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合金钢高温防护涂料的研制及性能

锻压技术 2022年第4期47卷 235-241页

作者：冯驰王建峰段素杰北京天力创玻璃科技开发有限公司北京100176

针对合金钢在高温下出现的氧化、脱碳,以及由其造成的钢材制造过程中材料利用率降低、钢材主要性能下降的现象,提出在热处理、锻造、轧制等热加工前,在合金钢表面施加保护涂层。同时,讨论了合金钢高温防护涂料的研制过程、作用机理及性... 详细信息

针对合金钢在高温下出现的氧化、脱碳,以及由其造成的钢材制造过程中材料利用率降低、钢材主要性能下降的现象,提出在热处理、锻造、轧制等热加工前,在合金钢表面施加保护涂层。同时,讨论了合金钢高温防护涂料的研制过程、作用机理及性能。合金钢高温防护涂料在高温下会迅速烧结致密,并与钢材紧密结合,隔绝氧气,同时防止合金钢内部的碳元素溢出,达到在600~1250℃高温下防氧化、防脱碳的效果,而在1200℃及以上温度的长时间加热过程中,可将合金钢的氧化烧损减少至0.3%以下,脱碳层厚度减少至200μm以下。在热历程后,防护涂层具有可控的自剥落性能,可满足不同工艺的要求。

关键词：合金钢高温防护涂料防氧化防脱碳自剥落

合金钢强韧化热处理组织结构高通量高分辨率三维重建

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材料热处理学报 2020年第10期41卷 170-174页

作者：周祝兵闫扶摇张雁祥赵军徐跃明闫牧夫哈尔滨工业大学材料科学与工程学院金属精密热加工国家级重点实验室黑龙江哈尔滨150001 江苏法尔胜缆索有限公司江苏江阴214445 北京机电研究所有限公司北京100083

应用距离相关函数法,重构了桥梁锚具用40Cr合金钢淬火层和航空高速重载传动件用18Ni合金钢低温稀土共渗层的三维组织结构。结果表明:该方法分辨率取决于组织结构的二维图像,因此可以达到超高分辨率。另外,提出的多级重构算法突破了传统... 详细信息

应用距离相关函数法,重构了桥梁锚具用40Cr合金钢淬火层和航空高速重载传动件用18Ni合金钢低温稀土共渗层的三维组织结构。结果表明:该方法分辨率取决于组织结构的二维图像,因此可以达到超高分辨率。另外,提出的多级重构算法突破了传统算法重构尺寸极限(150~3体元),可在短时内重建200~3体元尺寸,因此具有高通量特性。该方法为合金钢组织结构的表征提供了一种简单易用的、介于二维体视学与三维成像技术之间的有效途径。

关键词：合金钢三维组织结构强韧化热处理

用于合金钢分析的微型双脉冲激光诱导击穿光谱技术

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冶金分析 2023年第7期43卷 21-28页

作者：张子旭侯佳佳冯中琦张大成西安电子科技大学光电工程学院

在冶金工业中冶金成分的在线检测和控制是冶炼全流程经济生产的核心。激光诱导击穿光谱(LIBS)技术具有快速、非接触、无需制样等特点，非常适合用于合金成分的在线检测。实验利用自主研制的微型双脉冲LIBS系统对合金钢标样进行了LIBS测... 详细信息

在冶金工业中冶金成分的在线检测和控制是冶炼全流程经济生产的核心。激光诱导击穿光谱(LIBS)技术具有快速、非接触、无需制样等特点，非常适合用于合金成分的在线检测。实验利用自主研制的微型双脉冲LIBS系统对合金钢标样进行了LIBS测量。分别采用内标法和偏最小二乘回归(PLSR)法对6种合金钢标准样品中的Ni、Cr、Cu、Mn元素进行了定量分析，内标法结果表明，定标曲线的决定系数均大于0.99,预测含量的相对误差分别为5.59%、4.84%、4.27%、5.97%;PLSR法结果显示，定标曲线的决定系数均大于0.98,Ni、Cr、Cu、Mn元素含量预测的相对误差分别为2.61%、2.04%、3.01%、2.46%;相比内标法，PLSR方法具有更高的定量精度。此外，通过对比微型激光器输出双脉冲与单脉冲激光对LIBS测量的影响发现，使用双脉冲模式激光输出能够有效提高LIBS信号的信噪比和稳定性。

关键词：微型激光诱导击穿光谱(LIBS) 合金钢双脉冲定量分析偏最小二乘回归(PLSR)

球墨铸铁QT500与合金钢20MnCr5同轴双激光焊接工艺及组织性能研究

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中国激光 2023年

作者：陈帅帅张文东李博洋刘黎明王红阳大连理工大学材料科学与工程学院辽宁省先进连接技术重点实验室

针对球墨铸铁与合金钢异种材料焊接界面容易形成碳偏聚进而产生裂纹的问题，通过采用连续/脉冲同轴双激光焊接工艺及填充镍基合金焊丝，实现了QT500与20MnCr5的优质焊接。研究了同轴双激光中脉冲激光功率变化对焊缝质量的影响规律，讨... 详细信息

