含Nb高碳钢的奥氏体晶粒长大模型

通过热处理试验和组织观察,研究了在1123~1523 K内加热温度和时间对含Nb高碳钢奥氏体晶粒尺寸变化的影响,分析了奥氏体化过程Nb的析出状态,并推导了含Nb高碳钢等温加热过程的奥氏体晶粒长大模型。结果表明:随着加热时间的延长,在低温区(1123~1423 K)加热时,晶粒长大速率较慢;在高温区(1423~1523 K)加热时,晶粒发生快速长大。所建立的模型适合奥氏体化过程晶粒尺寸演变的计算。     

铌对微合金化高碳钢奥氏体晶粒长大的影响

研究了铌对钒微合金化高碳钢在不同加热温度和保温时间下的奥氏体晶粒长大规律的影响。结果表明,含铌A钢在1100℃以下具有较好的抗晶粒粗化能力,组织中存在大量以Nb C为主的析出物,其奥氏体晶界迁移能仅为44.2 k J/mol;而不含铌B钢,不具有某一温度下的抗晶粒粗化能力,同时组织中仅发现较少量VC析出物,其奥氏体晶界迁移能高达197.2 k J/mol;在高碳钢中,同一奥氏体温度下,V降低Nb C完全溶解温度。     

82B高碳钢奥氏体晶粒长大行为

利用直线截点法计算各试样的奥氏体平均晶粒尺寸,得出82B高碳钢的奥氏体粗化温度为950℃,通过Thermo-calc热力学计算和能谱分析可知,晶粒粗化的主要原因是950℃时V、Ti、Nb碳氮化物数量的大大减少,即析出相粒子钉扎作用的减弱和消除.随着加热温度的升高和保温时间的延长,82B高碳钢奥氏体晶粒尺寸增大,其生长模型的公式为D=6.82×104t0079 exp(-8.04×104/RT).当加热温度为1000℃,保温时间为60～90 min时,82B原奥氏体晶粒尺寸小于67μm,晶粒细小均匀,且微合金元素V充分溶解在奥氏体中.     

Nb元素对中碳钢加热过程中晶粒长大的影响

通过金相显微镜、透射显微镜以及热力学软件研究了Nb元素在加热过程中对中碳钢奥氏体晶粒长大的影响。结果表明:由于Nb溶质原子的拖曳和含Nb析出物钉扎的综合作用,相同加热条件下含Nb钢的奥氏体晶粒尺寸要小于无Nb钢。随着加热温度的升高,无Nb钢的奥氏体晶粒尺寸基本呈线性增加,含Nb钢在1200℃以下晶粒生长较慢,当加热温度高于1200℃时,由于含Nb析出物的溶解以及生长驱动力突然增加,晶粒生长速度突然提高。     

Nb对高碳钢高温回火组织与性能的影响

通过在不同温度高温回火,研究了回火温度对含Nb高碳钢力学性能的影响;对比分析在演变过程中Nb对其组织与性能的影响.结果表明:高碳淬火组织为板条马氏体和孪晶马氏体,随回火温度的升高,逐渐转变为大尺寸的渗碳体+等轴铁素体.强度和硬度都随回火温度升高而逐渐降低,而伸长率和断面收缩率则随回火温度的升高而逐渐增大;含Nb高碳钢的塑性和强度都要优于不含Nb的高碳钢.原因是添加Nb可以通过细化晶粒(原奥氏体晶粒和马氏体亚结构尺寸、再结晶铁素体晶粒大小)、抑制位错回复提高位错密度的形式提高强度,同时也因细化晶粒,促进碳化物析出而提高塑性.     

Nb含量对20CrMnTiH钢奥氏体晶粒长大行为的影响

研究了不同Nb含量的20CrMnTiH齿轮钢的奥氏体晶粒长大行为。采用光学显微镜和透射电镜分析了试验钢分别加热到950~1200℃奥氏体化保温1 h后的奥氏体晶粒变化和析出相情况。结果表明,随着Nb含量的增加,晶粒粗化温度不断提高。保温时间为1 h的情况下,每增加0.03%Nb,晶粒粗化温度提高50℃;超过晶粒粗化温度后,含Nb析出相的数量因溶解而大大降低,对晶界的钉扎作用消失,奥氏体晶粒长大。     

1000MPa级Nb-Ti微合金化超高强度钢加热制度研究

采用OM、TEM和EDS分析技术,研究了1000 MPa级Nb-Ti微合金化超高强度钢在不同加热温度下保温不同时间时奥氏体晶粒粗化行为与微合金元素碳氮化物溶解行为。结果表明,铸坯中存在尺寸与形状明显不同的3类析出物:尺寸大于1μm的方形Ti N粒子;尺寸在500 nm以下的球形、椭球形或方形Nb、Ti复合析出物;少量方形或椭球形Ti S或Ti(C,S)析出物。随着温度的升高,原始奥氏体晶粒尺寸呈现出单调增大的趋势,当加热温度超过1200℃时奥氏体晶粒发生快速长大,而析出物数量不断减少、尺寸逐渐增大、Ti/Nb原子比逐渐升高,EDS显示均为Ti、Nb复合析出。随着保温时间的延长,原始奥氏体平均晶粒尺寸呈抛物线规律长大,小尺寸的球形、椭球形的析出物逐渐溶解,大尺寸方形析出物数量逐渐增加且棱角变得模糊。综合考虑加热温度和保温时间对Nb、Ti微合金元素的固溶行为和奥氏体晶粒粗化行为的影响,1000 MPa级Nb-Ti微合金化超高强度钢的加热温度和保温时间分别为1250℃和80 min较合适。     

