低成本钛微合金化Q345B钢组织性能的研究

通过采用低锰（w(Mn)=0.6%~0.8%）钛微合金化（w(Ti)=0.045%~0.060%）的成分体系以及控轧控冷工艺,成功试制出低成本钛微合金化Q345B带钢。结果表明：不同厚度规格带钢的屈服强度为413~468 MPa,抗拉强度为571~595 MPa,伸长率为25.3%~27.9%,常温冲击功为105~134 J,冷弯性能合格,均满足国标要求。Ti的析出物有尺寸大小为50~100 nm的方形TiN粒子和尺寸小于10 nm的球形纳米TiC粒子,充分发挥了Ti的细晶强化和沉淀强化效果。     

析出粒子对钛微合金化高强钢奥氏体晶粒长大的影响

通过析出粒子与奥氏体晶粒尺寸的定量关系,建立奥氏体晶粒长大模型,计算TiN和TiC析出粒子共同作用下钛微合金化钢奥氏体晶粒尺寸.根据析出相质点理论计算结果表明:随着加热温度的升高,析出粒子体积分数逐渐减少,粒子半径逐渐增大,TiC粒子强烈阻止奥氏体晶粒长大,TiN粒子对奥氏体晶粒长大钉扎效果一般.采用实验测试手段测量不同加热温度下保温30 min后实验钢的奥氏体晶粒尺寸,与理论计算结果吻合较好.      

Ti微合金化超高强度工程机械用钢研制

在实验室研制了不同Ti、Nb含量的热轧钢板,并对钢板进行了轧后冷却试验,研究了Ti、Nb微合化和热轧工艺对钢板组织和力学性能的影响。在实验室研究基础上,采用微合金化工艺路线,通过控轧控冷工艺,终轧后层流冷却工艺(卷取温度采用590℃),成功试制了700 MPa级工程机械用钢。结果显示,试验钢的屈服强度大于700 MPa,抗拉强度大于785MPa,并具有良好的冲击性能、成形性能。试验钢的组织为铁素体+少量珠光体+微量马氏体,同时,在铁素体的基体上存在大量纳米级的弥散析出或相间析出的(Nb,Ti)(C,N)析出相,有效提高了试验钢的强度。     

GH1016合金的动态再结晶行为

利用GLEEBLE-3500热模拟试验机完成了变形温度为1000～1150℃,应变速率为0. 1～10 s~(-1),变形量分别为20%、40%和60%的热压缩试验,获得了各试验条件下GH1016合金的真应力-真应变曲线,并利用数据拟合的手段求得了GH1016合金的临界变形条件方程。同时,得到了所有变形条件下的再结晶组织,分析了变形工艺对GH1016合金的动态再结晶过程的影响规律,最终获得了GH1016合金在试验条件下的动态再结晶状态图,可为生产现场的锻造工艺的合理制定提供理论参考依据,尤其适用于GH1016合金的精锻工艺的制定和优化。     

纯铜叠轧的刚塑性有限元模拟

采用大型有限元软件Deform-3D对纯铜双板同步和异步叠轧制备超细晶块材过程进行数值模拟,分析了板厚为0.8 mm和2 mm、压下量50%的叠轧过程中纯铜的应力应变场、温度场以及金属流动线速度分布.结果表明,在异步轧制时,应力场和金属流动线速度的非对称分布导致在变形区形成了一个搓轧区,使得异步叠轧比同步叠轧的轧制力低、应变量大和温度高,说明采用异步叠轧更有利于制备超细晶块材,为后续异步叠轧研究提供数据支持.     

