俄罗斯新型粉末高温合金研制进展

介绍了俄罗斯为第5代、第5代半(俄罗斯划分)航空发动机研制的新型ВВП系(ВВ750П、ВВ751П、ВВ752П、ВВ753П)粉末高温合金的最新进展。俄罗斯采用等离子旋转电极法(PREP)制粉+直接热等静压(As-HIP)成形工艺制造粉末高温合金盘件。ВВП系粉末高温合金的抗拉强度、650℃下的持久强度以及低周疲劳性能均优于ЭП741НП合金,但塑性、韧性低于ЭП741НП合金。ВВП系合金盘件性能满足第5代、第5代半航空发动机的设计要求。其中,ВВ751П和ВВ752П属于高强型合金,可用于工作温度为650~700℃的盘件等;ВВ750П和ВВ753П属于高热强型合金,可用于工作温度在750℃以上的盘件等。俄罗斯已开始工业试制批生产和提供航空发动机涡轮和压气机用ВВ750П合金盘件;ВВ751П合金盘件等已用于发动机ПД14和РД-133;ВВ752П和ВВ753П合金盘件处于试制阶段。     

淬、回火参数对250 mm x250 mm EA4T高速动车轴用钢组织和性能的影响

试验用250 mm×250 mm方坯EA4T车轴用钢（/%:0.23C,0.32Si,0.70Mn,0.014P,0.010S,0.18Mo,0.03V）的生产流程为60 t EBT EAF-LF-VD-8.4 t铸锭轧制-退火工艺。试验研究了880~920℃油淬、600~650℃回火工艺对该钢组织和力学性能的影响。经920 C+600℃、920℃+650℃和880℃+640℃淬-回火处理后,该钢的组织分别为马氏体、索氏体+马氏体和马氏体+贝氏体;880℃+640℃淬-回火处理后EA4T钢的力学性能为R_p0.2 525 MPa,R_m 720 MPa,A₅ 23%,U-5 mm纵向冲击功68~82 J,横向冲击功65~86 J,其组织和力学性能均符合EN13261标准要求。     

俄罗斯粉末冶金高温合金研制新进展

介绍了俄罗斯近几年用于ПС90А2、АИ222和Д27航空发动机的ЭП741НП粉末高温合金盘件的性能及使用情况,以及ЭП962НП和为第5代以及第5代半(俄罗斯划分)航空发动机设计的ВВП系列(ВВ750П、ВВ751П、ВВ752П、ВВ753П)粉末高温合金的研制最新进展。俄罗斯采用等离子旋转电极工艺(PREP)制粉+直接热等静压(As-HIP)成形制造粉末高温合金盘件。使用粒度为<100μm的粉末,为ПС90А2发动机研制的4个ЭП741НП合金盘件,其性能优于АЛ-31Ф发动机上使用的ЭП741НП合金盘件性能。为АИ222航空发动机研制的3个ЭП741НП合金盘件以及为Д27航空发动机研制的4个ЭП741НП合金盘件,其性能达到了技术文件的要求。俄罗斯装配АИ222-15С发动机的Як-130教练机通过了飞行试验,并已交付使用。ВВП系列粉末高温合金的抗拉强度、650℃下的持久强度以及低周疲劳性能均优于ЭП741НП合金,但韧性比ЭП741НП合金低。ВВ752П和ВВ753П合金盘件目前处于试制阶段,用于航空发动机涡轮和压气机的ВВ751П、ВВ750П合金盘件已开始工业试验批生产。     

TC17钛合金盘件的β锻造工艺优化

针对某TC17钛合金盘件生产中的异常组织问题,开展盘件锻造工艺优化研究。结合有限元模拟技术,对预制坯结构和锻造工艺参数进行了优化,通过对比分析工艺优化前后TC17钛合金盘锻件的高低倍组织和力学性能发现,采用优化工艺可消除原有工艺条件下锻件中的高应变带和低应变区,大幅改善了盘锻件的变形均匀性,进而提高了TC17钛合金盘锻件组织均匀性,获得了较为理想的网篮组织,同时进一步改善了材料的力学性能。     

航空发动机钛合金气机盘等温锻件的研制

采用超塑性等温锻造工艺对ＴＣ１１钛合金航空发动机的压气机盘进行了研制。在模具材料采用基铸造高温合金，用玻璃型润滑涂料，模具加热温度控制在９５０－９６０℃。坯料加热为９５０℃保温１．５－２小时的情况下，进行超塑性等温锻造时能上观尺寸精确，性能都能符合技术要求的盘件。     

