基于相变产物构建DP1180相变动力学方程研究

摘要：DP1180钢相变动力学方程的构建,有利于其力学性能的精准调控。利用Gleeble 3500对DP1180钢进行相变点测定,结合切线法、金相 硬度法研究了DP1180钢在冷却过程中的显微组织演变规律,绘制连续冷却转变曲线(CCT),并基于相变产物对相变动力学方程（JMAK方程）进行了修正。结果表明：冷速为0.5~1℃/s时,组织为铁素体(F)和贝氏体(B);冷速为2℃/s时,有马氏体(M)出现;冷速为10℃/s时,组织为贝氏体(B)和马氏体(M);冷速大于20℃/s时,组织以马氏体(M)为主;显微硬度随冷速的增加而升高;基于不同相变产物对n值的影响规律,对传统JMAK方程进行修正,构建了基于相变产物的相变动力学方程,预测精度得到提升。     

16MnR中板热轧变形时再结晶规律的研究

借助于理论分析与实验模型研究,模拟了16MnR中板热轧变形时奥氏体再结晶规律的演化过程,并根据实测结果对静态再结晶模型进行了修正。所得结果与实测符合得较好,作为将理论与实验的研究结果应用于现场的初步尝试,为在生产实际中控制与预报中板的组织与性能提供了理论基础。     

退火温度对TWIP钢组织性能和氢致脆性的影响

采用电化学结合低应变速率拉伸实验(SSRT)的方法和OM、SEM等手段研究了退火温度对Fe-18Mn-0.6C TWIP钢充氢条件下力学性能和变形行为的影响,并探讨了各类微观组织结构对氢致脆性的作用。结果表明,TWIP钢晶粒尺寸随退火温度的升高逐渐增大,700℃退火板晶界处容易观察到(Fe, Mn)3C渗碳体。900℃退火获得的中等尺寸均匀晶粒的TWIP钢具有最高的强塑积。在电化学充氢和SSRT同时进行下,TWIP钢的强度和塑性大幅下降,随退火温度的升高,强塑积损失率(R)呈增大趋势。高温退火得到的大尺寸晶粒在变形中更容易产生形变孪晶,孪晶/孪晶交叉位置和孪晶/晶界交叉位置是氢致裂纹的主要来源。尽管相对低温退火得到大尺寸晶粒和界面处层错能(SFE)变化使TWIP钢在变形中不容易产生形变孪晶,但其局部粗大的碳化物与形变孪晶间产生的应力集中处极易形成空位,演化成裂纹源,使相对低温退火的TWIP钢本身塑性不高。低于800℃退火对TWIP钢提高氢脆抵抗力没有明显作用。     

微合金元素Cu及等温温度对低碳硅锰钢氢扩散行为的影响

目的探究微合金及热处理工艺对氢扩散的影响。方法设计含0.4%Cu及未含Cu的两种低合金钢,采用两相区保温-淬火-配分(IQP)热处理工艺获得280、400℃等温温度的试验钢,通过SEM、EBSD、电化学氢渗透等方法分析其氢扩散行为。结果对于无Cu钢,当等温温度为280℃时,大角度晶界占比55%,残余奥氏体(RA)体积分数约为0.02%,氢扩散系数约为1.82×10-7cm2/s;当等温温度为400℃时,大角度晶界占比51%,RA体积分数约为0.35%,氢扩散系数约为1.30×10-7 cm2/s。对于含0.4%Cu的低合金钢,等温温度为280℃时,大角度晶界占比46%,RA体积分数约为0.15%,氢扩散系数约为2.70×10-7 cm2/s;贝氏体区等温温度为400℃时,大角度晶界占比33%,RA体积分数约为3.00%,氢扩散系数约为0.40×10-7 cm2/s。结论微合金元素Cu的添加,导致晶粒度的细化,大角度晶界占比更低,RA含量更高,从而其氢扩散系数更低,不利于氢扩散行为的发生。当等温温度由280℃升到400℃时,虽然会导致晶粒粗化,但大角度晶界占比更低,且RA含量更高,同样会降低其氢扩散系数,不利于氢扩散行为的发生。由此可知,含0.4%Cu、等温温度为400℃时,IQP钢的氢扩散能力最差。     

前驱体对含Cu低碳钢I&Q&P处理后组织性能的影响

采用IQP工艺和EPMA、SEM和XRD等手段,研究了3种前驱体对含Cu低碳钢残余奥氏体含量及力学性能的影响。结果表明,双相区保温初期试验钢奥氏体长大由C配分控制,后期由合金元素Mn、Cu配分控制;双相区保温奥氏体化后,双相区配分后形成弥散分布的局部高浓度Mn、Cu区域仍保留富集效果,在随后的淬火-碳配分阶段易于形成残余奥氏体。经IQP处理后,前驱体为P+F的钢室温组织中马氏体板条较粗,原始奥氏体晶界并不明显;前驱体为F+M钢得到的马氏体板条有序细密;前驱体为M的钢室温组织中马氏体板条更加细密。其中,前驱体组织为M的钢中残余奥氏体量最高,延伸率为24.1%,强塑积可达25 338 MPa·%,综合性能最好。     

