎料对Al_0.5CoCrFeNi高熵合金进行钎焊连接后对其进行退火处理,研究了800 ℃下不同退火时间对钎焊接头微观组织和力学性能的影响。通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)分析了钎焊接头微观组织及相组成,利用万能试验机测定了热处理前后试样的剪切性能。结果表明,钎焊接头的典型微观组织分为焊缝区、熔合区和热影响区3部分,焊缝区的组织主要为高熵合金相和BCC结构的FeCr基固溶体;随着退火保温时间的延长,钎焊接头焊缝区灰色相中逐步析出细小的黑色相,对接头起到了一定的弥散强化作用,微观组织更为均匀细小,钎焊接头的剪切强度由未经退火处理的554.8 MPa增加到退火12 h后的581.1 MPa。

冷轧变形对CrCoNi合金组织与性能的影响

陈今良, 冯中学, 张利民, 易健宏

2022, 47(5): 204-207. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.034

摘要 ( 64 )

PDF (591KB) ( 19 )

针对磁悬浮熔炼的铸态CrCoNi合金,在室温条件下,进行变形量为50%的冷轧变形,研究了铸态及变形后合金的物相成分、显微组织、力学性能及耐腐蚀性能。结果发现,铸态CrCoNi合金在变形前后没有发生物相变化,依旧为FCC单相结构;铸态组织分布不均匀,经过轧制变形后,晶粒被破碎与拉长;随变形道次增加,强度提升,塑性下降。同时发现,相比于铸态,经过轧制变形后的CrCoNi合金耐腐蚀性得到改善,且均优于304不锈钢。

时效工艺对WE43镁合金组织与力学性能的影响

陈利超, 王长喜, 苏植成, 王宇宇, 任井涛, 李静, 邓亭, 赵莉萍

2022, 47(5): 208-212. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.035

摘要 ( 72 )

PDF (594KB) ( 23 )

研究了WE43稀土镁合金在不同热处理工艺下显微组织、力学性能的变化规律,从而得出最佳的热处理工艺。研究结果表明WE43稀土镁合金铸态组织为等轴状晶粒,比较均匀,平均晶粒尺寸为40 μm;铸造冷却凝固的过程中,在晶界处形成了离异共晶组织;经520 ℃×8 h固溶处理后的组织,共晶相的数量和形态发生了明显的变化,枝晶偏析基本消除,晶界上仍有少量未溶的第二相。230 ℃×8 h时效后稀土第二相的数量增加,并且在晶粒内部析出了点状弥散的稀土相;经过250 ℃×16 h的时效后,合金的硬度达到了峰值,随着时效时间的继续延长,合金的硬度下降。固溶处理后WE43稀土镁合金的抗拉强度为162.59 MPa左右,断后伸长率约为5.0%;而经过250 ℃时效处理后,其抗拉强度明显增加,断后伸长率在4%左右。

125MN拉伸机轨道的热处理畸变及控制

张沛, 林乙丑, 石如星, 席志永, 聂新林, 元亚莎

2022, 47(5): 213-216. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.036

摘要 ( 62 )

PDF (590KB) ( 27 )

为改善某大飞机项目125 MN拉伸机轨道热处理后的翘曲畸变,对其畸变结果进行了检测,结合数据进行理论和数值模拟分析,得出了内应力对热处理畸变的影响规律。根据分析结果,通过改变轨道的淬火入油方式可有效减小其畸变量,在实际应用中取得了良好的效果,有效地改善了125 MN拉伸机轨道的热处理畸变。

Q&P工艺对5CrMnNiMo超高强度钢组织及性能的影响

索忠源, 杜阳, 付立铭, 单爱党

2022, 47(5): 217-220. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.037

摘要 ( 57 )

PDF (650KB) ( 30 )

对5CrMnNiMo超高强度钢进行了淬火-配分(Q&P)处理,利用SEM、电子万能试验机、X射线衍射仪、EBSD等试验手段,探讨了试验钢的显微组织和力学性能随Q&P工艺中等温配分5 min、24 h及非等温配分6 h后的变化规律。结果表明,Q&P处理过程中,显微组织均由马氏体+残留奥氏体+少量粒状碳化物组成,随着等温配分时间的延长,残留奥氏体由片状逐渐转变为块状;等温配分5 min后,获得高达2230 MPa的超高抗拉强度,抗拉强度经等温配分24 h后降低到1360 MPa;塑性变形量由等温配分5 min后的3.92%增加到非等温配分6 h后的14.62%,TRIP效应是塑性变形量增加的主要原因。

热处理对35CrMo钢磁性能的影响

沈正祥, 吴彩保, 李靖琳, 翟彬彬, 蔡鹏辉, 黄焕东, 陈虎, 谭继东

2022, 47(5): 221-225. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.038

摘要 ( 103 )

PDF (591KB) ( 27 )

