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超细晶304L不锈钢在含Cl^-溶液中点蚀行为的研究

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金属学报 2015年第9期51卷 1077-1084页

作者：朴楠陈吉尹成江孙成张星航武占文辽宁石油化工大学机械工程学院石油化工过程腐蚀与防护中心抚顺113001 清华大学核能与新能源技术研究院北京100084 东北石油大学机械工程学院大庆163318 Department of Mechanical Engineering Texas A&M University Collegestation 中海油能源发展股份有限公司管道工程分公司天津300452

采用动电位极化、循环极化、电化学阻抗谱、Mott-Schottky曲线结合表面形貌观察,研究了利用等通道转角挤压方法制备的晶粒尺寸为(130±30)nm的超细晶304L不锈钢在含Cl-溶液(0.05 mol/L H2SO4+0.05 mol/L Na Cl)中的点蚀行为.研究表明,... 详细信息

采用动电位极化、循环极化、电化学阻抗谱、Mott-Schottky曲线结合表面形貌观察,研究了利用等通道转角挤压方法制备的晶粒尺寸为(130±30)nm的超细晶304L不锈钢在含Cl-溶液(0.05 mol/L H2SO4+0.05 mol/L Na Cl)中的点蚀行为.研究表明,超细晶材料比粗晶材料具有更高的腐蚀电流密度和钝化电流密度,更低的腐蚀电位、破钝电位和保护电位,且钝化区更窄.严重塑性变形引起304L不锈钢材料晶粒显著细化,一方面增加了表面钝化膜的施主密度和扩散系数,降低了钝化膜的致密性,使Cl-在材料表面的吸附能力增强;另一方面增加了晶界含量,使Cl-沿晶界向内扩散能力增强,促进了点蚀形核和长大.

关键词： 304L不锈钢等通道转角挤压超细晶钝化膜点蚀

超细晶挤压态FGH4113A高温合金等温锻造过程中的本构特性及组织演变

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稀有金属材料与工程 2024年第8期53卷 2275-2284页

作者：李远何英杰马向东杨金龙肖磊郭建政冯干江深圳市万泽中南研究院有限公司广东深圳518000 深圳市万泽航空科技有限责任公司广东深圳518000 中南大学粉末冶金研究院湖南长沙410083

锻造是先进航空发动机粉末涡轮盘制备的关键成型工艺。合金的化学成分和挤压工艺很大程度上决定了挤压态合金的组织。新型镍基粉末高温合金FGH4113A(WZ-A3)热挤压之后晶粒度达到13级以上,挤压态合金呈现γ+γ'双相组织。细小均匀的双相... 详细信息

锻造是先进航空发动机粉末涡轮盘制备的关键成型工艺。合金的化学成分和挤压工艺很大程度上决定了挤压态合金的组织。新型镍基粉末高温合金FGH4113A(WZ-A3)热挤压之后晶粒度达到13级以上,挤压态合金呈现γ+γ'双相组织。细小均匀的双相组织为更为广阔的等温锻造工艺窗口提供可能。本研究采用超细晶挤压态合金FGH4113A进行温度分别为1000、1040、1080和1120℃,应变速率为0.001、0.01和0.1 s^(-1)的Gleeble热压缩试验,压缩量为60%。结果表明合金试样在所有压缩条件下均未发生开裂,体现超细晶挤压态合金FGH4113A有广阔的等温锻造工艺窗口。合金的平均激活能仅为515.375 kJ/mol。低应变速率下(0.001 s^(-1)),试样真应力-真应变曲线呈现出稳态流变特性;高应变速率下(0.1 s^(-1)),试样的真应力-真应变曲线呈现出加工硬化到再结晶软化的变化。γ'相对变形温度敏感,高的变形温度会引发γ'相的溶解而导致再结晶晶粒的长大。此外,超细晶挤压态合金FGH4113A在等温锻造过程中主要再结晶方式为不连续动态再结晶。本研究为超细晶挤压态合金FGH4113A的锻造工艺制定提供了实验依据。

