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高铝轻质不锈钢的组织结构及耐热耐蚀性能研究

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高铝轻质不锈钢的组织结构及耐热耐蚀性能研究

作者：许旭鹏重庆大学

学位级别：硕士

为达到实现不锈钢轻量化,在总结前人经验的基础上,设计出一种探索性质的Fe-6Al-9Cr-0.02C-0.2%N-0.5Si不锈钢,并用真空感应炉熔炼出9.06Cr-5.37Al-0.47Si-0.03C-0.018N-Fe轻质钢,利用排水法测得其密度;用Zeiss光学显微镜、电子显微镜、... 详细信息

为达到实现不锈钢轻量化,在总结前人经验的基础上,设计出一种探索性质的Fe-6Al-9Cr-0.02C-0.2%N-0.5Si不锈钢,并用真空感应炉熔炼出9.06Cr-5.37Al-0.47Si-0.03C-0.018N-Fe轻质钢,利用排水法测得其密度;用Zeiss光学显微镜、电子显微镜、X射线衍射等方法和手段分析了钢的铸态组织结构;用马弗炉、热分析仪测试研究了轻质不锈钢在800℃、1000℃、1100℃、1200℃的耐氧化性能;通过酸浸实验和中性盐雾实验,检测并探究不锈钢的耐蚀性能。得到以下结论:Fe-9Cr-5Al-0.5Si-0.02N-0.03C钢锭没有宏观裂纹和孔洞,钢的铸态组织致密,晶界清晰细小;基体组织是α-铁素体,以及有序相FeAl、FeCr和少量的化合物AlN;平均显微硬度是197 HV0.5,与常用的铬系304不锈钢(显微硬度215HV0.5)相近,密度为7.30g/cm,比3Cr13不锈钢的密度8.07g/cm小0.77g/cm,减轻了9.54%;Fe-9Cr-5Al-0.5Si-0.02N-0.03C钢晶粒很大,直径达到了0.5mm左右,造成其晶粒粗大的主要原因是,铝和铬元素能显著提高α铁素体的晶格常数、降低钢的致密度,使原子容易迁移,晶粒长大速度加快;其次是因为钢的基体组织为单相铁素体,不发生晶型转变,在凝固过程中没有相变细化晶粒的作用;Fe-9Cr-5Al-0.5Si-0.02N-0.03C钢在800℃空气中的平均氧化速度为0.068 g/h m,平均氧化速度均小于GB/T13303-199l标准规定的0.1 g/h m,达到了完全抗氧化的级别;Fe-9Cr-5Al-0.5Si-0.02N-0.03C钢在800℃氧化形成的氧化膜物相包含FeAlCr、AlFeO、AlFeSi、(FeCr)O、FeO、CrO;1000℃下氧化后氧化膜物相为:AlO、SiO、FeAlCr、AlSiO、CrO;1100℃下氧化后氧化膜物相为:AlO、FeSiO、AlSiO、CrO;在1200℃,表面氧化膜物相相除了CrO、SiO、AlO外,还有大量复杂的铁、铝、氧、硅、铬的复合化合物物相,如:Fe+Al(SiO4)、FeAlCr、(AlCr)O、AlSiO、Fe(CrAl)O等。对比不同温度下的氧化膜的物相组织发现,随着氧化温度升高,铬的氧化物由低价态转为高价态,铝的氧化物不断增多,氧化物的种类中复杂氧化物增多,氧化程度随温度升高不断增大;Fe-9Cr-5Al-0.5Si-0.02N-0.03C钢的氧化膜主要有紫红色和绿色氧化物组成,紫红色氧化物可能是FeO,绿色的氧化物可能是CrO;在氧化膜基体上密集分布着黄白色的岛状组织,且黄白色岛组织上又有很多同型红圈,黄白色的岛状组织可能是AlO,同型红圈可能是FeO,黄白色岛组织上存在很多同型红圈可能是钢中铝和铁选择氧化还原的原因造成的;另外,在氧化膜上还分布有黑色的岛状组织,黑色岛中心部分又呈淡黄色,黑色的岛状组织可能是FeO,中心部分呈淡黄色的物相可能是AlO;在浓硝酸浸泡腐蚀实验中,Fe-9Cr-5Al-0.5Si-0.02N-0.03C钢和3Cr13钢的对比试样浸泡三天,均未出现腐蚀迹象,一直持续浸泡10天,Fe-9Cr-5Al-0.5Si-0.02N-0.03C钢试样的整个表面才开始呈现出网络状的腐蚀现象,3Cr13钢的试样表面也出现很多细小的黑点和条纹;浸泡23天后,Fe-9Cr-5Al-0.5Si-0.02N-0.03C钢试样被腐蚀区域锈迹严重,表面出现腐蚀脱落,而3Cr13钢的试样浸泡试样表面的蜂窝状疏松腐蚀已经被彻底腐蚀。Fe-9Cr-5Al-0.5Si-0.02N-0.03C钢盐雾试验表明,96小时盐雾试验后就出现了严重腐蚀,360小时后试样表面出现了大量的腐蚀产物。从耐腐蚀性实验结果来看,Fe-9Cr-5Al-0.5Si-0.02N-0.03C钢耐腐蚀性与3Cr13不锈钢相当;对比Fe-9Cr-5Al-0.5Si-0.02N-0.03C钢的耐热性能与耐腐蚀性能,Fe-9Cr-5Al-0.5Si-0.02N-0.03C钢在耐热钢方面上更有开发应用前景。

