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: 2016-11-04 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 利用Gleeble热模拟实验机、显微硬度计、扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)及差热分析仪(DSC)研究了淬火态Nb和Nb-Mo钢在升温过程中碳化物的析出行为, 并利用经典形核长大理论及Avami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微合金钢以20℃/min的速率加热至不同温度再淬火后分别在300 ℃和700 ℃时由于渗碳体和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,导致析出强化硬度上升,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. 分析认为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,同时也使NbC的析出自由能降低,但界面能的降低占主导作用,最终使得(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: 通过蠕变性能测试和组织形貌观察, 研究了高钨K416B镍基合金高温蠕变期间析出相的演化行为. 结果表明, 铸态合金中g '相的尺寸不均匀, 条状MC碳化物在枝晶间区域呈汉字型分布; 在施加应力的高温蠕变期间, 细小M6C碳化物可在形变基体中不连续析出, 热力学分析认为: 在应力诱导作用下, 元素C偏聚在应力集中处, 与W等碳化物形成元素结合, 促使细小M6C相自基体中析出; 同时, 条状MC碳化物表面形成沟槽, 并逐渐分解蜕变成粒状M6C相, 其中, 在条状MC相表面形成的附加应力是促使MC相不断溶解和发生球化的主要原因.
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2016-11-04 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 通过蠕变性能测试和组织形貌观察,研究了高钨K416B镍基合金高温蠕变期间析出相的演化行为,结果表明,铸态合金中γ¢相的尺寸不均匀,条状MC碳化物在枝晶间区域呈汉字型分布;在施加应力的高温蠕变期间,细小M6C碳化物可在形变基体中不连续析出,热力学分析认为:在应力诱导作用下,元素C偏聚在应力集中处,与W等碳化物形成元素结合,促使细小M6C相自基体中析出;同时,条状MC碳化物表面形成沟槽,并逐渐分解蜕变成粒状M6C相,其中,在条状MC相表面形成的附加应力是促使MC相不断溶解和发生球化的主要原因。
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SEM, OM和XRD等手段分析了HK40 合金铸件铸造疏松形成原因, 并研究了添加微量B对HK40 合金的凝固组织及疏松形成的影响. 结果表明: HK40 合金铸件主要存在A和B 2 种铸造疏松缺陷. A类疏松主要由于枝晶的快速生长并架桥联接导致架桥枝晶之间区域的补缩不足引起; B类疏松产生原因是相邻枝晶间区域生长的枝晶状M7C3型碳化物堵塞枝晶间补缩通道. B微合金化能降低HK40 合金铸件较强的柱状晶生长趋势, 细化枝晶, 能抑制HK40 合金A类铸造疏松缺陷的产生. 同时, B微合金化增加了HK40 合金枝晶间共晶相的体积分数, 使枝晶间呈枝晶状M7C3型碳化物转变为层片状的M23C6型碳化物析出, 避免碳化物堵塞相邻枝晶间的补缩通道, 因而也减小了B类铸造疏松缺陷的形成倾向.
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SEM和物理化学相分析方法研究了5 种Hf含量的FGH97 粉末高温合金中g'相和MC型碳化物形貌、化学组成及含量. 结果表明: Hf促进g'相和MC相析出, 改变g'相和MC相的化学组成, 对MC相的尺寸和形貌影响不大, 显著影响g'相的尺寸和形貌, 促使g'相的形态失稳, 导致立方状g'相发生分裂, 使g'相更快地进入稳定的立方状择优形态. 在FGH97 合金中添加Hf, 可通过改变错配度d, 从而改变g'相发生分裂的临界尺寸Dc. 建立了Dc与Hf 含量w(Hf)的关系式: Dc=315.4+640.2w(Hf)-358.2[w(Hf)]2. 随着Hf 含量的增加, |d|逐渐变小, Dc增大. g'相长大到临界尺寸时, g'相由立方状分裂为八重小立方体状.
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: 采用气雾化粉末+压制+超固相液相烧结(SLPS)工艺制备钒含量(质量分数)约为10%的高钒钢,研究了烧结工艺对致密化行为、显微组织演变、相构成与分布和力学性能的影响规律。结果表明,烧结温度的影响最全面,保温时间主要影响碳化物的析出量。烧结高钒钢的基体为针状M和少量残余γ,在基体中有VC、复合型碳化钼和碳化铬等碳化物,VC大多呈球形,分布在晶界和晶粒内部。随着烧结温度的提高和保温时间的延长,晶粒和碳化物逐渐粗化,各类碳化物的析出越来越充分,而复合型碳化物的析出对高钒钢的强度和冲击韧性有不利影响。烧结高钒钢具有优秀的综合力学性能:硬度HRC65-68,冲击韧性高于6J/cm2,抗弯强度高于1800MPa。
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: 将高碳高合金钢SDC99 分别在1030 ℃奥氏体化30 min后油淬、在-196 ℃液氮中深冷处理8 h 及210 ℃回火2 h. 采用三维原子探针(3DAP)技术分析了淬火态、深冷态、回火态C原子的空间分布; 用XRD研究了3 种热处理状态下马氏体轴比、马氏体中含C量的变化; 用SEM原位观察深冷前后碳化物的形貌. 结果表明, C原子在深冷处理过程中偏聚于马氏体孪晶界, 形成厚度为5~10 nm的偏聚区. 210 ℃低温回火过程中, C进一步偏聚形成富C相或与合金原子形成M23C6型碳化物.