Nb和Mo对矿用磨球用钢微结构和相变的影响

对不同合金成分磨球用钢样品进行高温激光共聚焦显微镜(HT-CLSM)原位观察和JMatPro软件模拟计算,研究了Nb、Mo元素对其热处理过程中微结构和相变的影响。结果表明,试验钢中添加0.051%Nb元素的原奥氏体平均晶粒尺寸最小(38.8 μm),添加0.079%Mo元素的次之,无添加的最大,可达74.1 μm。添加Nb元素时,析出物类别主要为Nb(C, N)和MnS,析出物的数量最多,显著阻碍了高温奥氏体晶粒长大。添加Mo元素时,析出物类别主要为MnS和AlN,析出物数量次之,对奥氏体晶粒长大有一定的阻碍作用。Nb和Mo元素的添加均有利于扩大贝氏体转变区,增加贝氏体转变量,提高马氏体转变开始温度。     

奥氏体化温度对30CrNiMoNb钢析出相的影响

对30CrNiMoNb钢不同奥氏体化温度下析出相进行了研究,结果表明,钢在热轧态时Nb C大量析出有效地防止晶粒长大,使基材获得细小原始奥氏体晶粒。钢淬火时,当淬火温度低于1050℃时,Nb C析出相部分固溶于奥氏体,但未固溶Nb C可起到钉扎作用,抑制奥氏体晶粒长大,保证30CrNiMoNb钢获得细晶组织;当温度高于1050℃,Nb C部分固溶于奥氏体,未固溶部分出现明显长大,对奥氏体晶粒的钉扎作用减弱,导致奥氏体晶粒长大。     

Nb微合金化9310钢中碳化物析出规律研究

通过理论计算不同Nb含量9310钢中碳化物析出相的体积分数和颗粒半径,并对比验证相应的金相组织,研究了Nb微合金化9310钢中碳化物的析出规律。结果表明,随加热温度的升高,钢中Nb的固溶量逐渐增多,析出相NbC的体积分数逐渐减小,同时发生Oswald熟化。当温度为1050℃时,含Nb钢中析出相颗粒半径不小于50 nm;当温度高于1150℃时,钢中0.047%的微量Nb才能够完全固溶;含Nb钢中细小的NbC颗粒钉扎晶界,有效抑制了奥氏体晶粒的粗化,可使晶粒粗化温度从1000℃提高到1150℃。     

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.     

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.     

Development of the technology of ultrasonic welding of components made of Capron tapes

The technology of ultrasonic welding of components made of Capron tapes producing welded joints with high strength parameters has been developed. The numerical values of the main parameters of the conditions of ultrasonic welding of the Capron tapes are determined. It is shown that the increase in the amplitude and welding pressure shortens the welding time. The experimental results show that the Capron tapes are characterized by geometrical homogeneity in both the transverse and longitudinal direction so that the welded joints can be produced both along and across the tape.     

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。     

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。     

高等教育国际化与中国高等教育施化力培育

本文从化层、化型、化向与化力等方面考察高等教育国际化的应然本质属性 ,描述与分析中国高等教育在国际化潮流中表现出的发展态势 ,针对种种态势提出中国高等教育核心施化力培育战略 ,以使中国高等教育乃至世界高等教育真正地走向国际化     

钢管穿孔机主减速机振动分析

宝山钢铁股份有限公司钢管分公司的穿孔机下辊主减速机在大定修前,减速机轴和下辊大电机的振动情况严重,诊断部门对该减速机进行了测振分析,结合对电机振动、减速机振动的频谱分析和对轴承的故障频率成分分析,找出了主减速机振动的原因是轴承损伤。该分析结果与解体检查的结果相一致。     

冲压件小螺纹底孔翻边参数的修正

结合长期的实践体会,分析了冲压件小螺纹底孔翻边参数,对冲压件小螺纹底孔部分翻边参数进行了有效的修正,修正后的参数在长期的运用中效果较佳。     

AGC系统液压缸位移传感器的软修正

针对液压缺模拟位移传感器LVDT存在增益漂移的问题，研究出一套校正方法。其特点是利用轧机上的压力传感器及电动压下位移传感器来校正液压缸位移传感器，得出修正系数k。修正后，AGC系统运行状态明显稳定，控制精度进一步提高。     

Modelling of processes of thermochemical treatment of metals: traditions of Russian scientific school

Abstract

The paper is devoted to 100th anniversary of the outstanding Russian scientist professor Yuriy Mikhailovich Lakhtin – the founder of the world-famous scientific school of surface strengthening of metals and alloys. Lakhtin's scientific school is recognised for its contribution into research of processes of thermochemical treatment of metals and especially of nitriding. Today at the Department of Metal Science and Heat Treatment of MADI his followers continue the traditions of Lakhtin's scientific school. The development of technologies of surface engineering is based on complex modelling of physical processes realised by thermochemical treatment of metals. Thermodynamic models describe the interaction between metals and components of saturating atmosphere and predict phase composition of diffusion layer. Diffusion models of kinetics of saturation of metals allow us to calculate the rate of growth of diffusion layer and regulation of its depth and structure. Structural models determine quantitative dependence between parameters of structure (grain size, dispersed particles, etc.) and mechanical properties. These models allow us to estimate the level of strengthening by control of structural specifics of strengthened layer. On the basis of this complex of models, new efficient technologies of surface strengthening are developed.