关键词： Fe-Cr-Al-Si轻质不锈钢高铝钢耐热性能耐腐蚀性能

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激光近净成形GH99合金的裂纹分析

材料热处理学报 2019年第2期40卷 97-103页

作者：许旭鹏李明亮刘莹莹曹通北京星航机电装备有限公司北京100074 西安铂力特增材技术股份有限公司陕西西安710000

对GH99合金在激光近净成形过程中裂纹形成的原因进行了研究和讨论,提出了优化工艺参数的解决办法。结果表明:内部裂纹呈现为短线状-针状,其在柱状晶晶界或二次枝晶间形成,垂直于沉积方向,沿细密的定向组织晶界分布和扩展;在晶界上Al和T... 详细信息

对GH99合金在激光近净成形过程中裂纹形成的原因进行了研究和讨论,提出了优化工艺参数的解决办法。结果表明:内部裂纹呈现为短线状-针状,其在柱状晶晶界或二次枝晶间形成,垂直于沉积方向,沿细密的定向组织晶界分布和扩展;在晶界上Al和Ti元素的富集容易析出γ′(Ni_3(AlTi))相,弱化了晶界,使晶界熔化并在凝固时难以补缩,造成裂纹形核;在快速的热循环过程中,残余应力的不断累积造成裂纹沿晶界扩展;通过优化工艺参数以降低热输入,可以克服GH99合金在激光近净成形中的热裂纹形成,实现构件的无裂纹增材成形。

关键词：激光近净成形 GH99合金热裂纹工艺优化

Fe-Cr-Al-Si铁素体耐热钢组织结构与抗氧化性

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材料热处理学报 2017年第1期38卷 106-111页

作者：许旭鹏刘守平韩校宇鲍俊重庆大学材料科学与工程学院重庆400044

研究了Fe-Cr-Al-Si轻质耐热钢的组织结构及抗氧化性能,结果表明:铸态的Fe-9Cr-5Al-0.5Si-0.02N-0.03C钢的晶粒直径达到0.5 mm,晶粒粗大的原因主要是原子扩散系数大,晶粒长大速度大,又没有奥氏体铁素体相变的细化晶粒作用。钢在800℃的... 详细信息

