X80管线钢埋弧焊匹配焊丝试验

通过分析高强度低合金钢焊缝熔敷金属常见显微组织对其力学性能的影响,确定X80管线钢用埋弧焊丝熔敷金属组织应以大量针状铁素体(AF)和少量粒状贝氏体(GB)的复合组织.从相变动力学原理出发,结合针状铁素体(AF)非自发形核机制和微合金组织韧化理论,选择Mn-Ni-Mo-Ti-B合金系进行X80管线钢匹配焊丝的试制.结果表明,合理选择和控制合金元素,可以获得理想的焊缝熔敷金属组织和强韧性以及低温韧性要求,试制的1号焊丝能够满足X80管线钢的使用要求.     

SiCp／Al复合材料高应变率压缩变形及损伤机理

采用真空热压工艺制备了含SiC颗粒体积分数分别为5%,15%和25%的SiC颗粒增强铝基复合材料,利用Hopkinson高速压杆冲击实验系统对其从静态到动态(应变率为3.3×10-3s-1～5.2×103s-1)的压缩破坏响应进行了研究,结合其光学显微镜分析变形组织,分析了不同体积分数SiCp/Al复合材料高应变率压缩载荷下,材料的变形和微观损伤机理.结果表明,复合材料存在应变率敏感性,SiC含量的增加导致复合材料应变率敏感性的增加,以垂直于载荷方向的增强相颗粒的剪切开裂为主要破坏模式.     

添加15％Mo对反应熔渗Al制备MoSi2复合材料组织和力学性能的影响

采用在常规模压生坯中浸渗Al的方法,研究了MoSi2+Mo反应熔渗Al后的显微组织和力学性能的变化情况.研究表明MoSi2坯体在1350℃反应浸渗Al可使抗弯强度高达737 MPa,其断裂韧性也可达到4.3 MPa·m1/2,远远高于热压单相材料;然而其相成分中存在残余的Si相和Al相将会阻碍其高温应用;在MoSi2坯体中加入Mo粉可以消除残余硅相;经过计算,当Mo添加量为15%(质量分数,下同)时,可以完全消除Si相,并使Al相达到最低,而其强度并不降低.同时SEM观察表明,添加15%Mo后其断口显示晶粒间絮状夹层变成颗粒状黑色相面积较未加入Mo粉时减小.从而进一步证实添加15%Mo产生的组织变化将有利于该材料的高温力学性能.     

冲击角度对SiC/钢基表面复合材料冲蚀磨损性能的影响

采用负压铸渗工艺制备SiC／钢基表面复合材料，研究不同冲击角度对其冲蚀磨损性能的影响及其冲蚀磨损机理。结果表明，复合材料的冲蚀磨损率随冲击角α的增大先增大后减小，60°时最大；SiC／钢基表面复合材料的相对耐冲蚀性在45°时最大，为Q235钢的3．82倍。随着冲击角度的变化，切削作用和冲击作用对基体的支撑效应和颗粒对基体的阴影效应产生很大的影响，从而影响复合材料的冲蚀磨损性能。     

反应熔渗法制备Mo(Si,Al)2-SiC复合材料的研究

通过尝试对MoSi2+C坯体中熔融渗Al制备了Mo(Si,Al)2-SiC复合材料,并对其组织及性能进行了研究.反应熔渗Al法制备Mo(Si,Al)2-SiC复合材料中,反应生成物主要为Mo(Si1-x,Alx)2和SiC相,还有少量Mo5Si3C和Al相.随着x值的增加,Mo5Si3C相和Al相逐渐减少,并消失.其组织为片状Mo(Si,Al)2组织间隙中分布着针尖状SiC颗粒;从断口形貌看,SiC颗粒非常细小,团聚在大的Mo(Si,Al)2颗粒周围.根据断口形貌,部分形成的SiC为晶须状,当x=0.4时,形成的SiC多为晶须状,并且形成的晶须状的SiC和Mo(Si,Al)2连成片.反应熔渗Al法制备复合材料抗弯强度是随着x值先增加后降低,在设计值x=0.237时取得最高值.     

