扩散阻挡层对Cu-Zr纳米合金膜电阻率与残余应力的影响

用磁控溅射和离子束溅射共沉积的方法分别在以单晶硅为基体的TiN,TaN,ZrN扩散阻挡层上沉积了Cu-Zr合金膜,膜在400℃氮气中退火1h.结果表明扩散阻挡层对膜的晶体取向、电阻率和残余应力有很大影响.沉积态的膜具有强的（111）取向,且峰型严重展宽;退火后峰型明显锐化,出现（200）等晶体取向;对应TiN,TaN;ZrN三种扩散阻挡层,膜的电阻率在沉积态时分别达108,327和478μΩ·cm,退火后降至正常的数个μΩ·cm;扩散阻挡层亦可明显降低膜的残余应力,无扩散阻挡层时膜的退火应力达475MPa,有ZrN扩散阻挡层后退火应力降至149MPa.     

基于BS值的钢中多相组织分相技术

为了对钢中双相或多相组织进行分相定量表征，利用场发射扫描电镜(FE SEM)与电子背散射衍射技术(EBSD)中的BS值对其进行了详细的研究与讨论。结果表明，对于单相的铁素体、贝氏体或马氏体，其BS灰度分布图呈近似的正态分布，BS图可以呈现出类似于组织的图像。利用BS值可以很好地对结构相近的双相或多相组织进行分相定量。在分相定量时，需选择适合的拟合函数，定量结果才更为准确。     

热浸镀铝锌板镀层微观组织结构表征

目的 研究热浸镀铝锌板镀层微观组织结构.方法 利用扫描电镜、能谱和电子探针分析铝锌板表面与镀层的组织形貌与成分;利用X射线衍射与电子背散射衍射技术分析铝锌板镀层的物相组成与相结构.结果 铝锌板表面为典型的锌花形貌,锌花内部呈现出有条理的枝晶状结构.铝锌板镀层沿厚度方向分为内外两层:外层为合金层,其成分主要为Al、Zn和Si,该层主要是由富Al相、富Zn相以及少量条状高Si相构成;与钢基体接触的内层为过渡层或金属间化合物层,该层的厚度仅约为1μm,其成分为Fe、Al和Si,该层由弥散致密的细颗粒与少量分散的粗颗粒构成.此外还发现,有少量条状或颗粒状的高Si相分布在过渡层与合金层之间.结论 铝锌板镀层中合金层的富Al相、富Zn相以及条状高Si相的相结构分别为Al的面心立方结构、Zn的密排六方结构和Si的面心立方结构,高Si相的分布特性可以有效地控制镀层的厚度.过渡层的相结构更倾向于单斜结构的Al13Fe4,该层在形成过程中,部分细颗粒相长大并发生粗化,从而形成粗颗粒相穿插于过渡层与合金层之间,进一步加强了过渡层与合金层的连接,进而间接地对镀层粘附性能和延伸性能的提高起到了关键性的作用.     

连退板浅表层的富集元素表征

为了研究连退板表层元素富集行为及相互作用,借助扫描电镜、辉光放电光谱仪、光电子能谱仪和透射电镜等技术手段对铝镇静钢和双相钢连退板表层中的富集元素进行了详细地表征与分析。结果表明,铝镇静钢连退板表面的主要富集元素有O、Mn和Al;而双相钢连退板表面的主要富集元素有O、Mn和Si。沿着浅表层深度分析可知,对于合金元素含量较高的双相钢,沿浅表层富集更深,富集深度约为50 nm;而合金元素含量较低的铝镇静钢,富集深度仅约为25 nm。综合分析不难发现,相对于铝镇静钢,双相钢添加了Si元素以后在其表面优先富集Si元素并同时形成了Si的氧化物,从而导致Al元素的富集及氧化物的形成受到了抑制。     

钢中珠光体球团尺寸的EBSD表征技术

借助光学显微镜和扫描电镜等研究了珠光体球团的表征方法,从阻止裂纹扩展的有效性出发,选择内部取向接近、外部取向差较大的球团簇作为评价珠光体球团尺寸的指标。结果表明,珠光体中铁素体的取向分布与球团吻合,即铁素体的大角度晶界就是球团(簇)界,所以可以通过表征铁素体的晶粒尺寸来评价珠光体球团尺寸。该方法的关键点在于晶界如何定义和样品如何制备。从对EBSD法的可行性分析可知,以15°作为晶内最大取向差来划分珠光体球团。对于珠光体钢,电解抛光法更适用于珠光体中渗碳体片层较宽的样品,而对于珠光体中渗碳体片层过窄的情况更适合选用离子抛光法。      