研究了Fe-Cr-Al-Si轻质耐热钢的组织结构及抗氧化性能,结果表明:铸态的Fe-9Cr-5Al-0.5Si-0.02N-0.03C钢的晶粒直径达到0.5 mm,晶粒粗大的原因主要是原子扩散系数大,晶粒长大速度大,又没有奥氏体铁素体相变的细化晶粒作用。钢在800℃的空气中平均氧化速率为0.0685 g·h^(-1)·m^(-2),达到了完全抗氧化级别;随着氧化温度增加,钢的表面氧化膜由Fe、Al、Cr的化合物、低价态氧化物转变为以Al_2O_3为主的高价态氧化物;氧化膜中Fe_2O_3呈圆圈层规则排列在岛状的Al_2O_3组织上,是由于在高温下铁、铝、氧的复杂的氧化还原反应造成的。

关键词：高铝钢 Fe-Cr-Al钢抗氧化性组织结构

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疯玩疯乐国庆，爽七天！——第1天口型我秀

玩电脑（在线技术） 2005年第10期 12-13页

作者：许旭鹏

如果你不知道当红网络歌手“香香”签约飞乐唱片公司，顶多说明你不够风尚，但是如果你不知道“后舍男生”（图1），我就要怀疑你是否年青一代了。

关键词：国庆口型公司

适用为准——改造Windows XP的默认方式

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网友世界 2005年第24期 56-57页

作者：许旭鹏

微软总是显得那样的呆板固执，即使在以易性著称的Windows XP系统上，始终还是有一些操作和设置一成不变，没有丝毫的灵活性。殊不知，现在大家操作电脑的水平可是上了好几个如阶，根本没有理由让那些简单的操作变得如此繁琐。为此，你... 详细信息

微软总是显得那样的呆板固执，即使在以易性著称的Windows XP系统上，始终还是有一些操作和设置一成不变，没有丝毫的灵活性。殊不知，现在大家操作电脑的水平可是上了好几个如阶，根本没有理由让那些简单的操作变得如此繁琐。为此，你很有必要对Windows XP进行一些小改造，让它更加的人性化。

关键词： Windows 改造适用 XP系统操作人性化微软电脑有理

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原位表征技术在锂硫电池机理研究中的应用

储能科学与技术 2024年第4期13卷 1239-1252页

作者：许旭鹏许旭明陈虹艳梁雅儒雷维新马增胜陈国新柯培玲湘潭大学材料科学与工程学院特殊功能薄膜材料国家省级重点实验室湖南湘潭411105 中国科学院宁波材料技术与工程研究所浙江宁波315201

商用锂离子电池的低能量密度已经无法满足电动汽车和电子设备迅速发展的需求,锂硫电池作为一种高能量密度、绿色环保且成本低廉的储能器件,已经成为储能领域的重要议题。然而,氧化还原动力学缓慢、穿梭效应严重、电解液耗竭以及锂负极... 详细信息

商用锂离子电池的低能量密度已经无法满足电动汽车和电子设备迅速发展的需求,锂硫电池作为一种高能量密度、绿色环保且成本低廉的储能器件,已经成为储能领域的重要议题。然而,氧化还原动力学缓慢、穿梭效应严重、电解液耗竭以及锂负极的降解等问题依然阻碍着锂硫电池商业化的脚步。研究锂硫电池系统内各部件的基本反应机制对于解决以上问题,并进一步提高电池的整体性能至关重要。原位表征技术可用于锂硫电池充放电过程中各部件结构变化与反应进程的实时观察与研究,对锂硫电池机理的揭示有望从材料设计层面大幅提升电池整体性能。本文通过对近期研究工作进行总结,介绍了锂硫电池在提高循环寿命和高能量密度上遇到的瓶颈性问题,简述了原位拉曼光谱、原位透射电镜、原位共振非弹性X射线散射、原位红外光谱和原位核磁共振光谱等原位表征技术在锂硫电池中的应用。并结合锂硫电池涉及的氧化还原反应、多硫化物溶解、电解液对多硫化物的抑制以及锂负极降解等具体环节,重点分析了原位表征技术在这些具体环节中监测多硫化物转化过程和探究锂硫电池内部反应机理方面的研究进展,指出了原位表征技术在促进锂硫电池机理理解方面的重要作用。