GH1016合金热变形本构方程及临界变形条件

为了研究GH1016合金的高温热变形行为,利用Gleeble-3500热模拟试验机进行变形温度在1000～1150℃范围内,应变速率为0. 1～10 s-1,总压缩变形量为60%的热压缩试验,通过获得的真应力-真应变曲线研究了其变形行为。研究结果表明:真应力随变形温度的降低和应变速率的升高而增加。在一定的变形温度下,随着应变速率的增加,峰值应力和峰值应变均增加;在一定的应变速率下,随变形温度的升高,峰值应力和峰值应变减小。根据真应力-真应变曲线中的峰值应变和峰值应力数据,利用数据拟合的方法分别求得了GH1016合金的热变形本构方程和临界变形条件方程。在本实验条件下,GH1016合金发生动态再结晶的热激活能为456. 55 k J·mol-1。     

径向锻造GH1016合金圆棒晶粒不均匀的改善方法

针对现场径向锻造直径为Φ235 mm的GH1016合金圆棒横截面组织不均匀的问题,提出了优化的径锻工艺,基于DEFORM-3D有限元软件平台,建立了仿真计算模型,得到各道次横截面温度和等效应变分布,结合GH1016合金动态再结晶状态图,分析了各道次横截面不同位置晶粒动态再结晶发生情况。结果表明:采用优化的径锻工艺进行锻造,坯料的心部和表面的最大温升分别为6和48℃;在锻造过程中第1、第2和第3道次晶粒主要发生加工硬化和部分动态再结晶,第4道次只发生部分动态再结晶,而第5道次只发生加工硬化。对GH1016合金现场取样检检金相结果显示,晶粒度级差为1级,心部平均晶粒尺寸为31μm。优化工艺解决了GH1016合金横截面组织不均的问题,可为其他大规格高温合金的径锻工艺制定提供参考。     

6061铝合金超细晶制备及其组织性能的研究

采用等径角挤压和反复镦挤相结合的复合挤压技术,对6061铝合金进行挤压变形实验.观察了材料微观结构,测试了挤压过程中屈服强度、硬度的变化.结果表明:经四道次复合挤压后可以使6061铝合金的平均晶粒尺寸从35μm减小到350nm,显微硬度为70.6HV(X面)、55.5HV(Y面)、58.1HV(Z面),屈服强度为245MPa.且多道次变形不改变加工前后材料的块体形状.     

植酸修饰改性对TC4钛合金微弧氧化膜层性能的影响

通过向电解液中添加有机酸植酸,提升了TC4钛合金微弧氧化涂层的耐腐蚀性能和热稳定性。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪和热冲击实验等技术手段,分析了植酸对涂层形成、形貌和性能的影响。结果显示,植酸的添加使放电微孔更加细小,提高了涂层的形成效率并优化了相结构。通过动电位极化测试,发现添加植酸显著提高了微弧氧化涂层的耐腐蚀性能。将电解液中的植酸浓度调整为12 mL/L（最佳植酸浓度）后,腐蚀电流密度由8.406×10^-5 A·cm^-2降低至2.580×10^-6 A·cm^-2。循环高温氧化试验结果表明,TC4钛合金的耐热冲击性能和高温抗氧化性能得到了改善。     

控轧控冷工艺对中钛微合金钢组织和性能的影响

以实验室设计的0.8%Mn-0.041%Ti中钛微合金钢为研究对象,开展不同控轧控冷工艺参数下热模拟试验研究,分析了加热温度、精轧变形量、冷却速度和终轧温度等对Ti微合金化试验钢组织和性能的影响。提出了一套合适的工艺方案:精轧总变形量应大于60%,终轧温度控制在(850±10)℃,冷却速度控制在10~20℃/s,卷取温度控制在(600±10)℃时,试验钢能够获得优良的组织与性能。并通过试验验证了终轧温度对试验钢微观组织和力学性能的影响。结果表明,当终轧温度为850℃时,该试验钢的屈服强度为491 MPa,抗拉强度为625 MPa,断后伸长率为33.6%,平均晶粒尺寸为10.34μm,组织比较均匀。试验钢在满足力学性能条件下能最大限度地降低成本,对改进现场控轧控冷工艺具有重要的意义。