D6A钢在轧制过程中的强韧化机理EI北大核心CSCD

通过轧制-热处理工艺能够使D6A钢的强度显著提高。为了探究其强韧化机理,本实验采用热轧及两相区温轧退火工艺,获得微米级D6A合金钢样品,微观组织为铁素体基体及粒状渗碳体。通过室温拉伸实验、SEM、X射线衍射、EBSD等手段对实验钢的显微组织和力学性能进行表征,结果表明:随着变形量的增加,晶粒尺寸由4.5μm细化为1.5μm,渗碳体的含量逐渐增加,小角度晶界的比例升高,屈服强度和抗拉强度不断增加,伸长率略有降低,说明轧制过程使亚晶粒的尺寸不断降低,晶界面积增加,位错滑移受到的阻力增大。同时,本研究对不同轧制变形量实验钢的位错密度进行计算,当轧制变形量为88%时,位错密度最高,此时加工硬化的程度最高。随着变形量的增加,第二相强化和晶粒细化引起的强度增量呈不断上升的趋势,位错强化引起的强度增量先升高后降低,D6A钢的主要强化方式为第二相强化、细晶强化及位错强化。     

中温轧制制备镁/铝/钽多层复合材料的界面扩散与力学性能研究

目的 实现镁铝钽异种金属复合板材的制备并优化复合板材的力学性能,以获得强轻质–高抗辐射屏蔽性能的复合金属材料。方法 通过中温轧制工艺,先进行首道次大压下量轧制、随后不断提升轧制道次的方法开展Mg–Al–Ta板材轧制复合研究,分析不同轧制道次下Mg–Al–Ta的界面扩散行为。结果 通过引入Al过渡层,成功实现Mg–Al–Ta轧制复合,不同轧制道次下制备出的Mg–Al–Ta层状复合材料表面较为平整,界面处结合良好;Mg–Al和Al–Ta界面的扩散宽度均随着轧制道次的增加而增大,在1道次到5道次的轧制中,Al–Ta界面的扩散宽度由1.2 μm增大到5.18 μm,Mg–Al界面的扩散宽度由2.38 μm增大到4.25 μm,随着轧制道次的增加,界面层硬度逐渐增大;Mg–Al–Ta层状复合板材的抗拉强度随轧制道次的增加而增大,2道次和5道次轧制板材的抗拉强度分别达到293、365 MPa;轧制道次对板材的塑性影响较小,不同轧制道次的复合板材伸长率均不足1%。结论 研究结果表明,Al是互不相溶金属Mg和Ta冶金结合的有效媒介;中温轧制的热力耦合作用是实现Mg–Al–Ta板材协同变形和界面扩散的主要机制。     

轧制压下量对连挤连轧铜排组织和性能的影响

目的连挤连轧是一种带材生产新技术,它结合连续挤压与热轧工艺的特点,研究轧制压下量对连挤连轧铜排组织、性能的影响。方法利用光学显微镜、万能材料实验机、布氏硬度仪对铜排连挤连轧的组织、性能进行试验研究。结果经连续挤压的铜排为等轴再结晶组织,平均晶粒尺寸为60μm左右,抗拉强度为220 MPa,延伸率为66%,沿铜排宽度方向的硬度分布不均匀。连挤连轧后的铜排晶粒沿轧制方向被拉长成扁平状,随着轧制压下量的增加,相邻晶界间距减小,最终形成纤维组织,沿铜排宽度方向的硬度分布较连续挤压排坯均匀。当压下量由2 mm增加到8mm时,铜排的抗拉强度由250 MPa增加到400 MPa,延伸率由48%降低到13%,硬度由72HB左右增加到119HB。结论得到了轧制压下量对连挤连轧铜排组织和性能的影响规律。     

交流电对X80钢在酸性土壤环境中腐蚀行为的影响

通过电化学测试、浸泡实验和表面分析技术研究了交流电流密度(0～1000A/m2)对X80钢在鹰潭酸性土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响.结果表明:随交流电流密度的增加,X80钢的腐蚀速率逐渐增加.当交流电流密度小于100A/m-2时,其腐蚀速率缓慢增大,X80钢腐蚀电位随交流电流密度增加而快速负移;当交流电流密度大于100A/m2时,其腐蚀速率快速增加,其腐蚀电位接近.随交流电流密度的增大,X80钢的腐蚀形态由均匀腐蚀演变为点蚀,阴极极化曲线上的电流波动愈明显,阳极电流密度增大.交流电作用下X80钢生成的腐蚀产物疏松,裂纹多,对基体的保护性很差.     