关键词：锂硫电池多硫化物原位表征技术作用机理

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天然气长输管道的施工工艺研究

石油化工建设 2022年第6期44卷 58-60页

作者：许旭鹏湖南中石油昆仑湘娄邵天然气输配有限公司湖南娄底417000

随着我国社会经济的快速发展,人们在日常生活和工作中对能源有较大的需求,在日常生活中,天然气是应用比较广泛的能源之一,天然气的输送状况受到人们的关注.在运输天然气的过程中,考虑到我国不同的地貌特征,运输天然气的距离较长,运输量... 详细信息

随着我国社会经济的快速发展,人们在日常生活和工作中对能源有较大的需求,在日常生活中,天然气是应用比较广泛的能源之一,天然气的输送状况受到人们的关注.在运输天然气的过程中,考虑到我国不同的地貌特征,运输天然气的距离较长,运输量较多,因此,在天然气运输过程中需要进行长输管道的施工,从而保证天然气的运输.就天然气长输管道的施工工艺进行分析和研究.

关键词：天然气运输长输管道施工工艺

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钒合金真空精炼过程杂质元素去除研究

真空科学与技术学报 2016年第7期36卷 737-741页

作者：刘守平鲍俊许旭鹏韩校宇重庆大学材料科学与工程学院重庆400044

核能用钒合金要求纯净度极高,一般都要进行真空熔炼去杂质,但目前对钒合金真空熔炼去杂质的条件和机制还不很清楚。为此,本文对钒合金真空熔炼过程杂质元素的去除机制和热力学条件进行了较全面的理论计算和实验数据对比分析,结果表明:... 详细信息

核能用钒合金要求纯净度极高,一般都要进行真空熔炼去杂质,但目前对钒合金真空熔炼去杂质的条件和机制还不很清楚。为此,本文对钒合金真空熔炼过程杂质元素的去除机制和热力学条件进行了较全面的理论计算和实验数据对比分析,结果表明:钒合金真空熔炼过程中,Al、Fe、Cr、Cu、Ni、Si、Ca、Ti等金属杂质元素都能以金属蒸汽的形式挥发去除;合金中的氧能够以碳氧化物或低价金属氧化物VO(g)、AlO(g)、Al_2O(g)、TiO(g)、SiO(g))形式除去;合金中氢的除去效果也比较好,但合金中的氮则基本不能通过真空熔炼除去。

关键词：钒合金杂质元素除去真空熔炼

航天总装厂战略导向型组织绩效管理体系的研究与实践

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管理学家 2022年第15期 79-82页

作者：李鹤鹏许旭鹏林森吴彩艳毕荣荣北京星航机电装备有限公司

航天装备制造及总装企业战略导向型组织绩效管理体系,从指标体系与激励系统两方面着手,以“战略目标一体化、组织效能最大化”为思路,应用平衡记分卡解码企业“十四五”规划并绘制战略地图,解析支撑关键成功要素,统筹年度经营计划,将战... 详细信息

航天装备制造及总装企业战略导向型组织绩效管理体系,从指标体系与激励系统两方面着手,以“战略目标一体化、组织效能最大化”为思路,应用平衡记分卡解码企业“十四五”规划并绘制战略地图,解析支撑关键成功要素,统筹年度经营计划,将战略与经营目标转化成关键绩效指标;健全以激励为导向、以可衡量指标为抓手、以战略落地为目标、真实反映核心业绩的正向激励机制。实现企业战略目标的结构性分解和绩效计划实质性落地,助力企业持续提升经营效益,为其他航空航天装备制造企业的发展提供参考。

关键词：战略规划组织绩效平衡记分卡关键绩效指标