淬、回火参数对250mm×250mm EA4T高速动车轴用钢组织和性能的影响

试验用250 mm×250 mm方坯EA4T车轴用钢(/%:0.23C,0.32Si,0.70Mn,0.014P,0.010S,0.18Mo,0.03V)的生产流程为60 t EBT EAF-LF-VD-8.4 t铸锭轧制-退火工艺。试验研究了880~920℃油淬、600~650℃回火工艺对该钢组织和力学性能的影响。经920 C+600℃、920℃+650℃和880℃+640℃淬-回火处理后,该钢的组织分别为马氏体、索氏体+马氏体和马氏体+贝氏体;880℃+640●℃淬-回火处理后EA4T钢的力学性能为R_(p0.2)525 MPa,R_m 720 MPa,A_5 23%,U-5 mm纵向冲击功68~82 J,横向冲击功65~86 J,其组织和力学性能均符合EN13261标准要求。     

淬火工艺对高速列车车轴用DZ2钢组织性能的影响

摘要：采用OM、SEM、EBSD、室温拉伸试验和低温冲击试验,揭示了淬火工艺对高速列车车轴用DZ2钢组织和性能的影响。研究结果表明,经850℃两次淬火和650℃回火后,DZ2钢获得了最佳的力学性能。抗拉强度、屈服强度、断后伸长率和-40℃冲击吸收能量分别为874MPa、773MPa、24%和222J。该工艺条件下原始奥氏体晶粒、马氏体板条束和板条块最为细小,其尺寸分别为14.9、6.9和1.32μm,较经950℃淬火和650℃回火后的分别细化了14.3、5.2和0.35μm,可有效抑制裂纹的扩展,提高低温韧性,韧脆转变温度由-103℃显著降低至-136℃。     

俄罗斯EP741NP粉末高温合金的研究

对EP741NP合金盘坯进行了化学成分和相分析、力学性能测试、组织和断口形貌观察,并做了热处理试验.研究结果表明,合理的化学成分和热处理工艺使直接热等静压成形的EP741NP合金粉末涡轮盘在高温下具有较好的综合力学性能.PPB(原始粉末颗粒边界)和夹杂物等缺陷对盘件的性能和使用寿命不利,必须予以消除.     

俄罗斯EP741NP粉末高温合金的研究

 对EP741NP合金盘坯进行了化学成分和相分析、力学性能测试、组织和断口形貌观察，并做了热处理试验。研究结果表明，合理的化学成分和热处理工艺使直接热等静压成形的EP741NP合金粉末涡轮盘在高温下具有较好的综合力学性能。PPB(原始粉末颗粒边界)和夹杂物等缺陷对盘件的性能和使用寿命不利，必须予以消除。     

BT650REMC钢带的热模拟试验研究

利用MMS-200热模拟试验机,对BT650REMC钢带进行不同工艺参数下变形的热模拟试验研究,分析各种工艺参数对该钢种最终组织的影响。结果表明:变形速率10 s-1,终轧温度900℃,水冷,卷取温度560℃时,试样的显微组织较为理想,工艺制度最佳。为BT650REMC钢带轧制工艺的合理制订提供理论依据。     

淬火温度对80 mm调质690 MPa级低碳贝氏体高强钢板组织性能的影响

通过金相显微镜、扫描电镜、力学性能测试,研究了830～930℃淬火+650℃回火对690 MPa高强钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:实验钢经两相区830℃淬火+650℃回火后的组织为板条状铁素体和回火索氏体,其屈服强度较低为679 MPa。淬火温度在完全奥氏体化相区为890～930℃时,随着淬火温度升高,材料强度下降,韧性降低。当在890℃淬火和650℃回火时,屈服强度为791 MPa,冲击功为150～171 J, 达到690 MPa E级钢性能要求。     

