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1000 MPa级高强钢熔敷金属强韧化机理分析

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焊接学报 2023年第7期44卷 116-122,I0009,I0010页

作者：曹志龙朱浩安同邦王晨霁马成勇彭云石家庄铁道大学石家庄050043 钢铁研究总院北京100081

自主设计4种不同镍含量(ω_(Ni))的Ni-Cr-Mo系焊丝,采用TIG焊制备1000 MPa级高强钢熔敷金属.利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪等对不同镍含量的熔敷金属微观组织进行表征,通过拉伸、冲击、硬度试验对熔敷... 详细信息

自主设计4种不同镍含量(ω_(Ni))的Ni-Cr-Mo系焊丝,采用TIG焊制备1000 MPa级高强钢熔敷金属.利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪等对不同镍含量的熔敷金属微观组织进行表征,通过拉伸、冲击、硬度试验对熔敷金属力学性能进行测试,探求镍含量对1000 MPa级高强钢熔敷金属强韧性机理的影响规律.结果表明,不同镍含量熔敷金属组织均由板条马氏体、板条贝氏体、联合贝氏体和残余奥氏体组成;镍含量不同,微观组织不同;随着镍含量增加,柱状晶宽度增大,板条马氏体、联合贝氏体和残余奥氏体增多,板条贝氏体减少,熔敷金属强度提高,塑性降低;当ω_(Ni)为5.44%时,强韧匹配最佳,屈服强度为1005 MPa,−50℃下冲击吸收能量为95 J.创新点:阐明了1000 MPa级海工用钢熔敷金属强韧化机理,揭示镍含量对1000 MPa级熔敷金属强韧化机理的影响.

关键词： Ni元素 1000 MPa级熔敷金属微观组织强韧化机理

三元Laves相Cr-Nb-Si(Al)合金的组织演变与强韧化机理

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中国有色金属学报 2022年第10期32卷 2999-3010页

作者：薛云龙王玉轩孙浩华袁亮李双明陕西科技大学陕西省无机材料绿色制备与功能化重点实验室西安710021 陕西科技大学轻工科学与工程学院西安710021 西北工业大学凝固技术国家重点实验室西安710072

采用真空非自耗电弧熔炼法制备了两种系列的Laves相Cr-Nb-Si(Al)合金,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、Vickers硬度计及万能力学试验机研究了合金的显微组织、力学性能及强韧化机理。结果表明:随着Al含量不断增加,合金Cr-45Nb-xAl(x=0,... 详细信息

采用真空非自耗电弧熔炼法制备了两种系列的Laves相Cr-Nb-Si(Al)合金,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、Vickers硬度计及万能力学试验机研究了合金的显微组织、力学性能及强韧化机理。结果表明:随着Al含量不断增加,合金Cr-45Nb-xAl(x=0,7.5,17.5)的显微组织由初生相Cr_(2)Nb+共晶Cr_(2)Nb/Nb固溶体(Nbss)演变为全共晶Cr_(2)Nb/Nbss;而随着Si含量不断增加,合金Cr-57.5Nb-xSi(x=0,5,10)的显微组织由初生相Nbss+共晶Cr_(2)Nb/Nbss演变为海藻-树枝晶共晶,树枝晶内部为两相共晶Cr_(2)Nb/Nbss,树枝晶边缘为三相共晶Cr_(2)Nb/Nb_(5)Si_(3)/Nbss。合金Cr-45Nb-xAl(x=0,7.5,17.5)的压缩强度与断裂韧性随Al含量增加不断减小,而合金Cr-57.5Nb-xSi(x=0,5,10)的压缩强度与断裂韧性随Si含量增加呈现先增大后减小的趋势,压缩强度与断裂韧性在Cr-57.5Nb-5Si合金均达到最大值,其值分别为2.5 GPa和15 MPa·m^(1/2)。合金Cr-57.5Nb-5Si优异的强韧性源于析出强化、界面强化、固溶强化、第二相增韧及合金化增韧的协同作用。

关键词： Laves相合金显微组织力学性能强韧化机理

高承载曲轴用34CrNiMo6钢调质处理工艺强韧化机理研究

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热加工工艺 2024年 24-29+34页

作者：谢波李秋睿纪超王红霞赵勇路拥庆林媛山西柴油机工业有限责任公司太钢不锈钢股份有限公司技术中心太原理工大学材料科学与工程学院

针对高承载曲轴需要高强塑性匹配的要求，选用34CrNiMo6钢并进行调质热处理，研究淬、回火温度对合金钢力学性能的影响规律，建立工艺-组织-性能的匹配关系，揭示合金钢调质热处理后强韧化机理。得出结论为：回火温度一定时，随着淬火... 详细信息

