工艺参数对低碳钢形变强化相变的影响

研究了低碳钢过冷奥氏体变形时，工艺参数即变形温度、变形速率和原始奥氏体晶粒大小对形变强化相变组织演变、转变动力学及相变完成时临界应变量εc。的影响。结果表明，εc随变形温度降低而减小，随形变速率和原始奥氏体晶粒大小增大而增加。其中，变形温度对εc的影响最大。在相同应变速率的条件下，降低变形温度、减小原始奥氏体晶粒尺寸，都起到了促进相变的作用，使转变动力学提前。在所研究的不同工艺中，组织演变和转变动力学均可分为两个阶段。第一阶段与晶界、孪晶界或形变带作为相变优先形核位置的“位置饱和”机制有关；第二阶段为晶内铁素体／奥氏体相界前沿高畸变区的反复快速形核，是以形核为主导的过程，表现为“形核位置不饱和”机制。晶粒的长大在时间与空间上受到限制，形变强化相变完成时，可以使铁素体品粒细化到2～3μm。     

变形温度对形变强化相变完成时临界应变量的影响

利用“形变强化相变”机制研究了低碳钢过冷奥氏体在740℃和780℃,10s-1变形时的变形温度对相变完成时临界应变量εc的影响。结果表明,变形温度对εc和组织演变的影响很大。在740℃和780℃变形时,εc分别为0.96和1.39,变形温度降低明显促进了相变。变形温度对εc的影响在组织演变上主要表现为铁素体形核地点的不同。740℃变形时,铁素体由奥氏体晶界形核过渡到以形变带形核为主,形核速率极高;780℃变形时,铁素体由奥氏体晶界形核过渡到在铁素体/奥氏体相界面前沿高畸变区快速形核。     

碳锰含量对低碳(锰)钢过冷奥氏体形变过程转变动力学的影响

提高低碳(锰)钢中碳含量，低碳(锰)钢形变强化相变孕育期明显延长，转变动力学曲线整体向高应变方向移动．提高锰含量，相变孕育期有所延长，转变动力学过程明显变缓．提高碳、锰含量，钢中铁素体形核率增大，晶粒细小，碳的影响程度比锰显著．过冷奥氏体形变过程铁素体转变分三个阶段，第一阶段符合Cahn的“位置饱和”机制，第二、三阶段不符合“位置饱和”机制。     

低碳钢SS400形变强化相变组织演变的动力学

采用Gleeble 1500热模拟机进行压缩实验,研究了Q235级别低碳钢SS400在750和780℃形变强化相变组织演变及动力学的定量特征．过冷奥氏体形变过程的形变强化相变按照其转变动力学的特征可分为3个阶段：前2个阶段的转变动力学方程形式与J-M-A方程的形式相符,而第3阶段的转变动力学与J-M-A方程的形式不相吻合．第1阶段符合Cahn的“位置饱和”机制,动力学参数n值为4,对应于铁素体在原奥氏体晶界及三叉界的形核及快速长大．第2阶段不符合Cahn的“位置饱和”机制,n值在1．0—1．5之间,对应于晶内奥氏体／铁素体前沿畸变区的大量形核．第3阶段对应于剩余少量形核位置时的转变变缓过程．变形提高了晶粒的形核率,同时促进了晶粒的长大速率;形变强化相变铁素体晶粒转变初期的长大速率随应变速率的增加而增大。     

低碳钢形变强化相变的特征

介绍了低碳钢形变强化相变的基本概念及主要特征．系统的研究工作证实了变形显著地加速了低碳钢过冷奥氏体向铁素体的相变过程．形变强化相变是一个以形核为主导的过程直到相变完成以前，形核始终存在于新相与原奥氏体相界面的高应变区．由于几何空间与成分条件上受到一定的限制，长大及各向异性都不太明显，铁素体晶粒超细化．实验工作还证实了转变动力学呈现明显的3个阶段，它们分别与相变铁素体在原奥氏体晶界上的形核，在铁素体／奥氏体相界前沿高畸变区的形核，及被铁素体晶粒所包围的残存奥氏体上的相变形核等过程相对应。     

