分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-31 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要： 对中铬铁素体不锈钢18CrNb在700-1000℃间不同温度下开展了连续氧化实验,绘制了该钢种的氧化动力学曲线,并利用XRD、SEM和EDS等方法对氧化皮结构进行了分析和表征。结果表明,18CrNb铁素体不锈钢在900℃以下可形成连续致密的富Cr氧化皮,使其具备优良的抗氧化性能。当温度提高至950℃以上时,氧化膜表面的组成由富Cr的氧化物向富Cr的铬锰氧化物、富Mn的锰铬氧化物、铁的氧化物和纯铁的氧化物转变;内层氧化物由富Cr氧化物向富Fe的Fe/Cr氧化层转变,这种转变使氧化皮疏松,从而导致异常氧化,表明该钢不适合在950℃以上使用。
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要： 利用Gleeble 热模拟实验机、Vickers 硬度计、SEM, HRTEM及DSC研究了淬火态含Nb和Nb-Mo 微合金钢在升温过程中碳化物的析出行为. 利用经典形核长大理论及Avrami 方程对淬火态钢中MC型碳化物的析出动力学进行了计算. 结果表明, 含Nb和Nb-Mo微合金钢淬火后以20 ℃/min 的速率加热至不同温度水冷, 在300 和700 ℃, 由于e-碳化物和MC型碳化物析出而出现了硬度峰值. MC型碳化物在650 ℃左右析出, 由于析出强化而硬度上升, 与理论计算得到的MC型碳化物的析出鼻子点温度约650 ℃的结果相一致. Mo进入NbC中降低了NbC与铁素体基体的错配度, 从而减小了析出相与铁素体基体间的界面能, 使得(Nb, Mo)C析出动力学加快, 所以Nb-Mo钢中析出相粒子分布更为密集, 尺寸更为细小, 具有较高的析出强化作用.
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要： 在变形温度为1223~1423 K及应变速率为0.01~10 s-1的条件下, 利用MMS-300 热模拟试验机开展单道次压缩变形实验, 结合SEM-EBSD和TEM等观察分析技术, 研究了一种高锰奥氏体孪晶诱发塑性(TWIP)钢的高温热变形及再结晶行为, 对其动态再结晶过程中的组织演变规律及其与应力-应变曲线的相关性进行了分析和表征. 结果表明, 该高锰奥氏体TWIP钢的热变形行为对应变速率较敏感; 当应变速率低于0.1 s-1时, 热变形过程中发生动态再结晶; 当应变速率高于1 s-1时, 发生动态回复. 通过回归计算建立了该高锰奥氏体TWIP钢的热变形本构方程, 分析认为动态再结晶过程中的组织演变规律与其应力-应变曲线密切相关. 随着应变量的增加, 晶界迁移诱导再结晶形核; 形变量进一步增加, 产生大量亚晶界; 相邻亚晶界上的位错攀移和滑移等运动使晶界合并, 导致再结晶晶粒形成.
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要： 采用热膨胀实验研究了等温温度对Nb-Ti 微合金钢组织、性能及析出行为的影响规律, 利用TEM对不同温度等温后试样的析出行为进行观察和分析. 结果表明, 不同温度等温后试样中均可观察到相间析出碳化物, 且降低等温温度可显著细化相间析出碳化物所在面面间距、相间析出碳化物所在面内析出物间距及相间析出碳化物尺寸. 具有层状分布特征的相间析出碳化物所在面呈现弯曲和平直2 种形态, 其中平直型相间析出碳化物所在面平行于铁素体的{011}, {012}, {013}和{035}面. 经HRTEM确定相间析出碳化物具有NaCl 型晶体结构, 晶格常数为0.434 nm, 且与铁素体基体符合Baker-Nutting(B-N)关系, 经EDS分析确定相间析出碳化物为(Nb, Ti)C. 利用Orowan机制对析出强化量进行估算, 结果表明不同等温温度下析出强化量均大于300 MPa.
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要： 以复合添加Nb和Ti 的微合金钢为研究对象, 采用热模拟、显微硬度、透射电镜以及纳米压痕技术等方法对实验钢在连续冷却条件下和卷取过程中的冷却速率对组织演变及显微硬度的影响进行观察和分析, 研究了(Nb, Ti)C 在卷取中的析出规律及其对铁素体相微观力学性能的影响. 结果表明, 连续冷却和卷取过程中的冷却速率的增加都能促进Nb-Ti 实验钢从铁素体+珠光体组织向贝氏体组织转变, 细化铁素体晶粒. 在连续冷却条件下, 实验钢的显微硬度随着冷却速率的增加逐渐升高, 而在卷取过程中由于较小冷却速率能够促进(Nb, Ti)C 在铁素体中的形核和长大使得铁素体中存在大量均匀弥散分布的纳米析出物, 提高了基体的强度, 因此随着卷取过程中冷却速率的增加实验钢的显微硬度呈现降低的趋势. Nb-Ti实验钢中铁素体相的纳米硬度为4.13 GPa, Young's 模量为249.3 GPa, 普通C-Si-Mn 钢铁素体相的纳米硬度为2.64 GPa,Young's 模量为237.4 GPa, 纳米析出物对铁素体相的纳米硬度的贡献达到1.49 GPa.
