钒对钢内裂纹热愈合性能的影响

对添加不同含量的钒的Q235钢、430不锈钢试样,采用钻孔压缩方法获得内裂纹后,对其进行热愈合试验,研究钒对试样热愈合和形态演化的影响.扫描电镜观察表明,添加微量V的Q235钢在加热温度为800℃时,产生明显的愈合,当V添加量为0.1%,愈合效果较好;添加微量V的430不锈钢在加热温度为830℃时,产生明显的愈合,当V添加量为0.3%,愈合效果较好.钒添加到基体材料后,部分V固溶于基体,降低了基体金属Fe原子的扩散激活能,加剧了Fe的自扩散.金属内裂纹愈合机理主要是扩散反应导致的热愈合及随后的修复结晶过程.     

Q235钢内裂纹亚温愈合处理的金属学分析及试验研究

利用金属学原理,分析了亚共析钢内裂纹亚温愈合处理的可行性.对稀土Q235钢内部裂纹的亚温愈合组织进行了光镜和SEM电镜观察分析.结果表明,内部裂纹产生了明显的愈合,愈合区组织主要为铁素体,愈合过程受控于基体Fe原子从基体到裂纹区的扩散迁移.     

加热状态下的45钢内裂纹表面迁移

采用钻孔压缩法在45钢试样内部预制内裂纹,并对裂纹试样进行900℃、1000℃、1200℃加热,观察裂纹表面的组织变化。结果表明,45钢内裂纹试样加热时,裂纹表面普遍存在铁素体晶粒形核与长大,从而使裂纹表面向裂纹中心方向迁移,裂纹表面迁移有分段现象。原子扩散是物质补给方式,铁素体晶粒形核长大是内裂纹表面迁移方式。原子扩散是裂纹愈合的基本要素,为内裂纹表面迁移提供物质来源,但是铁素体晶粒形核长大能够使原子扩散速度加快,而裂纹表面无新晶粒形核长大的裂纹愈合现象,相比之下,存在铁素体晶粒形核长大现象的裂纹愈合行为中,裂纹表面迁移更迅速。     

剖分试样真空回复热处理法研究氢腐蚀裂纹的愈合

采用剖分试样真空回复热处理法对低碳钢和Cr-Mo钢的氢腐蚀裂纹愈合机理进行了研究．结果表明，在单纯高温条件下，低碳钢和Cr-Mo钢氢蚀裂纹均有所减小，尤其以裂纹尖端愈合较为明显．愈合程度与裂纹尺寸有关，小尺度裂纹优先发生闭合．分析表明，氢蚀裂纹愈合的机制主要是热扩散，Fe和C在钢中的扩散是内部裂纹自愈合的必要条件．在Fe和C原子扩散足够快的情况下，氢蚀裂纹愈合的条件是塑性变形能Ea大于裂纹愈合所必须克服的表面张力能．同时,相变、应力应变等因素均对其产生重要积极的作用．     

B对铜合金压铸热作模具钢高温力学及热疲劳性能的影响

采用热力学模拟试验机研究了铜合金压铸模具钢在850℃下的高温力学性能,采用Uddeholm自约束法研究了模具钢在室温至800℃时的热疲劳性能,采用光学体视显微镜和SEM研究了模具钢热疲劳试样的表面热疲劳裂纹和断面裂纹纵深扩展状态.分析了B对材料室温及高温力学性能、热疲劳性能的影响.结果表明,添加B后,B在实验钢基体内以M2B(M为Fe,Cr或Mn)型硼化物的形式分布在奥氏体基体上,有效提高了材料的高温力学性能,材料硬度由200 HV提高到302 HV,850℃拉伸屈服强度由144.3 MPa提高到190.3 MPa,压缩屈服强度由139.7 MPa提高到167.9 MPa;300 cyc室温至800℃循环热疲劳实验结果表明,含B模具钢的热疲劳级别为2~3级,大大优于用于对比的经电渣重熔的ESR-H13钢的7~8级,其主要原因是硼化物能够终结热疲劳裂纹扩展或使裂纹扩展方向改变,并避免热裂纹发生散射状扩散.     