针对高承载曲轴需要高强塑性匹配的要求，选用34CrNiMo6钢并进行调质热处理，研究淬、回火温度对合金钢力学性能的影响规律，建立工艺-组织-性能的匹配关系，揭示合金钢调质热处理后强韧化机理。得出结论为：回火温度一定时，随着淬火温度升高，34CrNiMo6钢硬度、强度是逐渐小幅下降，伸长率先增加后减少，并在860℃时达到峰值，冲击功则逐渐增加。淬火温度一定时，随回火温度增加，硬度、抗拉强度和屈服强度呈现出先降低后增加最后又降低的趋势，伸长率和冲击功呈现出先增加后减小的抛物线形态。在580℃回火，硬度、强度达到小高峰，伸长率获得最大值，冲击功比560℃时的最大值略有下降。当回火温度超过600℃时，各项性能急剧下降。因此，34CrNiMo6钢的最佳调质工艺为：860℃淬火+580℃回火，其强韧化机理与索氏体的细化程度和残余奥氏体含量及变形过程组织中的位错密度有关。

关键词： 34CrNiMo6钢调质强韧化机理位错密度曲轴

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异构镁制备及强韧化机理的研究现状

中国有色金属学报 2024年

作者：李博超范玲玲崔壮付瑞豪李舒鹏刘满平蒋斌曾迎西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室江苏大学材料科学与工程学院重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心

镁合金以及镁基复合材料强度和塑性通常存在矛盾关系，在基体中引入异质结构是解决该矛盾的新方法。近年来，异构镁合金以及异构镁基复合材料的制备以及强韧化机理的研究受到广泛关注。本文从异构镁合金以及异构镁基复合材料的常见种类... 详细信息

镁合金以及镁基复合材料强度和塑性通常存在矛盾关系，在基体中引入异质结构是解决该矛盾的新方法。近年来，异构镁合金以及异构镁基复合材料的制备以及强韧化机理的研究受到广泛关注。本文从异构镁合金以及异构镁基复合材料的常见种类、制备工艺、强韧化机理分析的角度进行了综述，总结了异质结构镁的研究现状并对其进行了展望。

关键词：异质结构镁合金镁基复合材料加工工艺强韧化机理

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纤维改性粉煤灰基地聚物的强韧化机理研究

合肥工业大学学报（自然科学版） 2023年第1期46卷 104-110页

作者：周新星吴天军山西省交通科技研发有限公司黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室山西太原030032 山西交科岩土工程有限公司山西太原030006

为明确木质素纤维在循环流化床粉煤灰基地聚物(circulating fluidized bed fly ash based geopolymer,CFBG)中的强韧化机理,文章通过添加偏高岭土和少量的电石渣,借助电子式万能材料试验机、X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、能谱仪... 详细信息

为明确木质素纤维在循环流化床粉煤灰基地聚物(circulating fluidized bed fly ash based geopolymer,CFBG)中的强韧化机理,文章通过添加偏高岭土和少量的电石渣,借助电子式万能材料试验机、X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、能谱仪、红外光谱、工业CT及分子模拟,对不同木质素纤维掺量(质量分数分别为0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)的地聚物进行力学特性、结构及微观形貌测试,分析不同木质素纤维掺量对CFBG强韧化机理的影响。结果表明:当木质素纤维掺量为0.3%时,CFBG抗折强度和断裂韧性达到最大值,分别为18.6 MPa、9.6 MPa·m^(1/2);随着木质素纤维掺量增加,地聚物抗压强度和断裂韧性呈上升趋势;掺入木质素纤维可促进地聚物中莫来石晶相、类沸石晶相及C-S-H凝胶的生成,显著改变地聚物的结构;木质素纤维的掺入可降低地聚物表面孔隙,改变地聚物破坏形式,延长裂缝的扩展路径。研究结果可为促进工业固废高附加值资源化利用提供理论依据。