第三代汽车用高强钢——Q&P钢的研究现状

QP钢经淬火配分(QP)工艺处理,所得组织由马氏体和残留奥氏体复合相共同组成,因其具有高强度和高塑性而备受关注。QP工艺的关键在于获得更多的残留奥氏体和提高残留奥氏体的稳定性。C从马氏体向奥氏体配分是稳定残留奥氏体的重要因素,并且受到其他因素的影响,一直是QP钢领域研究的重点和难点。本文从C配分的热力学、动力学,主要合金元素的影响,热处理工艺,组织和力学性能的关系4个方面,简要综述了国内外QP钢的研究进展,并对未来的研究方向进行了展望。     

过时效温度对连续退火制备DP1180钢组织性能的影响

通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和室温拉伸等技术对DP1180钢的微观结构和力学性能进行了表征。结果表明,冷轧退火后钢的微观组织主要由铁素体(F)、马氏体(M)和少量贝氏体组成。在230℃过时效处理时,马氏体主要呈板条状,铁素体呈多边形,粒状贝氏体含量较少。随着过时效温度的升高,板条状马氏体含量减少,粒状贝氏体增加,碳化物明显增加。随过时效温度的不断上升,抗拉强度降低,伸长率增加。过时效温度为270℃时,抗拉强度为1255.0 MPa,伸长率为11.39%,强塑积为14.29 GPa·%,综合力学性能最佳。DP1180钢的合理的过时效温度区间为230～306.8℃。     

长周期有序堆积Mg基合金力学和腐蚀行为及机理研究进展EI北大核心CSCD

目前机械强度低和降解速率快是制约镁合金广泛应用的两大缺陷。长周期有序(LPSO)相的引入,可在不牺牲合金伸长率的情况下,有效提升其拉伸强度与屈服强度,并调控合金耐蚀性能。但是,LPSO相结构与其对力学性能的贡献未建立明确定量关系,对腐蚀失效的微观机制尚存在争议,且LPSO相对力学和腐蚀性能强化效果不匹配的核心问题尚未解决。因此,本文从LPSO相形成微观机制出发,阐述形变过程中LPSO相对再结晶及强韧化的影响规律,针对LPSO相的腐蚀屏障与电偶腐蚀间的竞争机制,揭示腐蚀失效的微观机制。同时,本文全面总结LPSO相强化机制,并展望LPSO相在镁合金中的应用前景及发展方向。     

预拉伸形变对Mg-Zn-Sr-Zr-Mn合金降解行为的影响

镁合金具有优异的生物相容性和独特降解性,但其在生理环境中的耐蚀性能较差,严重制约了其在临床应用中的发展。使用预拉伸工艺制备Mg-Zn-Sr-Zr-Mn新型镁合金,通过XRD、OM和SEM探究预拉伸形变量与显微组织、腐蚀速率和膜层形貌间的关系。结果表明：随预拉伸形变量的增大(2%、4%、6%),合金晶粒尺寸被逐渐拉长,孪晶数目逐渐增多,析出相离散程度逐渐增大。4%预拉伸合金由于适量孪晶的出现及析出相离散程度的增大,增加了电偶腐蚀形核点位,加速了合金表面均匀氧化产物的快速产生,增大了合金极化电阻阻值;3种预拉伸合金电化学(0.38、0.25、0.74 mm·a^-1)及失重速率(2.85、1.83、5.88 mm·a^-1)均呈现先降低后升高的趋势。4%预拉伸合金具有较高的耐蚀性证明适当的预拉伸变形能提高界面析出相的连续性,阻碍腐蚀进程,对合金耐腐蚀性能起到积极作用。而当预拉伸形变量继续增加,产生大量位错,创造氢扩散路径,有利于氢富集,导致合金耐蚀性下降。此外,适当的预拉伸形变通过改变残余应力的重新分布,提高腐蚀均匀性,同时提高膜层致密性与连续性,延...     

医用稀土镁合金微观组织特征及力学行为研究进展

近年来,镁合金作为生物医用金属材料受到了广泛关注,但其较差的力学强度极易导致植入物在服役周期内崩塌断裂,严重危及患者生命安全。稀土微复合金化作为当下提高可降解镁合金力学性能的有效措施,在消除镁合金杂质元素、净化熔体的同时,还可以起到促进动态再结晶、形成长周期堆垛有序相等作用。因此,本文从稀土镁合金微观结构转变及其与力学性能的基本关联出发,综述了近年来医用稀土镁合金组织特征及力学性能的研究进展,深入发掘了稀土元素、第二相及镁合金力学性能之间的本质关联,详细阐述了连续动态再结晶对稀土镁合金的强韧化机理,全面叙述了稀土元素诱导长周期堆垛有序结构对镁合金力学性能的影响规律。最后,本文对医用稀土镁合金未来的发展方向进行了展望。