Nb含量对GH4169合金组织和拉伸性能的影响

采用真空感应熔炼、锻造、轧制、热处理等工艺得到Nb元素含量分别为4.99%、5.13%、5.34%、5.50%的四种GH4169合金,研究了Nb元素含量对GH4169合金组织和拉伸性能的影响。结果表明:随着Nb元素含量的增加,GH4169合金两组室温屈服强度和抗拉强度的均值分别由1124.5 MPa和1402 MPa提高至1152.5 MPa和1489 MPa,两组650℃屈服强度和抗拉强度的均值分别由867.5 MPa和1035 MPa提高至975.0 MPa和1105 MPa,室温拉伸塑性略有降低,但650℃拉伸塑性几乎无变化,说明Nb元素含量的增加促进了主要强化相γ″的析出和长大,同时金相观察表明同样促进了晶界δ相的析出。     

退火温度对冷轧中锰钢组织性能和断裂行为的影响

 为了系统研究临界区退火和全奥氏体区退火对中锰钢性能的影响，为中锰钢的实际应用提供理论基础，在650~900 ℃范围内系统研究了冷轧中锰钢的显微组织和力学性能，并通过断口形貌观察分析了试验钢的断裂特性。结果表明，试验钢在临界区退火的综合力学性能明显优于全奥氏体区退火。650~750 ℃退火时，抗拉强度在1 000 MPa左右，强塑积超过30 GPa·%，发生韧性断裂，宏观上可以观察到明显的层状裂纹，微观下为大量韧窝；在800~900 ℃退火时，抗拉强度在743~1 154 MPa范围内波动较大，强塑积不足10 GPa·%，断口平整，发生脆性沿晶断裂；退火温度为650 ℃时，组织为片层状和等轴状的奥氏体、铁素体双相及大量渗碳体；随着退火温度的升高，渗碳体逐渐溶解消失，等轴状组织所占体积分数明显增加，奥氏体体积分数也不断增加，在750 ℃时达到52.2%；退火温度为800 ℃时，有马氏体产生，奥氏体体积分数下降；退火温度为900 ℃时，组织基本为马氏体，残留奥氏体体积分数仅为14.6%。     

Analysis of Microstructure and Mechanical Properties of Different Hot Stamped B‐bearing Steels

Hot stamping is a technique to produce ultra high strength automobile components. The common material used in hot stamping process is coated and/or uncoated 22MnB5 boron alloyed steel. Ferritic‐pearlitic microstructure in as‐delivered sheets is transformed to fully lath martensitic after hot stamping. In the present research, hot stamping under water or nitrogen cooling media was investigated using different boron alloyed steel grades. Microstructural analyses, linear and surface hardness profiling as well as tensile tests of hot stamped samples were performed. Various microstructures of fully bainitic and/or fully martensitic were produced. The resulting microstructures provided yield strengths of 650–1370 MPa and tensile strengths of 850–2000 MPa. There is an optimum carbon equivalent content for which the highest formability index value, UTS × A₂₅, is achieved. Using a nitrogen cooled punch resulted in higher yield strength without significant changes in ultimate tensile strength. It is concluded that a wide range of B‐bearing steels having an extended carbon equivalent range with an acceptable formability index value can be used by increasing the cooling rate in the die assembly.     

4Cr5MoSiV1热作模具钢700 ℃的低周疲劳行为

采用轴向应变幅控制的低周疲劳试验研究了总应变幅对4Cr5MoSiV1热作模具钢700 ℃低周疲劳行为的影响,包括循环应力响应行为、循环应力应变行为、循环迟滞回线和应变疲劳寿命行为等。结果表明:随着总应变幅从0.2%增大到0.6%,4Cr5MoSiV1钢在700 ℃时循环应力响应均表现为先循环硬化再循环软化的特性,并且应力幅最大值从220 MPa增大到308 MPa。同时,随着总应变幅的增大,4Cr5MoSiV1钢在700 ℃下的低周疲劳寿命由6750循环周次降低到210循环周次,且其过渡寿命约为1313循环周次。疲劳断口形貌分析结果显示,高温低周疲劳过程中裂纹主要萌生于试样表面处,且随着应变幅增大,裂纹源逐渐增多,疲劳条纹间距变宽,其断裂方式由韧性断裂转变为脆性断裂。透射电镜分析结果显示,循环软化可能与板条结构转变为胞状结构、基体发生位错湮灭、碳化物的析出和粗化有关。      