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2016-11-04 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 将高碳高合金钢SDC99分别在1030 ℃奥氏体化30 min后油淬、在 -196 ℃液氮中深冷处理8 h及210 ℃回火2 h。采用三维原子探针(3DAP)技术分析了淬火态、深冷态、回火态C原子的空间分布;用XRD研究了3种热处理状态下马氏体轴比、马氏体中含C量的变化;用SEM原位观察深冷前后碳化物的形貌。结果表明,深冷前后没有碳化物析出,C原子在深冷处理过程中偏聚于马氏体孪晶界,形成厚度为5~10 nm的偏聚区。210 ℃低温回火过程中,C进一步偏聚形成富C相或与合金原子形成M23C6型碳化物沉淀。
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FEG-SEM, TEM, AES和EDS分析技术以及物理化学相分析等方法, 系统地研究了微量元素Hf 在镍基粉末高温合金中的作用. 结果表明: Hf以固溶态分布在枝晶间γ固溶体内, 有助于减少原始粉末颗粒边界组织. Hf促进γ′相形态失稳, 导致大尺寸立方状γ′相发生分裂, 更快地进入γ′相低能稳定的择优形态. Hf 主要分布在γ′相和MC型碳化物中, 改变γ′相和MC型碳化物及γ固溶体相间合金元素的再分配, 有利于消除合金的缺口敏感性, 改善合金综合力学性能.
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: 研究了循环热处理对Ti-V微合金钢组织和力学性能的影响。根据显微组织观察结果对各个循环次数的试验钢晶粒尺寸进行统计和计算, 并结合SEM二次电子像揭示了试验钢在循环热处理过程中的组织演变规律, 进而解释了晶粒细化机制; 对试验钢进行TEM实验, 观察了沉淀相粒子的尺寸、成分随循环次数的变化规律。并对不同循环次数下的试验钢进行了室温抗拉强度和冲击韧性实验。结果表明, Ti-V微合金钢的平均晶粒尺寸随着循环次数的增加持续减小(至第7 次循环);受复杂碳化物平均尺寸的影响, 抗拉强度Rm随着循环次数的增加逐渐降低(自第1 次循环开始); 而冲击吸收功AKU则因平均晶粒尺寸和先共析铁素体比例的共同影响, 随循环次数的增加先升高后降低, 并在第3 次循环时达到最大。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2017-03-31 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 采用真空扩散焊接方法对Q235A低碳钢与AISI304奥氏体不锈钢进行固相扩散连接实验,研究了焊接温度对接头界面组织形貌、力学性能和反应产物的影响。研究结果表明:Q235A低碳钢/AISI304奥氏体不锈钢复合界面附近形成了合金铁素体层(Ⅱ区)和增C层(Ⅲ区),界面两侧异相组织通过扩散结成共用晶界。在焊接温度850 ℃,焊接压力10 MPa,焊接时间60 min条件下,接头强度和韧性达到最大值,高于Q235A低碳钢母材。焊接温度过低(≤800 ℃),接头中析出化合物Cr23C6,焊接温度过高(≥900 ℃),接头中会产生二次碳化物和金属间化合物,脆性的化合物偏析相使接头强韧性显著下降。严格控制焊接温度在850℃区间,并在焊后迅速淬火越过低温区,可有效避免脆性化合物偏析,从而保证扩散焊接头的性能。
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: 通过高Nb、V或Ti(~0.1%), 低Mo(≤0.2%)微合金化设计, 在经TMCP工艺后用恒载荷拉伸实验测定了Fe-C-M-Mo(M=Nb、V或Ti)系合金钢的失效温度。用EBSD分析了TMCP后样品中的界面密度, 用TEM观测了恒载拉伸实验后样品中的纳米析出相。结果表明: 在Fe-C-V/Nb 钢中添加约0.2% Mo使其在280 MPa恒载荷拉伸升温过程中的失效温度提高约40℃。小角度界面为MC型析出相形核析出提供了有利位置, 加速了MC相的析出, 在升温过程中细小弥散的MC相在小角度界面形核析出起到了良好的高温沉淀强化作用, 提高了耐火钢的失效温度。含Mo的Ti-Mo钢具有较高的小角度界面密度, 导致其中MC型析出相析出较快, 因此具有最高的失效温度, Nb-Mo钢次之, V-Mo钢因小角度界面密度最小使其在高温下MC相析出的动力学减缓, 因此失效温度最低。