针对球墨铸铁与合金钢异种材料焊接界面容易形成碳偏聚进而产生裂纹的问题，通过采用连续/脉冲同轴双激光焊接工艺及填充镍基合金焊丝，实现了QT500与20MnCr5的优质焊接。研究了同轴双激光中脉冲激光功率变化对焊缝质量的影响规律，讨论了激光作用位置向钢侧偏移（偏移量），对焊接接头界面碳元素偏聚现象的影响机制。对焊接接头力学性能、金相组织及硬度分布进行了综合分析。结果表明，同轴双激光焊接工艺可用于球墨铸铁与合金钢的焊接，球墨铸铁侧的热输入对焊缝的成形质量及力学性能的影响较为敏感；由于球墨铸铁侧莱氏体及马氏体的析出，断裂主要发生在该侧的熔合区；在保证熔深稳定的前提下，通过激光作用位置向钢侧偏移，能够有效减小球墨铸铁侧的热输入，避免碳元素过渡偏聚，接头的强度得到优化，断裂位置向热影响区移动，焊缝力学性能也相应提高。

关键词：同轴连续—脉冲双激光球墨铸铁合金钢镍基合金焊丝

选区激光熔化成形12CrNi2合金钢的显微组织和力学性能

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焊接学报 2021年第8期42卷 8-17,I0001,I0002页

作者：巴培培董志宏张炜彭晓中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心沈阳110016 中国科学技术大学合肥230026 南昌航空大学南昌330063

利用选区激光熔化(SLM)技术制备了12CrNi2合金钢.借助金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、显微硬度仪、室温拉伸试验等方法研究了激光能量密度对合金钢显微组织和力学性能的影响.结果表明,成形合金钢的宏观组织可分为熔池区... 详细信息

利用选区激光熔化(SLM)技术制备了12CrNi2合金钢.借助金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、显微硬度仪、室温拉伸试验等方法研究了激光能量密度对合金钢显微组织和力学性能的影响.结果表明,成形合金钢的宏观组织可分为熔池区与热影响区两部分,微观组织为回火马氏体和少量残余奥氏体.随激光能量密度(EV)增加,成形合金钢的孔洞缺陷逐渐减少,致密度逐渐增加,最高可达到99.87%;同时,熔池体积增大,寿命增加,冷却速度降低,导致回火马氏体板条宽化,热影响区变宽,合金钢的显微硬度和强度降低,塑性增加.在EV为81.34 J/mm3条件下,SLM成形12CrNi2合金钢具有最优强塑性,抗拉强度和屈服强度分别为1098和882 MPa,断后伸长率为20.07%.采用SLM技术成形12CrNi2合金钢可获得比激光熔化沉积(LMD)和铸造成形更佳的综合力学性能.创新点:(1)采用选区激光熔化(SLM)技术制备了12CrNi2合金钢,扩展了激光增材制造(LAM)技术在合金钢领域的应用,可为合金钢的激光成形提供理论和试验参考.(2)改变激光能量密度(EV)可调控成形12CrNi2合金钢的致密度和组织结构,获得不同力学性能;EV为81.34 J/mm^(3)条件下,实现最优强塑性能,成形合金钢的抗拉强度和屈服强度分别为1098和882 MPa,断后伸长率为20.07%.(3)采用SLM技术成形12CrNi2合金钢可获得比激光熔化沉积(LMD)和铸造成形更佳的综合力学性能.

关键词：激光增材制造选区激光熔化合金钢显微组织力学性能

GB/T 32255—2015《高温承压马氏体不锈钢和合金钢通用铸件》国家标准解读

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铸造 2022年第11期71卷 1442-1446页

作者：李振纲储开宇姚少勇刘东信华北电力大学机械工程系河北保定071003 河北国华定州发电有限责任公司河北定州073000

介绍了GB/T 32255—2015国家标准制定的背景、目的宗旨以及标准的特点和应用。重点解读了标准中的高温承压马氏体不锈钢和合金钢的牌号、化学成分、力学性能、铸件的热处理以及铸件的焊补。标准中规定了12种牌号材料的热处理工艺和室温... 详细信息

介绍了GB/T 32255—2015国家标准制定的背景、目的宗旨以及标准的特点和应用。重点解读了标准中的高温承压马氏体不锈钢和合金钢的牌号、化学成分、力学性能、铸件的热处理以及铸件的焊补。标准中规定了12种牌号材料的热处理工艺和室温力学性能。实际选用牌号时,要综合考虑牌号材料的力学性能、使用寿命、使用温度、承受载荷及铸造工艺等因素。本标准的制定为我国高温承压马氏体不锈钢和合金钢通用铸件的制造、应用提供了依据和参考,将有力促进行业技术水平的提高。