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要： 以复合添加Nb, V和Ti 的低碳微合金钢为研究对象, 采用热模拟试验机模拟高温轧制+超快速冷却+缓冷工艺, 采用OM, HRTEM和显微硬度计等对超快冷至不同温度实验钢的组织转变和析出规律进行研究. 结果表明, 随着超快冷终冷温度的升高, 显微组织由贝氏体向珠光体和铁素体转变, 碳化物形核位置从贝氏体转变为铁素体, 铁素体中的析出物密度大于贝氏体中的, 且在620 ℃达到最大. 超快冷至不同温度时析出物的尺寸均小于10 nm, 纵横比均接近于1, 即析出物形态更接近于球形, 且随终冷温度的降低, 析出物尺寸逐渐减小. 利用Orowan 机制计算了析出强化增量, 得出在620 ℃析出强化对屈服强度的贡献最大, 可达到25.6%.
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要： 在Bridgman 定向凝固炉中对Ti-46Al-(8, 9, 10)Nb 合金进行定向凝固实验, 研究了生长速率和Nb含量对TiAl-Nb合金的微观组织、相变路径以及溶质偏析的影响, 获得了定向凝固TiAl-Nb合金相变过程与微观组织选择图. 结果表明, 生长速率的增加使得固/液界面发生了平界面-胞状界面-枝晶界面转变, 并促进完全b 相凝固转变为具有L+b→a 包晶反应凝固过程, 最终组织由a2/g 层片组织转变为具有a2/g 层片和B2 相的多相组织. 溶质Nb的添加对b 相具有稳定作用, 促进了完全b 相凝固过程的发生以及a2/g 层片和B2 相多相组织的形成. 生长速率和Nb含量对相变过程和微观组织的影响与溶质偏析(S 型偏析, b 型偏析)过程密切相关. 其中S型偏析程度的提高有利于促进包晶反应的发生, 从而导致最终组织发生严重的溶质偏析以及大量B2 相在枝晶心部的集中分布. b 型偏析中溶质Nb在残余b 相中的富集是形成B2 相的主要来源, Nb的富集程度直接决定了B2 相的形态和尺寸. 根据关于生长速率和Nb含量的Ti-46Al 合金相变过程和微观组织选择图可知, 选择较高的Nb含量和较低的冷却速率能获得完全b 相凝固过程, 可以得到组织分布均匀、溶质偏析程度较低的定向凝固组织.
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2023-03-18 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要： 采用高能球磨和真空热压烧结相结合的方法制备了WC-2.5TiC-10Co超细晶硬质合金, 并利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)等性能测试手段研究了Cr3C2、VC、TaC和NbC的添加对超细晶硬质合金微观组织和力学性能的影响。结果表明: 经过球料比10∶1 及转速为350 r/min 行星式高能球磨处理30 h 后, WC粉末的粒径由0.6 mm减小到0.2 mm以下; 经过1410℃真空热压烧结1 h 后, XRD检测未发现新的反应物生成。添加0.45% Cr3C2、0.3 % VC、0.5 % TaC或NbC的硬质合金中有少量异常长大的WC晶粒, 断口表面疏松且平坦, 分析表明较大的WC晶粒在应力集中的作用下发生解理破坏,并成为材料断裂的裂纹源。当抑制剂Cr3C2和VC的含量再增加0.1%后, WC晶粒可以控制在0.5 mm以下, 断口表面致密成台阶状, 抗弯强度可提高20%; TaC和NbC对抑制WC晶粒生长的作用并不显著, 但添加NbC对提高硬质合金致密度的效果最显著。
分类： 材料科学 >> 材料科学（综合） 提交时间： 2016-11-15 合作期刊: 《金属学报》
摘要： 以一种高锰奥氏体孪晶诱发塑性(TWIP)钢为实验材料，采用700~1000 °C保温20 min及800 °C保温10~30 min的退火工艺获得了不同晶粒尺寸分布及晶界特征分布的再结晶组织，结合EBSD技术及动电位极化曲线测试，研究了晶粒度、晶粒均匀性及晶界特征分布对该钢抗腐蚀能力的影响。结果表明，该高锰奥氏体TWIP钢的抗腐蚀能力受组织中的晶粒度及重位点阵(CSL)晶界分布比例的影响，二者的作用在再结晶的组织中因组织的均匀性不同表现出明显差异。当再结晶过程刚刚结束，晶粒组织尚不均匀且未进入晶粒长大阶段时，平均晶粒尺寸对抗腐蚀能力的影响占主导地位。随着平均晶粒尺寸的增大，实验钢的抗腐蚀能力下降。而当再结晶晶粒充分长大，且晶粒尺寸分布均匀，CSL晶界所占的比例对其抗腐蚀能力的影响尤为显著。随着CSL晶界所占晶界比例的提高，实验钢的抗腐蚀能力增加。
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