热加工工艺对钛-钢复合板界面力学性能和显微组织的影响

研究了热加工工艺对钛-钢复合板界面力学性能和显微组织的影响.测试了在A,B,C,D 4种温度下热轧复合板界面的力学性能,用金相显微镜及扫描电镜观察了界面显微组织并分析了界面的成分.结果表明,在A,B 2种温度下轧制的钛-钢复合板界面机械性能良好,延伸率高,其剪切强度不但可保持坯料原有的水平,甚至还略有增加.在C,D 2种温度下轧制的钛-钢复合板界面机械性能相对较低,延伸率较高,但剪切强度要比爆炸复合坯料低,尤其是D加热温度,轧制后界面剪切强度急剧下降.热轧的终轧温度也是影响钛-钢复合板界面结合性能的重要因素.在低于相转变温度的合适温区热轧,且终轧温度合适,获得的钛-钢复合板结合界面无爆炸波纹,没有污染,生产的脆性化合物极细小,组织类同于钛材完全退火的等轴组织.     

Al-Mg-Al复合板抗拉强度研究

采用一道次热轧法制备镁铝复合板,研究了轧制温度、压下量、退火温度与时间对Al-Mg-Al复合板抗拉强度的影响规律。结果表明,Al-Mg-Al板的抗拉强度随轧制温度的升高先增大后减小,随压下量的增大先升高后降低。当温度为350℃,压下量为35%时,试样达最大抗拉强度296MPa。退火工艺对试样抗拉强度有明显影响,试样的抗拉强度随退火温度的升高先增大后减小,随退火时间的延长而减小。实验得出最佳退火工艺为退火温度300℃,退火时间20min。     

内置前驱粉体真空自耗熔炼法制备ODS钢锭的组织演变

目的 探究内置前驱粉体真空自耗熔炼法制备ODS钢的可行性。方法 采用内置前驱粉体真空自耗熔炼法制备10 kg的ODS钢铸锭,对铸锭进行轧制及热处理,使用扫描电子显微镜和透射电子显微镜等手段研究铸锭组织特别是析出物的演变情况。结果 通过内置前驱粉体真空自耗熔炼法成功引入了过饱和氧化物粉体,热轧薄板中含有微米级的富Y氧化物和富Ti氧化物,且颗粒分布均匀,没有任何宏观或微观聚集现象。常规固溶热处理(1 200 ℃)和电流固溶热处理(1 000 ℃)均可减小热轧薄板中氧化物的尺寸,且经冷轧(压下量为80%)+1 000 ℃-10 min电流固溶热处理后,热轧薄板中的氧化物颗粒尺寸最小,富Ti和富Y的Y-Ti-O颗粒平均尺寸分别降至0.75 μm和0.17 μm。对薄板进行800 ℃-3 h的时效处理后,观察到纳米量级的Y-Ti-O复合氧化物析出,尺寸为20~200 nm。结论 内置前驱粉体真空自耗熔炼法成功将粉体引入铸锭中,轧制及热处理工艺能够显著细化氧化物颗粒并析出纳米量级的氧化物。     

H型钢万能轧制宽展分析

借助有限元分析软件MSC．SuperForm2004对H型钢万能轧制进行了模拟，着重讨论了轧件的万能轧制不同阶段，宽展在孔型中的变化规律，由模拟结果可知万能孔型中轧件翼缘的端部，不接触轧辊；变形主要靠变形渗透，变形量很小；且变形渗透随道次的增加而明显。轧边机孔型中，翼缘的端部也基本不接触轧辊，只是在最后一两道次才对翼缘端部进行加工。合理制定万能压下规程对翼缘压下量的设定可以对翼缘端部的宽展进行有效的控制。     

十二辊冷轧带钢机轧制薄带技术

一、前言近代电子、仪表工业的发展及国产化需要,各种精密合金薄带(弹性、耐腐蚀、电阻、磁性、双金属、膨胀材料等)、有色金属薄带的需求量和品种日益增多,对其精度要求愈来愈高。国内外轧制薄带均采用较小工作辊径的多辊轧机,多辊轧机的显著特点是可用大道次压下量控制轧制,有时达80％或更高。以不锈钢为例,二辊冷轧机道次压下量3～4％,四辑冷轧机6～8％,六辊冷轧机8～11％,多辊冷轧机20～35％。     

低合金钢的大气腐蚀规律研究

大气腐蚀受自然环境影响因素很多.通过暴露试验,对09CuPTiRE等8种低合金钢和普通碳钢(A3钢)在宜昌、三斗坪、秭归3个试验点进行了大气腐蚀试验,获得了1,2,5 a的腐蚀数据.采用扫描电镜、X射线衍射仪和电子探针分别进行了锈层形貌观察、结构分析及锈层内合金元素分布的测试,采用电化学腐蚀测试仪对锈层进行了阳极极化曲线测定.结果表明:试样在宜昌站的平均腐蚀速率(16.9～23.9 μm/a)是三斗坪站(9.4～14.6 μm/a)的1.5倍左右;耐蚀性最好是09CuPTiRE钢,暴露5 a后其相对耐蚀性在三斗坪约为A3钢的1.54倍,在宜昌约为A3钢的1.41倍.锈层的物理分析及阳极极化曲线的测定验证了暴露试验结果.     