粉末冶金法制备Al2O3颗粒增强Fe基复合材料

采用粉末冶金法制备Al2O3颗粒增强Fe基复合材料,利用XRD、SEM及显维硬度计研究Al2O3含量、C元素及Mo元素对该复合材料烧结性能、显微组织及硬度的影响.结果表明:未添加C元素的复合材料基体为α-Fe,添加C元素时基体为α-Fe和Fe3C相;未添加Mo元素时,增强体为α-Al2O3相;添加Mo元素时,增强体为FeAl2O4相.硬度分析可知,添加C元素,可显著提高试样基体的硬度,5％Al2O3+3％C试样基体硬度为500HV,淬火后硬度高达900HV左右,比淬火前提高了76.7％;添加Mo元素的试样基体硬度也有所提高,但提高幅度较小.     

MgO添加量对Ni-WC真空熔烧涂层组织及热疲劳性能的影响

采用真空熔烧的方法制得Ni-WC-MgO复合涂层试样，利用扫描电镜和能谱仪分析了MgO添加量对涂层纵截面微观组织形貌、熔烧带处元素扩散、WC形貌及抗热疲劳性能的影响。结果表明：MgO的添加对涂层的组织和抗热疲劳性能有很大的影响。涂层和基体间结合致密，存在明显的过渡区，当MgO添加量为0．5％时涂层中的缺陷最少，结合最好；涂层中的Ni、Cr、W、C等元素向母材方向扩散，母材中的Fe向涂层中扩散．结合处Fe、Ni扩散最为明显；当MgO含量为0．5％时涂层中WC最为细小，使涂层的抗热疲劳性能最好。     

钢结硬质合金GJW50热疲劳开裂的探讨

对钢结硬质合金GJW50试样进行了冷热循环实验,观察了试样在热应力作用下热疲劳裂纹的萌生、扩展以及试样开裂的全过程。结果表明:热疲劳裂纹出现前,在试样的光滑缺口边缘上产生了明显的塑性变形,呈现出凹凸不平。在试样缺口顶端的凹坑内萌生首条裂纹,萌生地是小颗粒的WC粒子集聚区或大颗粒的WC"自裂纹"。萌生的首条裂纹沿着与热循环方向平行的方向扩展,最终成为主裂纹。其扩展途径主要为沿WC聚集区和钢基体相的界面扩展以及在大面积的WC粒子聚集区内扩展。主裂纹遇到钢基体相后受阻,裂纹尖端钝化、转向,寻找耗能少的区域扩展。主裂纹在扩展时形成二次裂纹,但未形成明显上的龟裂;最终,仍然是主裂纹导致试样断裂。     

碳钢氢腐蚀裂纹愈合的TEM观察

对含氢腐蚀裂纹的碳钢进行1000℃、10h的再热循环处理后，SEM和TEM观察表明，氢蚀裂纹发生完全愈合．Fe和C在γ-Fe中的快速扩散是碳钢中氢蚀裂纹愈合的必要条件．氢蚀裂纹愈合的动力是氢蚀气泡长大导致的塑性变形能Es，在Fe、C和氢原子扩散都足够快的情况下，氢蚀裂纹的愈合条件是Es≥2γ／r(γ为界面表面张力，r为裂纹半长)．TEM观察表明，氢蚀裂纹形成使晶界发生严重的塑性变形，位错密度高且相互缠绕，氢蚀裂纹的愈合过程伴随着亚晶长大、晶界滑动的高温回复过程甚至再结晶，位错回复低密度、整齐排列的低能态，片层状珠光体的出现也表明基体组织发生修复。     

1Cr18Ni9Ti不锈钢渗铝层结构及其抗氧化性能

在1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢表面进行了热浸扩散渗铝试验研究.试样在730 ℃铝浴中浸镀5 min,先获得良好的热浸镀铝层.以NH4C1为活化剂,在960℃密封扩散6 h,获得了与基体结合良好的扩散渗铝层.应用SEM和能谱分析等方法分析了耐热钢热浸扩散渗铝层的成分、组织和形貌.获得的奥氏体钢的扩散渗铝层具有明显的双层特征,内扩散层主要由Fe,Al相和NiAl析出相组成,在外扩散层内为MeAl结构,并观察到气泡状孔穴;奥氏体不锈钢经扩散渗铝后的抗高温氧化性能优于未处理态.