大口径机枪枪管内膛烧蚀行为与微观机理

为进一步探究枪炮身管内膛烧蚀机理,采用扫描电子显微镜、透射电镜等方法对比分析了现用大口径枪钢30SiMn2MoV与新型长寿命枪钢MPS700V内膛烧蚀形貌与微观组织特征,在此基础上,通过促进点燃试验对比了两种枪钢烧蚀行为,揭示了枪管内膛烧蚀的组织演化规律与微观机理。寿终内膛组织分析表明,两种枪管烧蚀裂纹尖端同时形成三个区域,分别为硫化物区、氧化物区和基体区,其中氧化物区中发现熔化非晶氧化物,MPS700V的氧化物区和硫化物区厚度均小于30SiMn2MoV。烧蚀模拟实验结果表明：直径为1~10 mm的MPS700V试样的烧蚀临界压力比相同尺寸下的30SiMn2MoV试样高30%以上;直径3.2 mm镀铬MPS700V试样的烧蚀临界压力比相同尺寸的镀铬30SiMn2MoV高39%以上;新型长寿命枪钢MPS700V的抗烧蚀性能优于现用枪钢30SiMn2MoV。烧蚀试样组织分析表明,与寿终内膛烧蚀组织相似,两种枪钢在模拟烧蚀后均形成氧化物与树枝晶。通过对比寿终枪管内膛与促进点燃下烧蚀的热力学、动力学及组织特征,提出枪管内膛烧蚀由高温高压火药燃气下内膛表面微区发生金属燃烧导致,并建立了相应的演化模型。     

喷射成形H13钢的微观组织及形成特点

采用常规铸造和喷射成形工艺分别制备了H13钢,应用OM、SEM、XRD等方法研究了铸态、喷射沉积态及过喷粉的组织。采用LMS-30粒度仪对过喷粉进行了粒度分析。结果表明:铸态H13钢为粗大的枝晶组织,合金元素与碳化物偏析严重,而喷射成形H13钢为细小的等轴晶组织,几乎没有碳化物,含有较多的残余奥氏体。过喷粉是枝晶组织,随粉末尺寸的减小,一次枝晶变小,二次枝晶臂已不明显,是欠发达枝晶组织。雾化压力的增加对小颗粒过喷粉的尺寸和数量影响甚微,但会明显减小大颗粒过喷粉末的尺寸,并增加其数量。喷射成形等轴晶的形成机制在气液比偏小时以未破碎枝晶的均质化与碎断枝晶的连接长大为主,而在气液比偏高时以大量破碎枝晶作为异质形核核心为主。     

稀土／钛变质贝氏体铸钢的高应力冲压磨损研究

研究了高硅贝氏体钢变质前后的高应力冲压磨损性能和失效机制。试验结果表明，变质处理后贝氏体铸钢的磨损性能明显提高，其磨损量约是变质前的１／２。这是因为稀土／钛变质剂能有效地改善铸钢的晶粒和组织粗大，成分偏析造成的组织不均匀等问题，使铸钢具有优良的耐磨性能。     

稀土,钛复合变质剂对贝本钢铸态晶粒细化的研究

系统研究了稀土、钛复合变质剂对锰硅工体铸钢晶粒尺寸的影响。表明，经稀土、钛复合变质处理后，贝氏体铸钢中形成大量的高熔点化全物，尺寸约１．２～２．５μｍ。这些高熔点化合物为非均匀形核核心，使液固相变形粒尺寸明一小，为变质前的１／３～１／２。经扫描电镜（ＳＥＭ）、能谱（ＥＤＳ）和Ｘ射线衍射分析（ＸＲＤ）表明，高熔点相为稀土氧化物（Ｌａ，Ｃｅ）２（Ｏ，Ｓ）３ｘ和碳、氮化物Ｉｉ（Ｃ，Ｎ）。根据错配度理论计     