基于磁矫顽力和磁巴克豪森噪声(MBN)两种无损检测方法,研究不同热处理状态下35CrMo钢磁性能的变化规律,并以硬度测试作为对比验证。结果表明,相比于原始状态,淬火使35CrMo钢晶粒细化,矫顽力由10.42 A/cm提高至19.85 A/cm,增幅约90.40%,MBN应力集中明显;回火后,组织均匀,MBN应力水平整体下降,矫顽力降为12.50 A/cm,但最终的增加幅度仍有19.96%,与表面硬度变化基本一致,表明通过材料磁特性测量可有效表征不同热处理状态下的微观组织与力学性能,为产品质量在线检测提供技术参考。

淬火工艺对6Cr13马氏体不锈钢组织和性能的影响

李照国, 潘吉祥, 纪显彬, 魏海霞, 王珂

2022, 47(5): 226-229. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.039

摘要 ( 163 )

PDF (590KB) ( 22 )

研究了950～1130 ℃淬火及不同冷却方式对6Cr13马氏体不锈钢显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着淬火温度的升高,残留碳化物含量逐步减少,在1050 ℃以上碳化物固溶速度加快,晶粒开始快速长大,残留奥氏体含量增大,导致在1050 ℃淬火硬度达到最大值,之后开始降低,在1150 ℃降低最为明显;950 ℃淬火时该钢种的水冷硬度高于空冷的硬度,而在950 ℃以上空冷硬度高于水冷的硬度;1050 ℃空冷可以获得较高的淬火硬度和较低的残留奥氏体含量,同时具有8%的碳化物含量,具有获得较好的耐磨性和较高的锋利度的条件。

终冷温度对Q345R钢组织及性能的影响

张德勇, 冯仰峰, 李维娟, 李伟, 许继勇, 祁敏翔

2022, 47(5): 230-233. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.040

摘要 ( 165 )

PDF (591KB) ( 30 )

对压力容器用钢Q345R开展终冷试验,研究终冷温度对轧态及正火态钢板力学性能与显微组织的影响。结果表明,在不同终冷温度下,轧态及正火态Q345R钢的力学性能均满足标准要求,但轧后直接空冷时,性能余量较小,在终冷温度为650 ℃时,力学性能较好;随着终冷温度的升高,钢板的屈服强度、抗拉强度、冲击性能均有下降的趋势,组织逐渐变粗大;轧态及正火态试样的微观组织均为典型的铁素体+珠光体,与热轧态钢板相比,正火态钢板的屈服强度和抗拉强度均明显降低,但冲击性能显著提高,且正火后组织有所细化。

9310钢螺旋锥齿轮模压淬火的数值模拟

唐梦兰, 吴仡璇, 仝大明, 顾剑锋

2022, 47(5): 234-240. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.041

摘要 ( 53 )

PDF (592KB) ( 36 )

针对9310钢螺旋锥齿轮的模压淬火的过程,采用有限元分析软件建立了温度场-组织场-应力应变场耦合分析模型,并进行了模压淬火工艺的数值模拟研究。结果表明,模具设计对零件的模压淬火畸变有着重要影响。通过调整模具的组合尺寸和压力角,可以显著减小齿轮畸变;上下模的偏心可以导致齿形畸变,通过调整芯模尺寸可以避免由于设备对中偏差导致的畸变。

带内螺纹精密零件的热处理畸变有限元仿真

胡婉婷, 于利民, 朱宏伟, 高琦, 叶茂

2022, 47(5): 241-245. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.042

摘要 ( 49 )

PDF (591KB) ( 30 )

带内螺纹的精密零件在经历淬火-低温回火的热处理后发生了轻微的畸变,但是对于精密工程而言(如火箭发动机等),这些轻微畸变将会导致后续在装配过程出现无法装配的严重后果。使用有限元软件及其子程序,考虑了应力影响相变和相变塑性,计算得到了热处理过程中的温度场、应力应变场,以及热处理后的残余应力分布和零件畸变,该畸变与生产过程中的装配结果所显示的畸变基本一致。针对装配困难问题,结合数值模拟分析结果,提出了一些改进生产工艺控制零件畸变的建议。

离焦量对MoS₂改性Fe-Cr-Mo-Si合金涂层组织与性能的影响

董月, 舒林森

2022, 47(5): 246-251. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.043

摘要 ( 46 )

PDF (593KB) ( 22 )

采用激光熔覆技术在40Cr钢基材上制备了MoS₂改性的Fe-Cr-Mo-Si合金复合涂层,研究了离焦量对复合涂层的宏观形貌、微观组织、显微硬度及耐摩擦磨损性能的影响。结果表明,随着离焦量的增大,复合涂层表面越光滑平整,复合涂层与基材间冶金结合越好;复合涂层上部为细小的等轴晶,中部为树枝晶,底部为垂直熔合线生长的柱状晶及平面晶,等轴晶晶粒尺寸随离焦量增大而减小;随着离焦量的增大,复合涂层硬度值随之增大,离焦量为2 mm时复合涂层上部显微硬度值最高,达696.1 HV0.5,约为基材(230.6 HV0.5)硬度的3倍;在相同磨损工况下,复合涂层平均摩擦因数及磨损量随离焦量增大而减小,在离焦量为2 mm时具有最小磨损量0.010 g,仅为Fe基涂层磨损量的21.7%;复合涂层磨损机制为磨粒磨损和粘着磨损,随着离焦量的增大,复合涂层表面磨损程度越小,耐磨性能越好。