悬索桥用大直径螺杆的生产工艺

悬索桥主缆采用AS法架设时,其锚固螺杆将承受较大的股靴拉应力作用。为保证锚固系统的安全,一般可通过增大螺杆直径来提高其承载力。但大直径螺杆制造难度较大,且缺乏成熟的制造工艺。为确定合理的大直径螺杆制造工艺,以阳宝山大桥150 mm的大直径螺杆为例,讨论了悬索桥用大直径螺杆制造工艺。螺杆选材为淬透性能良好的40CrNiMoA钢,分别采用锻造和热轧两种成型方式制备,后采用880 ℃油淬、860 ℃水淬+油冷2种热处理方式处理得到共4组试件,并对试件进行力学性能测试。试验结果表明,热轧和锻造成型后880 ℃油淬处理的2组试件,其综合力学性能不满足产品标准GB/T 3098.1—2010 10.9级要求;热轧和锻造成型后860 ℃水淬+油冷处理的2组试件,其综合力学性能满足产品标准GB/T 3098.1—2010 10.9级要求,抗拉强度不小于 1 040 MPa,规定非比例延伸0.2%的应力不小于940 MPa,-20 ℃吸收能量不小于27 J,且显微组织优良。两种材料成型方式中热轧经济性更好。最终确定大直径螺杆合理的制造工艺为热轧成型、860 ℃水淬+油冷热处理。     

淬火温度对添加B_4C的ASP30粉末冶金高速钢组织及力学性能的影响

采用粉末冶金方法制备添加B_4C的全致密ASP30高速钢,样品在1 040℃到1 200℃范围内淬火,并且经过560℃三次回火,研究淬火温度对其力学性能及显微组织的影响。采用扫描电子显微镜、洛氏硬度计和材料力学性能测试机研究高速钢的组织和力学性能。结果表明:添加质量分数为0.025%B_4C的ASP30粉末冶金高速钢在1 160℃下烧结2 h后会形成月牙形液相碳化物,从而获得全致密的烧结组织。随淬火温度升高,显微组织中碳化物的数量明显减少,基体中合金元素固溶含量提高,基体晶粒长大,断口形貌呈准解理断裂但断口平整度下降。随淬火温度升高,钢的硬度提高,最高值达到69 HRC。抗弯强度、断裂韧性均下降,抗弯强度最高值达4 357MPa,断裂韧性最高值为48.6 MPa/m1/2。冲击韧性先升高后下降,在1 080℃最高为18.85 J/cm2。     

Ti60高温钛合金环材组织与性能的研究

研究了Ti60高温钛合金环材的组织和性能。结果表明,该合金环材经双重退火后的显微组织为双态组织,并含有强化相α2相及硅化物相;这种组织的环材具有良好的室温拉伸、高温拉伸、热稳定、蠕变和断裂韧性等性能匹配,它的各项主要性能与IM I834钛合金相当,可用于制作航空发动机压气机压气盘、叶片等构件。     

锻造工艺对大规格TC17钛合金棒材组织及性能的影响

通过两种工艺锻制了Ф350mm的大规格TC17钛合金棒材,比较了经两种工艺锻制的棒材的显微组织、力学性能及探伤杂波水平。研究结果表明,在单相区采用镦拔变形使变形量大于60％,并在两相区进行拔长,使变形苗大于65％,再经840℃×2h／AC＋800℃×4h／WC＋630℃×8h／AC热处理,可得到各项力学性能均符合GJB2218A-2008标准要求且探伤杂波水平可达（b3．2mm-9～-12dB的＋350mmTC17钛合金棒材。     

Warm Deformation of Low Carbon Steel Using Forward Extrusion-Equal Channel Angular Pressing Technique

A combination of extrusion and equal channel angular pressing (ECAP) was used to deform a plain low carbon steel. This process consists of two successive deformations by extrusion and ECAP in a single die (Ex-ECAP). Cylindrical samples were heated to predefined temperatures (650 and 850 ℃) and then pressed through a die channel with crosshead speed of 10 mm/s. Microstructure and resultant mechanical properties of processed material were studied. The results showed that pressing temperature has a significant effect on the resultant microstructure. While at 650 ℃, the cold worked structure with elongated ferrite grains were obtained, and at 850 ℃ the microstructure consisted of elongated ferrite grains and very fine grains at their boundaries as a consequence of continuous dynamic recrystallization (CDRX) of ferrite phase. Also at 850 ℃, a particular microstructure consisted of cold worked ferrite and static recrystallized grains on shear bands was obtained.