IF钢退火过程中再结晶行为的EBSD表征

借助EBSD等技术研究了从冷轧到退火过程中IF钢中铁素体再结晶晶粒的取向演变。研究结果表明,从冷轧到退火过程中,铁素体晶粒取向向着平行于法向的[111]晶粒演变,而平行于法向的[100]晶粒逐渐消失;在冷轧变形过程中,铁素体晶粒的晶体取向决定着发生滑移变形的难易程度,与[100]晶粒相比,[111]晶粒更易于发生滑移变形,并在晶粒内部积累大量的位错,储存了大量的应变能,在随后的退火过程中,应变能较高的[111]晶粒优先形核并长大,优先发生再结晶,而应变能较低的[100]晶粒的再结晶受到阻碍。随着退火温度的升高,γ织构([111]//ND)明显增强,其织构组分(111)[112]尤为明显。     

700 MPa 级高强度大梁钢冲压开裂原因与控制措施

采用 OM 和 SEM 对 700 MPa 级高强度大梁钢冲压开裂原因进行了分析。结果表明，在高强度大梁钢冲压过程中出现的纵梁穿线孔裂纹主要为连冲工艺不当导致；纵梁端部折弯角部裂纹主要是由于原板坯存在内裂纹和大尺寸 TiN 夹杂物，在冲压过程中外表面受到拉应力产生裂纹，裂纹沿横纵向扩展导致。通过将钛质量分数由 0.10% 降至 0.07%，将氮质量分数控制在不大于 0.004% 的范围内，降低大尺寸TiN析出量。化学成分调整后，力学性能满足供货技术条件要求，对钢板进行冲压验证，端部完好，未见折弯裂纹存在，彻底解决了该缺陷。     

电子探针面分析法测定钢的脱碳层深度

提出钢表层脱碳层深度测定的一种新方法,即电子探针面分析法。对热轧态高碳工具钢75Cr1、淬火齿轮钢20CrMnTi、冷轧退火低碳车厢板SH1100钢3个典型钢种完成脱碳层深度的测定试验,结果表明:对于珠光体-铁素体型中高碳钢的脱碳层深度测定,金相法测定值是电子探针面分析法测定值的77%左右;对于淬回火钢的脱碳层深度测定,电子探针面分析法的测量精度在10 μm以下,约是显微硬度法测量精度的十分之一;对于脱碳层深度不易准确测定的低碳钢,电子探针面分析法通过较大区域范围的平均碳含量变化曲线来测定脱碳层深度,测量结果准确。电子探针面分析法在脱碳层深度测定方面具有钢种组织状态不限、试样形状不限、数据统计性好、测量精度高、易操作等优势,可在业内大力推广。     

基于EBSD技术的超低碳IF钢中铁素体晶粒尺寸表征

借助电子背散射衍射(EBSD)技术对超低碳IF钢铁素体晶粒尺寸的表征方法进行了研究与探讨。结果显示,对于具有较强织构的IF钢来讲,铁素体晶粒显示以5°为晶内最大取向差进行晶粒尺寸的测量与统计更为准确,与金相法显示的晶界轮廓基本吻合。利用该表征方法测量晶粒尺寸,不仅可以给出晶粒尺寸的平均值、最大值和最小值,还可以给出晶粒尺寸分布图。     

锌铝镁镀层汽车板镀层相的X射线衍射分析

为了对锌铝镁镀层汽车板镀层相进行表征,进而指导生产现场工艺调整及优化,首先采用X射线衍射仪(XRD)对测试参数进行了优化,然后根据最优测试参数,对7种不同镀层质量的锌铝镁镀层汽车板镀层相组成进行了定性定量分析。结果表明,优化后的锌铝镁镀层XRD相分析的最佳测试参数为小角掠射模式,窄狭缝,步长0.02°~0.04°,扫描速度不大于2°/min,扫描角度范围40°~51.5°。对7种不同镀层质量的锌铝镁镀层试样进行分析,发现物相组成相同,均由Zn、MgZn₂和AlMg₄Zn₁₁组成;镀层质量在50g/m²以下时,随着镀层质量的增加,镀层相中MgZn₂和AlMg₄Zn₁₁的质量分数先增大后减小,但差别不大;镀层质量从50g/m²增加到70g/m²时,镀层相中Zn的质量分数降低,MgZn₂和AlMg₄Zn₁₁的质量分数均增加,且MgZn₂的增长速率大于AlMg₄Zn₁₁。常规的XRD只能进行初步的半定量分析,而实验通过优化仪器参数提高了XRD半定量精度,进而取代了传统的化学法进行定量分析,及时了解了镀层物相组成,实验结果将为生产现场进行镀层工艺优化提供理论指导。