固溶前冷轧压下率对Cu-Ni-Si-Mg合金组织与性能的影响

为了优化Cu-Ni-Si-Mg合金的轧制工艺参数,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)等手段,对固溶前不同冷轧压下率下的Cu-Ni-Si-Mg合金时效态的组织性能及拉伸断口进行了分析.结果表明:随着冷轧压下率的增加,Cu-Ni-Si-Mg合金的平均晶粒尺寸逐渐增加,屈服强度、硬度和延伸率先增大后减小,抗拉强度表现为先增大,后在710 MPa左右波动,再减小的趋势;压下率从94%增加到96%,晶粒尺寸从12μm增加到52μm,而抗拉强度变化较小,归因于低压下时Cu-Ni-Si-Mg合金的细晶强化和时效强化占主导,而大压下时第二相粒子均匀的时效析出弥补了因晶粒粗大而造成的抗拉强度损失;压下率为93%时,合金的断裂为单一的韧性断裂,压下率为97%时,合金的断裂由韧性断裂和沿晶脆性断裂组成.     

高Nb-TiAl合金的高温变形行为及其板材的性能

对高Nb-TiAl合金进行多步热压缩,研究其高温变形行为及其板材的性能。结果表明,热压缩变形后高Nb-TiAl合金的组织中等轴γ晶粒和α晶粒的增多、层片晶团的体积分数和尺寸降低,使其变形能力提高。根据这些结果确定了最优轧制工艺为应变速率低于0.5 s^-1、道次变形量前期应不高于25%、变形温度高于1150℃。选用上述工艺对其其进行5道次大变形量轧制,制备出表面质量良好、无缺陷的高Nb-TiAl合金板材,其尺寸为600 mm×85 mm×3 mm。这种板材具有双态组织,平均晶粒尺寸小于5 μm,其室温屈服强度、抗拉强度和塑性分别为948 MPa、1084 MPa和0.94%,800℃下抗拉强度为758 MPa。     

轴类零件电弧熔丝轧制复合增材修复工艺研究

目的 针对电弧熔丝增材修复轴类零件时修复层出现柱状晶粒、修复质量不佳等问题,进行电弧熔丝和轧制复合的增材修复工艺研究。方法 研究了电弧熔丝和轧制复合的轴类零件修复工艺,即在焊枪后紧邻一个轧辊,对沉积层进行轧制,使材料在高温下发生塑性变形。开发、制造和测试了一种新型设备,并在316L不锈钢轴上进行了修复实验。研究了轧制对修复件拉伸性能、硬度和微观结构的影响,并对沉积层和结合界面进行了电子背散射衍射(EBSD)表征。结果 轧制导致了动态再结晶(DRX)形核从而细化了微观组织。与基体金属相比,修复层的硬度提高了20%~30%,屈服强度从220 MPa提高到432 MPa,极限抗拉强度从540 MPa提高到595 MPa。结论 采用电弧熔丝和轧制复合的修复工艺可以细化修复层微观组织,提高修复层的力学性能,该工艺可以有效解决轴类零件的修复问题。     

锻造对30CrNi2MoV钢在亚温淬火下组织与性能的影响

30CrNi2MoV钢是一种中碳合金钢,常用于制造高强韧性的大型锻件,广泛用于制造火电、核电等电站装备和大型冶金、矿山和运输装备中的承力和传动结构部件.为提高30CrNi2MoV钢的低温冲击韧性和室温强度,本文采用金相显微镜、扫描电子显微镜、拉伸机和硬度仪等方法对其进行组织观测、断口形貌分析和力学性能测试,研究了不同锻造方式对30CrNi2MoV钢的组织与力学性能的影响.结果表明:经过2次镦粗的30CrNi2MoV钢再经1次镦粗或1次镦粗+1次拔长两种锻造方式后能够有效细化且均匀晶粒,提高晶粒等轴性;与2次镦拔工艺的30CrNi2MoV钢相比,再经过1次镦粗或1次镦粗+1次拔长后其抗拉强度、延伸率和冲击韧性分别由1 043.6 MPa、35.65%和40.33 J提高至1 161.6和1 157.4 MPa、37.80%和36.13%、103和87 J.数据表明,30CrNi2MoV钢经过2次镦拔+1次镦粗工艺后,其组织与力学性能达到最好状态.     