低碳钢过冷奥氏体形变过程超细铁素体的形成

采用过冷奥氏体在A3-Ar3之间变形工艺，获得平均晶粒尺寸约为2μm的微细铁素体晶粒组织，过冷奥氏体形变过程的组织演变包括两个阶段，形变前期以形变强化相变铁素体转变为主导；当相变基本完成后，形变后期以铁素体的动态再结晶为主，形变强化相变是一以形核为主的过程，是晶粒细化的主要原因，应变量较小时，铁素体主要沿原奥氏体晶界及晶内变形带等位置形核，随应变量的增加，以铁素体转变前沿畸变区的反复形核为主。     

Q235碳素钢应变诱导相变中的应力一应变曲线分析

分析了单向压缩热模拟条件下碳素钢应变诱导铁素体相变过程中的σ-ε曲线特征结果表明,应变诱导相变过程有自己特定的σ-ε曲线,与典型的奥氏体动态再结晶σ-ε曲线有明显差异随形变温度的降低σ-ε曲线由典型的奥氏体动态再结晶型过渡到铁素体应变诱导相变型在900℃奥氏体稳定状态应变时,随应变速率的提高,奥氏体动态再结晶被推迟,铁素体应变诱导相变提前奥氏体的动态再结晶并不能完全抑止铁素体的诱导相变在770℃奥氏体亚稳态应变时,奥氏体不能动态再结晶应变速率的变化主要与铁素体析出速率相关这时表现为过冷与应变对转变的相对贡献上粗晶奥氏体的σ-ε曲线与细晶不同,两者的差异主要表现在铁素体转变的后期应变诱导相变过程中,铁素体析出的临界应变量εc与应变峰值εp的关系受应变温度和应变速率的影响在奥氏体不能动态再结晶的条件下,εc＜0.3εp.降温单道次形变过程中,Q235碳素钢中会相继发生奥氏体的动态再结晶,铁素体应变诱导相变及铁素体的动态再结晶并反映在σ-ε曲线上     

低碳微量铌钢形变强化相变的组织演变

利用热模拟压缩变形实验研究了含Nb钢过冷奥氏体形变强化相变的组织演变规律,探讨了微量Nb对形变强化相变的影响,并对转变动力学和晶体取向进行了分析.结果表明,含Nb钢在A3-Ar3之间的形变过程中主要以形变强化相变为主.与低碳钢相比,含Nb钢形变强化相变的孕育期变长,完成相变所需的应变量也相应增加,使得其转变动力学曲线向高应变方向平移.含Nb钢的转变动力学曲线可划分成两个阶段,其中第一阶段固溶Nb阻碍铁素体相变,使孕育期推迟,而第二阶段形变过程中动态析出的Nb(C,N)既为铁素体相变提供了大量的形核位置,又钉扎铁索体晶界,阻碍铁索体晶粒的长大.在这种以形核为主的过程中出现了<111>和<001>两种织构的交替变化.     

不同Mn含量低碳钢过冷奥氏体形变过程中的铁素体相变

通过热模拟压缩实验,对C,Si含量基本相同、Mn含量不同的低碳钢过冷奥氏体在形变温度760℃,形变速率1/s条件下单向压缩变形过程中的组织演变进行研究,分析了Mn对低碳钢过冷奥氏体变形特征、转变动力学特征以及形变强化相变铁素体晶粒细化的影响。结果表明,Mn延迟低碳钢形变强化相变的进行,Mn含量提高,完成相变所需总应变相应提高,形变强化铁素体转变动力学可分三个阶段,随Mn含量增加,各阶段所需时间延长,应变提高,通过形变强化相变,Mn含量(质量分数,％)为0.48,0.84和1.29三种钢可获得平均晶粒截径分别为3.57±1.60,2.00±1.05和2.29±1.02μm的微细等轴铁素体晶粒以及第二组织弥散分布的复相组织。     