关键词：高温承压铸件马氏体不锈钢合金钢标准解读

不同条件下SA533 Gr.B合金钢与石墨摩擦副的摩擦磨损性能

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机械工程材料 2022年第4期46卷 56-62页

作者：田洪志王文东王飞上海核工程研究设计院有限公司上海200233 上海材料研究所上海市工程材料应用评价重点实验室上海200437

分别将石墨化度和抗压强度不同的2种石墨与SA533 Gr.B合金钢组成摩擦副,用环块摩擦试验机测试不同润滑方式下的摩擦磨损性能,对磨损形貌进行观察。结果表明:在干摩擦稳定阶段,合金钢与石墨化度高且抗压强度低的石墨配副时摩擦副的摩擦... 详细信息

分别将石墨化度和抗压强度不同的2种石墨与SA533 Gr.B合金钢组成摩擦副,用环块摩擦试验机测试不同润滑方式下的摩擦磨损性能,对磨损形貌进行观察。结果表明:在干摩擦稳定阶段,合金钢与石墨化度高且抗压强度低的石墨配副时摩擦副的摩擦因数大于与石墨化度低且抗压强度高的石墨配副,同时石墨化度低且抗压强度高的石墨的磨损率较低;在硼酸溶液中湿摩擦条件下,合金钢与不同石墨配副时摩擦副的摩擦因数差异不大,呈波动变化趋势,石墨的磨损率均高于干摩擦条件下;在剪切应力下,石墨化度低且抗压强度高的石墨在合金钢表面形成的转移膜较薄,且与钢基体结合紧密;石墨在干摩擦和硼酸溶液中湿摩擦条件下的磨损机制均以磨粒磨损为主。

关键词：合金钢石墨摩擦因数磨损率转移膜

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合金钢稀土渗氮层的硬度增强机理

金属热处理 2016年第5期41卷 19-24页

作者：谷吉海吕军成刘成友张安宁林晶张国良王新亮哈尔滨商业大学轻工学院黑龙江哈尔滨150028 哈尔滨意锋稀土材料开发有限公司黑龙江哈尔滨150050

为研究合金钢稀土渗氮层硬度增强机理,采用扫描电镜、透射电镜和显微硬度计等测试方法,对3种常用合金钢的常规渗氮和稀土渗氮的显微组织和渗层硬度进行分析。结果表明:稀土原子的渗入导致钢表层晶粒缺陷密度增加,在缺陷处生成气团,使晶... 详细信息

为研究合金钢稀土渗氮层硬度增强机理,采用扫描电镜、透射电镜和显微硬度计等测试方法,对3种常用合金钢的常规渗氮和稀土渗氮的显微组织和渗层硬度进行分析。结果表明:稀土原子的渗入导致钢表层晶粒缺陷密度增加,在缺陷处生成气团,使晶粒内氮原子偏聚区增多,晶粒亚结构细化,导致硬度提高;同时稀土原子沿晶界渗入和扩散,会诱导晶界迁移,使晶界表面突壁和扭折密度发生变化,可以使常规渗氮中容易析出的网状ε氮化物减少,降低了沿晶界断裂的可能性,强化了晶界。这些作用的叠加,提高了渗氮层的硬度和材料的力学性能。

关键词：合金钢稀土渗氮渗层硬度线缺陷密度增殖亚结构细化

20CrMo合金钢生产过程中非金属夹杂物的演变

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工程科学学报 2021年第8期43卷 1090-1099页

作者：王伟健罗艳张立峰任英北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室机械工程学院秦皇岛066004

为了进一步研究20CrMo合金钢在生产过程中夹杂物的演变机理,实现对钢中非金属夹杂物的合理控制,保证生产顺行,提高产品力学性能,针对“BOF→LF→RH→钙处理→连铸→热轧”工序生产20CrMo合金钢全流程中非金属夹杂物的演变规律进行了研究... 详细信息

为了进一步研究20CrMo合金钢在生产过程中夹杂物的演变机理,实现对钢中非金属夹杂物的合理控制,保证生产顺行,提高产品力学性能,针对“BOF→LF→RH→钙处理→连铸→热轧”工序生产20CrMo合金钢全流程中非金属夹杂物的演变规律进行了研究.在LF精炼及RH精炼加钙前钢中非金属夹杂物含有70%以上的Al_(2)O_(3).钙处理后,由于过量的钙加入到钢液中,夹杂物中CaS质量分数迅速增加至59%,Al_(2)O_(3)质量分数降低至21%.在连铸过程中由于二次氧化的发生,夹杂物转变为CaO−Al_(2)O_(3),其中含有50%的Al_(2)O_(3)、39%的CaO和10%的CaS,并且夹杂物平均尺寸增加.在钢的冷却和凝固过程中,CaO质量分数降低至5%,CaS质量分数增加至57%,钢中夹杂物转变为Al_(2)O_(3)−CaO−CaS的复合夹杂物,同时含有少量大尺寸的CaO−Al_(2)O_(3)夹杂物.在钢的轧制过程中,夹杂物中CaO含量进一步降低,CaS含量增加,夹杂物平均尺寸增加,形成了CaO−Al_(2)O_(3)与CaS黏结型的复合夹杂物与Al_(2)O_(3)−CaS复合夹杂物.对CaO-Al_(2)O_(3)与CaS黏结型的复合夹杂物的形成原因进行了讨论.

关键词：合金钢钙处理夹杂物二次氧化凝固