热轧C-Si-Mn系TRIP钢的组织与力学性能

为了探讨热轧TRIP钢的制备工艺与其组织及力学性能的关系,采用热轧控冷工艺在实验室制备了C-Si-Mn系TRIP钢,利用光学显微镜、扫描电镜及透射电镜对试验钢的组织进行了观察,利用能谱仪对试验钢中的夹杂进行了观察.研究得到试验钢的力学性能为:σb=605 Pa,σs=440 Pa,δ=28.4%,σs/σb=0.73.定量金相检测结果表明,试验钢中三相含量分别为:残余奥氏体5.6%,铁素体67.6%,贝氏体26.8%.     

Microstructural and mechanical properties of ultra-high-strength dual-phase steel produced by ultra-fast cooling

ABSTRACT

In the present study, grain refinement of Fe–Si–Mn–Nb–B steel was achieved by high reduction hot rolling. Through the following ultra-fast cooling (UFC) and relaxation process, martensite-ferrite complexes with soft phase embedded in the hard phase were prepared. Extremely tiny ferrite grains significantly increased the toughness of the test steel, a large number of big-angle grain boundaries existing in fine martensite lath bundles effectively improved the strength and the strain hardening ability of the investigated material. The test steel with a relaxation time of 6?s shows the best comprehensive performance with a tensile strength of 1473?MPa, an elongation of 15.0%, a low yield ratio of 0.72 and a product of strength and elongation (PSE) of 22.10?GPa%.     

轧制处理对AlCrFe2Ni2高熵合金组织与力学性能的影响

目的 为了设计出成本低、性能优异的AlCrFe2Ni2高熵合金,并探究轧制处理对该合金微观组织与力学性能的影响。方法 使用真空电弧熔炼炉熔炼AlCrFe2Ni2合金样品,采用冷轧的方式进行塑性加工,轧制总下压量为60%,结合相图计算、X射线衍射、扫描电子显微镜等分析测试方法研究AlCrFeNi合金体系的相形成规律,以及合金变形前后微观组织、力学性能的变化情况。结果 铸态和冷轧态的AlCrFe2Ni2高熵合金由FCC_A1主相和BCC相构成,BCC区域由编织状的BCC_A2相和BCC_B2相构成。铸态下的屈服强度和抗拉强度分别为681 MPa和1 208 MPa。冷轧后的合金样品硬度和拉伸强度明显提高,经60%下压量的冷轧变形后,合金的屈服强度和抗拉强度分别提升到1 433 MPa和1 620 MPa,但伸长率由铸态的9.5%下降到轧态的2.0%。结论 相组成参数计算结合相图计算(CALPHAD)能够有效预测合金的相组成,轧制处理能够有效改善合金的力学性能。     

Microstructure and mechanical properties of V–Ti–N microalloyed steel used for fracture splitting connecting rod

A new kind of V–Ti–N high strength microalloyed medium carbon steel has been developed, which is used for fracture splitting connecting rod. In this article, the characteristics of this carbon steel and its production process were studied. The microstructure, precipitated phases and their effects on mechanical properties were investigated by optical microscope, SEM, and TEM. The results showed that the steel was constituted of ferrite and pearlite. By reducing the finish rolling temperature and accelerating the cooling rate after rolling, microstructure with fine grain ferrite and narrow lamellar space pearlite could be obtained in V–Ti–N microalloyed medium carbon, and a large number of precipitated phases distributed over ferrite. These led the tensile strength to be more than 1000 MPa, yield strength (YS) more than 750 MPa. The impact fractograph showed typically brittle fracture characteristic.     

热轧变形对高碳TWIP钢组织缺陷和力学性能的影响

为解决高碳Fe-20Mn-3Cu-1.3C TWIP钢凝固组织中易形成显微疏松、损害合金的力学性能的问题,研究了在相同热轧温度下,改变轧制变形总量对合金微孔缺陷的消除及拉伸力学性能的影响.研究表明:通过热轧变形可以有效地减少Fe-20Mn-3Cu-1.3C TWIP钢的微孔缺陷,提高组织致密度;随着热轧变形量的增加,合金的综合力学性能显著提高,当热轧变形量达到91%时,该合金中的微孔面密度由固溶态的1.67%降低至0.71%,抗拉强度达到1223.7 MPa,延伸率达到86.8%,强塑积高达106217.2 MPa.%,比未热轧变形处理提高了78.3%,显示出优异的综合力学性能,表明消除微孔缺陷是充分发挥其高强韧性的关键.