喷射成形H13钢的高温热变形及组织演变

采用等温热压缩方法研究了在变形温度为850~1150℃,变形速率为0.1~10 s-1,最大真应变为0.7时,热变形参数对铸造与喷射成形H13钢流变应力和显微组织的影响。结果表明,两者在变形过程中均表现出动态再结晶特征,变形温度和应变速率对合金流变应力的影响显著,流变应力随变形温度的降低和应变速率的增加而增大。喷射成形H13钢由于晶粒细小,组织均匀,无宏观偏析,促进了再结晶的进行,有利于热变形加工,并且热变形后孔隙得到闭合,致密度提高。铸造H13钢变形后的组织带状偏析明显,退火后依然存在碳化物偏析带,而喷射成形H13钢无论是变形后组织还是退火组织,都很均匀,没有宏观偏析。     

硅对贝氏体铸钢高应力冲击磨损性能的影响

研究了不同硅含量（0．7％－2．4％,质量分数,下同）贝氏体铸钢的抗高应力磨损性能和失效机制。结果表明：高效硅贝氏体铸钢的耐磨性能较低硅钢显提高,其磨损失重约是低硅贝氏体铸钢的1．2,这是因为硅使氏体铸钢在高应力冲击磨损下表现出不同的失效机制。低硅（0．7％）贝氏体铸钢由于韧性低、组织结构粗大及树枝晶的微区成分偏析,故材料抵抗冲击的能力很低,常在表面还未形成强烈变形层（白层）甚至变形层时,就在变形层和材料基体内产生裂纹并扩展,故低硅贝氏体铸钢的失铲方式为变形层和基体剥落机制。而硅含量为1．65－2．4％的高硅贝氏体铸钢,因脆性的渗碳体被韧性的残余奥氏体所代替,钢的韧性显提高,失效方式表现为白层的剥落机制。     

稀土、钛变质对贝氏体铸钢成分偏析及强韧性的影响

研究了稀土、钛和稀土 /钛复合变质对贝氏体铸钢成分偏析和强韧性的影响。结果表明 :采用稀土 /钛复合变质剂能基本上消除碳和其它元素 (Si、Cr)的枝晶偏析。复合变质后铸钢的硬度和冲击韧度同时提高。冲击韧度提高来源于晶粒细化、残余块状奥氏体较少、夹杂物改性等。硬度提高主要是由于成份偏析较小 ,使枝干碳和合金元素含量提高 ,从而使马氏体中的碳含量提高所致。     

喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金的显微组织演变

采用喷射成形技术制备了高Zn含量的超高强度Al-12．40Zn-2．68Mg-2．40Cu合金(质量分数，％)．对合金进行热挤压，在不同固溶温度和时间下对挤压合金进行固溶处理，并进行力学性能测试．结果表明：随着固溶温度的升高及固溶时间的延长，第二相富Cu颗粒随之相应溶解，再结晶晶粒合并与长大；当固溶温度达到490℃时，富Cu颗粒相基本溶解，合金完全再结晶．合金进行T6热处理后，抗拉强度达到800MPa以上，延伸率为7．5％．     

Effects of Sc and Mn on microstructures and mechanical properties of Mg-Gd alloy

Two alloys of Mg-12.4Gd and Mg-12.5Gd-0.8Sc-1.4Mn were prepared. Hot extrusion and T5 heat treatment were conducted, and then the mechanical properties of the two alloys were tested at room and high temperatures. The effects of Sc, Mn on the microstructures of Mg-12.4Gd were investigated by optical microscopy, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. The results demonstrate that after hot-extrusion the alloying with Sc, Mn can efficaciously refine the grains of Mg-12.4Gd alloy; and increase the elongation at room and high temperatures after T5 heat treatment. But the strength at high temperature is not obviously improved.     

新型炮钢回火碳化物析出规律及对高温力学性能影响

通过光学金相、扫描电镜及能谱和X射线分析研究了新型炮钢回火碳化物的析出规律，发现：当回火温度高于620℃，除渗碳体外，还析出合金碳化物Mo2C，并在640℃达到峰值。此外，对新型炮钢高温性能及使用寿命进行了分析和讨论。