Ti元素对H13模具钢中一次碳化物的影响

以H13热作模具钢为载体,研究了不同Ti元素添加量对钢中一次碳化物的影响.通过对比试样中一次碳化物的二维和三维特征,得出了合适的Ti元素质量分数.结果表明:一次碳化物在凝固过程中析出,首先析出Ti-V-rich碳化物,随后以Ti-V-rich碳化物为形核核心析出V-rich碳化物.Ti元素质量分数的增加提高了一次碳化物的析出温度,进而使得一次碳化物的三维尺寸增加.一次碳化物的二维特征和三维特征之间存在显著的差别,二维观察将显著地高估一次碳化物的数量密度、低估一次碳化物的尺寸.三维观察更能真实地反映一次碳化物的形貌以及变化规律.     

20钢管LF精炼渣系优化的工业试验

通过对中天钢铁公司电炉厂20钢管现行精炼渣系（/%:4～17Si0₂,17～34Al₂O₃,40～65CaO)的动力学以及热力学分析,在确保炉渣粘度1.5～2.0 Pa·s的前提下,设计出较高吸附夹杂物能力的LF精炼渣系:（/%:6～15SiO₂,24～34Al₂O₃, 58～65CaO）。试验结果表明,该渣系能够很好地满足20钢管的质量要求,达到了去除钢中夹杂物的目的,其B类夹杂评级均≤1.0。     

20CrMnTiH副箱中间轴表面光亮环形成原因分析

20CrMnTiH (O)60mm热轧圆钢制造副箱中间轴,车削加工后中间轴外圆表面存在光亮环,且在光亮环中出现细小"黑点"缺陷.为研究此现象,对中间轴的化学成分、缺陷部位宏观和微观形貌、金相组织、非金属夹杂物等进行检测分析.结果 表明,由于缺陷处存在非金属夹杂物,夹杂物中含有的Al2 O3及MgO·Al2O3成分,颗粒材质较硬,在车削加工时Al2O3及MgO·Al2O3夹杂物颗粒被刀尖带出,在车刀痕表面刮擦出线状痕迹,在环境光线下造成此处与正常车刀痕表面亮度有差异,从而导致所谓"光亮环"产生.     

采用脉冲磁致振荡技术提高矩形AM2锚链钢连铸坯的均匀性

制作了尺寸为220 mm×260 mm的矩形锚链钢连铸坯。对部分连铸坯进行了由上海大学开发的脉冲磁致振荡(PMO)处理,以提高铸坯的组织均匀性。试验结果表明:适当的PMO参数可消除连铸坯的中心缩孔,显著增加等轴晶数量,减少中心碳偏析。譬如:(1)未经PMO处理的铸坯心部等轴晶的面积分数为13. 08%,而以680 A的峰值电流和90 Hz的频率PMO处理的铸坯达23. 41%,后者比前者增加了约79%;(2)未经PMO处理的铸坯心部等轴晶的面积分数为11. 74%,而以600 A的峰值电流和110 Hz的频率PMO处理的铸坯为23. 41%,后者比前者增加了1倍多。此外,经过PMO处理的铸坯的中心碳偏析指数降低0. 2以上,不超过1. 1。上述结果表明,PMO处理使锚链钢连铸坯的组织均匀性得到了显著改善。     

沉积气压对脉冲激光沉积CNx薄膜结构和摩擦学特性的影响

以脉冲激光沉积(PLD)的CNx材料为靶源,以单晶Si片为衬底,在N₂气压为2～11Pa 下PLD制备了CNx薄膜。采用X射线光电子能谱(XPS)、拉曼 (Raman)光谱、扫描 电子显微镜(SEM)和球盘式摩擦磨损试验机分别对薄膜的化学成分、价键状态、表面形貌和 摩擦性能进行了表征。结果表明:低沉积气压导致薄膜N含量的退化及耐磨性能的下降;沉 积气压介于5～8Pa时最利于sp³杂化键的形成,且薄 膜的N含 量缓慢下降,膜中比值x_sp²/x_sp³和ID/IG均减 小,x_sp²C-N/x_sp³C-N增加并趋于恒定,薄膜的耐磨性较好(约2.7～4.3×10 －15 m³·N－1·m－1),但摩擦系数相对较高(约0.24～0.25);过高的气压导致膜层中 N含量的下降和石墨化程度的增加,薄膜摩擦系数较低(约0.19), 但耐磨性呈下降趋势。     

沉积偏压对脉冲激光沉积CN_x薄膜结构和性能的影响

采用脉冲激光沉积(PLD)法在不同直流负偏压下烧蚀石墨靶材,在单晶Si片上沉积CNx薄膜。利用X射线光电子能谱(XPS)、Raman光谱和扫描电子显微镜对薄膜的化学成分、价键状态、表面形貌进行了表征,并借助于涂层附着力自动划痕仪和纳米压痕仪分别测试了膜–基结合力及薄膜硬度。结果表明:偏压辅助PLD技术显著提高了薄膜的氮含量,膜–基结合力和沉积速率分别随着负偏压值单调增加和减少。结合XPS和Raman分析得出:当偏压Vb=–40 V时,价键摩尔含量x(sp3)和x(sp3)C—N达到最大值及D峰与G峰强度比ID/IG达到最小值(2.2)。薄膜中sp3杂化键比例的提升有助于CNx薄膜构建类金刚石结构和网状结构且薄膜硬度与x(sp3)和x(sp3)C—N值的变化呈现出了正比例关系。     

脉冲激光沉积CN_x薄膜的微观组织结构表征

利用脉冲激光烧蚀CNx靶,在室温至450℃基片温度时沉积CNx薄膜.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子谱(XPS)和拉曼光谱(Raman)等对CNx薄膜的表面形貌、化学成分、结晶性以及价键状态进行了分析.结果表明:所得CNx薄膜呈非晶状态,表面形貌与沉积温度密切相关,基片温度高于150℃时薄膜表面较为光滑.随着基片温度的增加,薄膜中C—N键的面积分数从31.2%逐渐减少至14.1%,N—sp3C和N—sp2C键的面积分数随之减少,300℃时最利于形成sp3键.Raman光谱中比值ID/IG总体呈上升趋势,G峰的位置向高波数(高频)方向移动且半高宽(FWHM)下降,薄膜由CNx薄膜的无序结构逐渐向高有序化程度类石墨结构转变,石墨化程度增加.