关键词：超细晶热挤压 FGH4113A 高温锻造组织演变

超细晶Cu-Cr-Zr合金的高温拉伸性能及断裂机制

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金属学报 2016年第11期52卷 1477-1483页

作者：王庆娟周晓梁博周滢西安建筑科技大学冶金工程学院西安710055

研究了2种变形处理方式下的超细晶Cu-Cr-Zr合金从室温到600℃的拉伸性能、断口微观组织特征及其断裂机制.结果表明:经4道次等径弯曲通道挤压(ECAP)+时效+4道次ECAP变形处理的合金(No.1试样)的抗拉强度随拉伸温度的升高而降低,室温时,合... 详细信息

研究了2种变形处理方式下的超细晶Cu-Cr-Zr合金从室温到600℃的拉伸性能、断口微观组织特征及其断裂机制.结果表明:经4道次等径弯曲通道挤压(ECAP)+时效+4道次ECAP变形处理的合金(No.1试样)的抗拉强度随拉伸温度的升高而降低,室温时,合金抗拉强度为577.17 MPa,延伸率为14.6%;在300℃开始发生动态再结晶软化,抗拉强度迅速减小,到600℃时抗拉强度仅为59.12 MPa.经过8道次ECAP+时效变形处理的合金(No.2试样),室温抗拉强度为636.71 MPa,延伸率为12.1%;从400℃开始析出相对晶界的钉扎作用开始逐渐减弱,抗拉强度大幅降低,600℃时的抗拉强度为65.20 ***.2试样比No.1试样具有更好的室温性能和热稳定性.2种方式处理下合金延伸率随拉伸温度的升高而升高,在高温下都表现出超塑性.高温拉伸断口微观形貌为大量密集、深入的韧窝,其高温断裂机制为微孔聚集的韧性断裂.

关键词： Cu-Cr-Zr合金超细晶高温拉伸断裂机制

超细晶硬质合金中VC/Cr_3C_2对晶粒长大的抑制作用及机理研究

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稀有金属材料与工程 2007年第10期36卷 1763-1766页

作者：李宁邱友绪张伟文玉华张勇周永贵四川大学先进材料成型及模具技术四川省重点实验室四川成都610065 自贡硬质合金有限责任公司四川自贡643011

研究了超细晶硬质合金VC/Cr3C2抑制剂作用及抑制机理。研究发现复合添加VC/Cr3C2可以有效抑制WC-10Co合金烧结过程中晶粒的连续长大,合金平均晶粒尺寸为0.5μm,具有较高TRS(横向断裂强度Transverse Rupture Strength)和硬度。TEM和EDS... 详细信息

研究了超细晶硬质合金VC/Cr3C2抑制剂作用及抑制机理。研究发现复合添加VC/Cr3C2可以有效抑制WC-10Co合金烧结过程中晶粒的连续长大,合金平均晶粒尺寸为0.5μm,具有较高TRS(横向断裂强度Transverse Rupture Strength)和硬度。TEM和EDS分析发现抑制剂元素的主要存在方式是溶解在粘结相中且分布均匀,未发现抑制剂元素偏聚和第二相析出,说明抑制机理在于抑制剂元素溶入粘结相Co后,显著降低W,C在Co中的溶解度,使液相烧结阶段WC晶粒的溶解-析出过程受到阻碍,从而抑制液相烧结阶段的晶粒连续长大。

关键词： VC/Cr3C2 超细晶硬质合金抑制剂

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超细晶镁合金的腐蚀与防护进展

表面技术 2023年第4期52卷 112-123页

作者：程青鹏黄秀玲张凡南京林业大学机械电子工程学院南京210037 上海工程技术大学材料科学与工程学院上海201620

总结了近年来经剧烈塑性变形加工后的超细晶镁合金的腐蚀与防护研究。镁合金的初始成分可能对剧烈塑性变形加工后样品耐蚀性的变化起主导性作用。对于纯镁及含有铝或稀土等致钝性元素的合金,如AZ系和WE系镁合金,绝大多数剧烈塑性变形加... 详细信息