关键词：地聚物粉煤灰木质素纤维偏高岭土强韧化机理

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中锰Q&P钢的组织演变与强韧化机理研究

中锰Q&P钢的组织演变与强韧化机理研究

作者：刘磊山东建筑大学

学位级别：硕士

我国汽车保有量的迅猛增长,给石油能源消耗、环境污染带来了巨大压力,也使得交通安全问题日益突出。汽车轻量化技术作为汽车行业的重要发展趋势,在燃油车、新能源车的节能减排、操控性、安全性和电池续航等方面均具有明显优势。目前,由... 详细信息

我国汽车保有量的迅猛增长,给石油能源消耗、环境污染带来了巨大压力,也使得交通安全问题日益突出。汽车轻量化技术作为汽车行业的重要发展趋势,在燃油车、新能源车的节能减排、操控性、安全性和电池续航等方面均具有明显优势。目前,由于结构设计成熟度较高,轻量化材料的开发和应用成为当前汽车轻量化技术的主攻方向。钢铁作为汽车行业的重要原材料,一般占到汽车自重的65%以上,具有强度高、生产成本低以及回收便利等优势,在未来相当一段时间内具有不可替代的作用。现阶段,汽车钢铁材料的发展重点还是汽车先进高强度钢(AHSS)的研发和大规模应用。中锰钢(MMS)作为第三代汽车先进高强钢的代表之一,因其可媲美高锰TWIP钢的优异力学性能和相对较低的合金成本,成为广大专家学者以及汽车厂家研究的重点。就目前中锰钢工业化生产而言,罩式退火生产周期长,长时间的保温容易造成晶粒粗大降低力学性能、增加脆性;连续退火的热处理时间一般不超过15分钟,无法使中锰钢达到足够的元素扩散富集程度和逆相变奥氏体含量。于是短时临界退火-淬火配分(IA-Q&P)结合工艺被证实是中锰钢获得具有适当机械稳定性残余奥氏体的好方法。本文以IA-Q&P工艺处理中锰钢,并从进一步提升残余奥氏体稳定性、退火和配分工艺参数探究、微观组织性能演变、元素扩散富集以及强韧化机理等方面展开研究,得出以下三个方面的研究结果:(1)研究不同道次的短时循环加热和淬火预处理对中锰钢组织性能的影响。(1)预处理后,各相平均尺寸发生急剧减小,残余奥氏体形貌也从M/A岛或大板条状转变为细小针状(薄膜状)。其中,3次循环后残余奥氏体平均尺寸达到～0.14μm,并因其细小的晶粒尺寸和形貌稳定性获得了应变前后～78.30%的残余奥氏体转化率。(2)预处理后,大范围的轧制织构演变为无规律取向性,不仅有助于不同取向残余奥氏体发生相变诱导塑性(TRIP)效应,还增加了内部组织的均匀性;随着各相再结晶晶粒和晶界处FeC变得更加细小、密集,积累的大量畸变能和位错为初始应变阶段提供了更大硬化阻力。(3)结合线扫描和三维原子探针(3D-APT)技术研究发现,平均尺寸的降低和周围“供碳”基体的紧密环绕,预处理后的薄膜状残余奥氏体比初始M/A岛或大板条状残余奥氏体具有更高的C、Mn等元素富集程度。(4)预处理对中锰钢残余奥氏体机械结构、元素富集的双重增强以及更高的位错密度和晶格畸变,使得循环预处理后的中锰钢的总延伸率最高获得了～53.75%的提升(16.00%→24.60%),并且具有明显的“三阶段”加工硬化行为和更高的n值。(2)研究不同退火温度对基体组织的影响。(1)随着退火温度降低,更多的铁素体对奥氏体造成穿晶切割,导致M/A岛中大板条残余奥氏体转变为细小板条状(薄膜状),其中,670℃退火时,残余奥氏体平均横向尺寸达～50-150nm,应变前后残余奥氏体转化率达到最大。(2)随着退火温度的增加,更多的碳从过饱和马氏体扩散至残余奥氏体,导致残余奥氏体中碳含量持续增加;当退火温度超过700℃时,足量的碳元素导致部分残余奥氏体过于稳定,同时,大量的硬相马氏体基体增加了奥氏体发生马氏体相变的阻力,导致总伸长率持续下降。(3)过多的马氏体或铁素体基体中大量位错和晶格畸变会导致初始低应变状态的高硬化率,“适当”的残余奥氏体稳定性和周围基体对马氏体相变的阻力是高应变下的加工硬化率保持稳定的重要原因,因此,中锰钢在670℃退火时,获得了抗拉强度1130 MPa和总延伸率26.80%的最佳组合。(3)研究不同配分温度对一、二次马氏体含量、形貌、尺寸以及残余奥氏体分布的影响。(1)随着配分温度的升高,块状二次马氏体增多并且平均尺寸相对较大,一次板条马氏体较少并且粗化。残余奥氏体主要呈细板条状分布于一次板条马氏体相间、块状二次马氏体边界或原始奥氏体晶界处,随着配分温度降低,越来越多的残余奥氏体储存在了一次板条马氏体相间。(2)不同配分温度下,残余奥氏体含量和其碳含量呈现相反的上下起伏趋势,一次马氏体较多或者较少,都不能使未转变奥氏体得到大量有效保留,这是因为提供碳的过饱和一次马氏体较少或未转变奥氏体基数较少。(3)随着配分温度的增加,硬相二次马氏体的增多导致应变过程中的变形协调能力变差,产生应力集中,屈服强度逐渐增加,也导致了初始应变阶段的高加工硬化率。抗拉强度与伸长率的变化主要受残余奥氏体含量和稳定性共同影响,进而控制着加工硬化率的持续性和n值,其中,“适当”含量的硬相二次马氏体可以为残余奥氏体的马氏体相变提供恰好的阻力,延缓断裂的发生。另外,硬相二次马氏体对硬度的贡献最大,同时也要注意引入的贝氏体等其他基体会降低整体硬度,限制残余奥氏体发生马氏体相变的阻力会降低。