无压反应烧结Mo（Si，Al）2-SiC复合材料的研究

利用MoSi2，Al，C之间的原位反应无压烧结制备了Mo（Si1-x，Alx）2-SiC复合材料。随着烧结温度从1400℃升高到1650℃，MoSi2相消失，反应产物为Mo（Si，Al）2和SiC及Mo5Si3C相。由于固溶体及Nowotny（Mo5Si3C）相的形成，使得原位反应中化学计量法则变得困难。原位生成的SiC相随着温度的升高由颗粒状变为晶须状，并由于它的强韧化作用使得复相材料的性能较单相材料成倍提高。     

颗粒尺寸对反应烧结碳化硅摩擦磨损特性的影响

研究了碳化硅颗粒尺寸对反应烧结碳化硅材料摩擦磨损性能的影响.结果表明:随着碳化硅颗粒尺寸的增加,不论干摩擦还是水润滑条件下,反应烧结碳化硅的摩擦系数和磨损率均表现为先增加,后降低的趋势.粒度为42μm的反应烧结碳化硅的摩擦系数和磨损率最大,而粒度为14μm的最小.水润滑时的摩擦系数和磨损率比干摩擦时的成倍降低.     

真空热压烧结SiC_p/Al复合材料的界面元素扩散及增强断裂机理

采用真空热压粉末冶金烧结工艺制备了含SiC颗粒体积分数分别为 5 %、15 %和 2 5 %的SiC颗粒增强铝基复合材料 ,结合其力学性能、扫描电镜和界面微区能谱分析结果 ,分析了SiC/Al复合材料的真空烧结过程中的界面现象 ,以及材料增强和断裂机理。结果表明 ,真空烧结过程中出现了界面反应 ,改善了界面结合强度 ,断裂破坏主要在基体上进行。随着SiC粒子体积分数的增加 ,SiCp/Al复合材料的抗拉强度增加 ,弹性模量显著增加 ,延伸率降低 ,材料脆性增加。     

铜镍对低铬白口铸铁腐蚀磨损性能的影响

采用自制的且可实时测定腐蚀电位的腐蚀磨损试验机研究了低铬白口铸铁的腐蚀磨损特性,以及铜和镍对其腐蚀磨损特性的影响。结果表明:低铬白口铸铁中加入铜和镍可以明显提高其腐蚀电位,从而降低其腐蚀磨损量(即提高了耐磨性)。在pH=5的弱酸性浆料中,低铬白口铸铁的腐蚀磨损机制为剥落腐蚀。在pH=10的弱碱性浆料中,低铬白口铸铁的腐蚀磨损机制为磨损和腐蚀的共同作用     

钢铁表面高强韧涂层的研究进展

在钢铁材料表面制备硬质涂层,可明显改善其表面硬度低和耐磨性差而导致在摩擦工况下使用寿命低的问题.然而传统均质涂层在提高强度、硬度和耐磨性的同时,会大幅降低其韧性,即强度和韧性呈现"倒置关系".针对强度-韧性的"倒置关系",设计并开发出具有高强、高韧、高耐磨的涂层,对扩大钢铁材料的应用具有重大意义.从制备工艺、微观组织、力学性能以及强韧化机制等方面,综述了钢铁表面层状结构涂层、多尺度结构涂层、梯度结构涂层和纳米结构涂层等几种高强韧涂层的研究进展.在此基础上,指出钢铁表面高强韧涂层未来应向开发新型表面改性技术、设计与精确调控多元多尺度复合构型以及构建微观组织-力学性能数值模型的方向发展.进一步提出了钢铁表面多元多尺度结构涂层的可控制备技术原型,即通过新型表面改性技术与理论计算、仿真模拟的协同配合,实现钢铁表面多元多尺度结构涂层的进一步优化设计与精确调控,建立微观组织-力学性能之间的函数关系,准确揭示其强韧化机理,为突破强度-韧性"倒置关系"瓶颈,实现综合性能优异的钢铁基表面复合材料的制备提供新思路.