总结了近年来经剧烈塑性变形加工后的超细晶镁合金的腐蚀与防护研究。镁合金的初始成分可能对剧烈塑性变形加工后样品耐蚀性的变化起主导性作用。对于纯镁及含有铝或稀土等致钝性元素的合金,如AZ系和WE系镁合金,绝大多数剧烈塑性变形加工会促进生成更致密的保护膜,因而可以提升镁合金的耐蚀性。对于不含此类元素的镁合金体系,如Mg-Zn系合金,由于生成了更多的腐蚀微电偶,等通道转角挤压或高压扭转加工引起的第二相颗粒的细化和分布会加速镁合金的腐蚀,但多轴等温锻造可以提升此类合金的耐蚀性,该技术值得更多的关注。在成分相似的情况下,组织的均匀性或者第二相变化情况的影响可能较晶粒尺寸和织构演变的影响更大。对加工后的镁合金进行热处理或者表面改性是进一步提升其耐蚀性的有效手段。相对于粗晶基体,超细晶基体表面改性后的涂层的耐蚀性往往更好,值得更多的研究关注。

关键词：镁合金超细晶剧烈塑性变形表面改性耐蚀性腐蚀与防护

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超细晶镁合金的研究现状及展望

材料导报 2019年第9期33卷 1526-1534页

作者：彭鹏汤爱涛佘加周世博潘复生重庆大学材料科学与工程学院重庆400045 重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心重庆400044

镁及其合金具有低密度、高比强度、高导热性、高阻尼性以及良好的电磁屏蔽性能等优点,成为最具应用前景的结构材料之一。随着环保问题的日益突出,轻量化和节能减排变得日趋重要,对具有低密度、高性能和可回收再生产等特性的结构材料提... 详细信息

镁及其合金具有低密度、高比强度、高导热性、高阻尼性以及良好的电磁屏蔽性能等优点,成为最具应用前景的结构材料之一。随着环保问题的日益突出,轻量化和节能减排变得日趋重要,对具有低密度、高性能和可回收再生产等特性的结构材料提出了大量且迫切的需求,这对镁合金的发展和应用提供了广阔的前景,但目前镁合金特别是变形镁合金还没能大规模工业化应用,还有问题需要解决。绝对强度较低、塑性较差等是影响变形镁合金应用的主要瓶颈。在材料传统的四种强化理论中,析出强化、加工硬化等可以显著提高变形镁合金的绝对强度,但同时会损害其塑性;固溶强化一般只能提高强度,降低塑性,在镁合金中虽存在一些能够同时提升强度和塑性的固溶元素,但该类元素较少,且对强度和塑性的提升效果也十分有限,还有待进一步研究发展;而晶粒细化是目前最有效的能同时提高材料强度和塑性的方法,当晶粒细化至数个微米量级时(超细晶),材料的强度和塑性会得到极大提升。在钢铁材料中的超细晶钢,就是利用超细晶组织(一般认为超细晶组织的目标是将晶粒尺寸从传统的几十微米细化至1～2μm)使钢铁材料的综合力学性能翻一番。同时,晶粒超细化也是高性能镁合金的研究重点之一。近期相关研究表明,超细晶镁合金拥有良好的强度和塑性,甚至还具有室温超塑性。目前常用于制备超细晶镁合金的方法主要有两种:剧烈变形法和中低温变形法。其中剧烈变形法主要采用等通道挤压、高压扭转、累积叠轧、多向锻造、粉末冶金等工艺方法来实现晶粒超细晶化,已有一定的发展历史,具有较深的研究基础;而中低温变形法是近年来新兴的一种制备超细晶镁合金的方法,同样能够成功制备出平均晶粒尺寸约为1μm的超细晶镁合金材料,该方法具备工业化应用的潜力。此外,通过剧烈变形法和中低温变形法制备的不同合金成分的超细晶镁合金材料性能差异较大,因此合金的成分设计在两种制备超细晶镁合金的方法中也具有至关重要的作用。总地来说,通过设计不同的合金成分,改进制备工艺,准确调控变形过程中的再结晶行为,制备出组织良好、性能优异的镁合金材料已成为发展超细晶镁合金的重要方向。因此,本文综述了目前超细晶镁合金的研究现状及主流的制备方法的优缺点,并分析了超细晶镁合金的制备方法和合金设计对组织和性能的影响,最后对超细晶镁合金的发展方向进行展望。