激光熔覆Fe基非晶合金涂层裂纹分析

欧阳昌耀, 白峭峰, 韩斌慧, 闫献国

2022, 47(5): 252-256. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.044

摘要 ( 63 )

PDF (596KB) ( 22 )

使用激光熔覆技术在304不锈钢基材表面熔覆铁基非晶合金涂层时产生了裂纹,通过对裂纹周围元素、硬度和裂纹易萌生处析出物的定性分析,研究了涂层裂纹成形机理。结果表明,涂层主要有α-Fe、α-Cr、碳化物(M₇C₃、M₅C₂)、硅化物(CrSi₂、FeSi)等物相。裂纹主要由热影响区较大的热应力以及C、Si元素偏析而成的高熔点及高硬度的碳硅化物造成,裂纹带附近组织较为疏松且存在较多的缝隙和孔隙,同时硬质相结合不牢固,使得裂纹带附近硬度相较于同一水平其他无缺陷处的要低。

旋回破碎机4Cr13钢主轴套激光淬火后的磨削裂纹分析

石如星, 林乙丑, 张沛, 齐国赛, 于文平, 苏文博

2022, 47(5): 257-261. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.045

摘要 ( 82 )

PDF (591KB) ( 31 )

旋回破碎机4Cr13钢主轴套在激光淬火后磨削阶段发现多处裂纹,且与外圆轴向呈约15°夹角。通过宏观分析、化学成分分析、硬度、有效淬硬层深度检测及显微组织观察等,确认了4Cr13钢主轴套裂纹为磨削裂纹。裂纹的产生主要是由于砂轮磨削过程中存在切向与轴向两个方向的运动,切向转速远大于轴向移动速度,两个方向产生的磨削拉应力合力造成裂纹与轴向呈约15°的夹角。同时,激光熔凝产生的放射状柱状晶降低了晶体间的结合力,加之采用激光淬火余温自回火的方式,使淬硬层应力分布较复杂,使其在磨削过程中易出现裂纹。

30CrNiMo铸钢件冲击性能不合格原因分析

尹亚豪, 郭磊, 苏建锋, 岳晓灿

2022, 47(5): 262-265. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.046

摘要 ( 123 )

PDF (593KB) ( 34 )

针对30CrNiMo铸钢件调质后冲击吸收能量不合格的问题,通过断口分析、金相检验、硬度测试、化学成分分析等方法对30CrNiMo铸钢件冲击吸收能量不合格原因进行了分析。结果表明,30CrNiMo铸钢件冲击断口为沿晶断口。金相检验发现淬火态晶粒不均匀,存在混晶现象。Nb在原奥氏体晶界处偏聚形成NbC,一方面能降低晶界的活动性,对晶界迁移起阻碍作用,另一方面,形成较多的第二相粒子起钉扎晶界、巩固晶界遗传的作用,最终导致奥氏体晶粒粗化后,钢的韧性—脆性转变温度升高,钢在室温进行冲击时得到脆性穿晶断口和低的冲击性能。

TC11合金大圆精锻棒材低倍暗斑分析及挽救措施

赵民权, 王媛, 董健, 虞忠良, 谢力, 关玉龙

2022, 47(5): 266-269. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.047

摘要 ( 57 )

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通过光学显微镜、扫描电镜、能谱分析等试验手段对TC11合金大圆精锻棒材的低倍暗斑进行分析研究,确定了其低倍暗斑的形成主要是由于精锻工艺设计不合理造成的,属于锻造缺陷。通过β相区高温扩散、在α+β相区生产小圆轧棒,可以消除该类缺陷,不会造成材料判废。

不锈钢金相试样上类夹渣缺陷形成原因分析

田伟, 常松, 孙信阳, 周长申

2022, 47(5): 270-274. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.05.048

摘要 ( 78 )

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对经过磨平、粗磨、细磨和精抛环节后多种牌号不锈钢中非金属夹杂物评级时,发现检验面存在许多形状不规则的类夹渣冶金缺陷。用光学显微镜、扫描电镜对该缺陷形貌进行观察,并采用能谱仪对缺陷化学成分进行定性定量分析,同时采用现场质量管理中的人、机、料、环、法、测六要素从炼钢到制备样品整个环节逐一对比排查,并进行不同材质的砂纸对比试验。结果表明,不锈钢金相试样的类夹渣缺陷主要含有O、Al、Zr元素,是在磨平阶段使用锆刚玉砂纸造成的。

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