Q235碳素钢应变诱导相变中的应力-应变曲线分析

分析了单向压缩热模拟条件下碳素钢应变诱导铁素体相变过程中的σ－ε曲线特征结果表明,应变诱导相变过程有自己特定的σ－ε曲线,与典型的奥氏体动态再结晶σ－ε曲线有明显差异．随形变温度的降低σ－ε曲线由典型的奥氏体动态再结晶型过渡到铁素体应变诱导相变型在９００℃奥氏体稳定状态应变时,随应变速率的提高,奥氏体动态再结晶被推迟,铁素体应变诱导相交提前奥氏体的动态再结晶并不能完全抑止铁素体的诱导相变．在７７０℃奥氏体亚稳态应变时,奥氏体不能动态再结晶．应变速率的变化主要与铁素体析出速率相关．这时表现为过冷与应变对转变的相对贡献上．粗晶奥氏体的σ－ε曲线与细晶不同,两者的差异主要表现在铁素体转变的后期应变诱导相变过程中,铁素体析出的临界应变量σ－ε与应变峰值εｐ的关系受应变温度和应变速率的影响．在奥氏体不能动态再结晶的条件下,εｃ＜０．３εｐ．降温单道次形变过程中,Ｑ２３５碳素钢中会相继发生奥氏体的动态再结晶,铁素体应变诱导相变及铁素体的动态再结晶并反映在σ－ε曲线上．     

胫骨生物陶瓷复合材料的微结构增韧机理

扫描电镜观察显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的自然生物陶瓷复合材料.羟基磷灰石具有层状的微结构并且平行于骨的表面排列.观察也显示这些羟基磷灰石层又是由许多羟基磷灰石片所组成,这些羟基磷灰石片具有长而薄的形状,也以平行的方式整齐排列.基于在胫骨中观察到的羟基磷灰石片的微结构特征,通过微结构模型分析及实验,研究了羟基磷灰石片平行排列微结构的最大拔出能.结果表明,羟基磷灰石片长而薄的形状以及平行排列方式增加了其最大拔出能,进而提高了骨的断裂韧性.     

面向零件形状的计算机图形库的开发

论述了CAD技术中参数化设计的三种建模方法，重点介绍了基于特征的参数化建模原理。在此基础上，分析机械设计中的机构结构，归纳出其零件的几何特征构成。设计了机构CAD图形库，并提出了该图形库生成步骤和人机交互界面。     

FeCrAIW电弧喷涂层组织的致密化研究

采用激光辐照对FeCrAlW电弧喷涂层的组织进行致密化处理,借助扫描电镜和X衍射对涂层的组织进行了分析.测试了涂层的显微硬度.结果表明:涂层组织致密度提高,孔隙率明显降低.随着激光扫描速度的增加,涂层的显微硬度降低.在较低的扫描速度下,涂层与基体之间形成互熔区,涂层与基体之间产生良好的冶金结合.     

钢材打捆机控制系统智能化技术的研究

钢材打捆机是一种用于轧钢精整工艺的新型自动化设备，其控制系统基于SiemensS7 PLC和TP7触摸屏。系统的智能化技术主要包括：液压高低压自动控制、在线监视、离线故障检测、多台设备协同工作、可视化人机交互技术。本文描述了这些技术的原理与实现方法。     

Ab-initio calculation of enthalpies of formation of intermetallic compounds and enthalpies of mixing of solid solutions

A large number of ab-initio calculations of energies of formation of intermetallic compounds have been performed in the last 15 years. The currently used methods are listed. The paper presents a review of the aluminium based compounds which have been studied. Comparisons of calculated and experimental enthalpies of formation are provided for aluminim-3d and-4d transition metal alloys at equiatomic composition. The modelling of the enthalpies of mixing of solid solutions based on a given lattice is described.     

Features of formation of the structure in production of blanks of disks of heat-resistant nickel alloys

Conclusions To provide a high level of mechanical properties in wrought blanks of cast ÉP741NP and ÉP962 alloys it is necessary to form controlled structures. A necklace-type structure formed in homogenizing isostatic treatment, subsequent thermomechanical working including alternation of the operations of deformation in the (+)-area and recrystallization anneals, and final heat treatment is preferable. The temperature conditions of all stages of thermomechanical working are strictly controlled, especially the final operation of deformation and heating for hardening. To eliminate hardening cracks and distortions it is necessary to use molten salts at t=600°C as quenchants. The use of multiple production operations makes it possible to significantly reduce the structural inhomogeneity related to inhertance of the original dendritic structure. However, the structure of the final semifinished product is nevertheless characterized by a difference in occurrence of the processes of polygonization and recrystallization between the former dendritic cells and the interdendritic spaces in deformation and heat treatment.To obtain structurally homogeneous blanks for gas turbine engine parts it is necessary to use basically new methods of remelting such as vacuum double electrode remelting and electron beam remelting with an intermediate vessel.Translated from Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 12, pp. 25–29, December, 1991.