关键词：镁合金超细晶晶粒细化合金设计

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超细晶过共析钢的纳米球状珠光体转变

材料热处理学报 2011年第11期32卷 53-58页

作者：连福亮彭广金何涛柳永宁朱杰武西安交通大学金属材料强度国家重点实验室陕西西安710049

过共析钢在奥氏体化温度下加热后空冷或炉冷将会产生片状珠光体组织和网状渗碳体,在超细晶条件下得到了不遵循这一规律的固态相变新现象。本实验采用高能球磨快速烧结方法制备了超细晶过共析钢块体试样,通过控制球磨时间控制烧成试样晶... 详细信息

过共析钢在奥氏体化温度下加热后空冷或炉冷将会产生片状珠光体组织和网状渗碳体,在超细晶条件下得到了不遵循这一规律的固态相变新现象。本实验采用高能球磨快速烧结方法制备了超细晶过共析钢块体试样,通过控制球磨时间控制烧成试样晶粒度。结果表明:当球磨时间超过40 h,烧结后试样晶粒细化到2～4μm的量级,试样空冷无法得到片状珠光体,经共析转变得到纳米级球状渗碳体和铁素体组织,渗碳体球的尺寸在10～100 nm范围。热力学分析表明,晶粒细化导致原奥氏体中碳化物形核率增加,尺寸较小的粒状碳化物相对于片状碳化物具有更大的形核动力;动力学分析表明,晶粒细化导致钢中碳扩散速度提高,层片状珠光体的长大受到抑制,共析转变中珠光体更易长成为粒状。

关键词：超细晶过共析钢珠光体扩散

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超细晶镁合金电流辅助微拉伸变形行为研究

机械工程学报 2022年第16期58卷 68-76页

作者：虞钧陈万吉徐杰单德彬郭斌哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室哈尔滨150080 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001

针对传统粗晶镁合金材料塑性差、成形精度低的问题,提出了超细晶镁合金电流辅助微成形新方法。利用高压扭转技术制备了平均晶粒尺寸约110 nm的超细晶AZ31镁合金,分别对粗晶和超细晶镁合金材料进行了电流辅助微拉伸变形行为研究,发现电... 详细信息

针对传统粗晶镁合金材料塑性差、成形精度低的问题,提出了超细晶镁合金电流辅助微成形新方法。利用高压扭转技术制备了平均晶粒尺寸约110 nm的超细晶AZ31镁合金,分别对粗晶和超细晶镁合金材料进行了电流辅助微拉伸变形行为研究,发现电流辅助下材料的流动应力明显降低,且相同条件下超细晶镁合金的抗拉强度较低,而伸长率较高。粗晶试样和超细晶试样的断口形貌明显不同,粗晶镁合金的变形不均匀,韧性断裂后产生局部熔断;超细晶镁合金变形均匀,从试样外表面形成裂纹后产生整体熔断。在此基础上,绘制了超细晶镁合金电流辅助微成形热加工图,结果表明,超细晶镁合金功率耗散效率更高,成形性能明显优于粗晶镁合金。

关键词：微成形电致塑性超细晶高压扭转镁合金

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超细晶钢理论及技术进展

钢铁 2005年第3期40卷 1-8页

作者：翁宇庆中国金属学会北京100711

叙述了由国家973项目:“新一代钢铁材料的重大基础研究”所开展的超细晶钢理论及技术进展。形变相变耦合、纳米析出相引起超细晶以及机械制造用钢的超细晶热处理是3 个主要手段。相应的组织性能预报、细晶钢的焊接及化学冶金高洁净、凝... 详细信息

叙述了由国家973项目:“新一代钢铁材料的重大基础研究”所开展的超细晶钢理论及技术进展。形变相变耦合、纳米析出相引起超细晶以及机械制造用钢的超细晶热处理是3 个主要手段。相应的组织性能预报、细晶钢的焊接及化学冶金高洁净、凝固均质化及细化是制造和应用的关键技术。

关键词：钢超细晶技术