关键词：中锰钢 IA-Q&P 残余奥氏体元素扩散强韧化机理

核用460 MPa级高强钢焊条熔敷金属强韧化机理研究

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压力容器 2021年第12期38卷 7-14页

作者：左月康举安同邦马成勇王启冰张华蔡晓君北京石油化工学院北京102617 钢铁研究总院焊接研究所北京100081 深水油气管线关键技术与装备北京市重点实验室北京102617

针对460 MPa级核用低合金高强支承结构钢焊接需求,设计了3种不同成分配比的焊条,并进行了熔敷金属焊接试验。采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)、拉伸、冲击等试验方法,研究了w(Mn)/w(Ni)和w(Mn)/w(Si)对熔敷金属组... 详细信息

针对460 MPa级核用低合金高强支承结构钢焊接需求,设计了3种不同成分配比的焊条,并进行了熔敷金属焊接试验。采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)、拉伸、冲击等试验方法,研究了w(Mn)/w(Ni)和w(Mn)/w(Si)对熔敷金属组织和性能变化的影响规律。结果表明:熔敷金属中w(Mn)/w(Ni)和w(Mn)/w(Si)过高或过低都会对其强韧性产生不利影响。当w(Mn)/w(Ni)和w(Mn)/w(Si)分别控制在0.84和3.76左右时,熔敷金属强韧性匹配最佳,屈服强度和抗拉强度分别为581 MPa和635 MPa,-30℃下的冲击吸收能量为128 J,其组织为39%针状铁素体+34%准多边形铁素体+27%(先共析铁素体+侧板条铁素体)。

关键词：低合金高强钢核电用焊材焊条熔敷金属强韧化机理

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柱塞表面激光熔覆铁基涂层的强韧化机理

焊接学报 2014年第2期35卷 19-22,114页

作者：李美艳韩彬高宁王勇宋立新中国石油大学(华东)机电工程学院青岛266580 徐工铁路装备有限公司徐州221004 海洋石油工程(青岛)有限公司青岛266520

文中在柱塞表面激光熔覆制备高硬度铁基涂层,采用SEM,XRD,EPMA和TEM等手段研究熔覆层组织特征及耐磨性,阐述其强韧化机理.结果表明,激光熔覆铁基合金涂层成形良好,无裂纹及气孔等缺陷,熔覆层与基体呈冶金结合,组织由(Ni,Fe)固溶体、(Cr,... 详细信息

文中在柱塞表面激光熔覆制备高硬度铁基涂层,采用SEM,XRD,EPMA和TEM等手段研究熔覆层组织特征及耐磨性,阐述其强韧化机理.结果表明,激光熔覆铁基合金涂层成形良好,无裂纹及气孔等缺陷,熔覆层与基体呈冶金结合,组织由(Ni,Fe)固溶体、(Cr,Fe)23C6碳化物和少量孪晶马氏体组成.铁基熔覆层的强化机制主要有细晶强化、固溶强化、弥散强化以及马氏体强化;熔覆层内(Ni,Fe)固溶体及细晶强化的综合作用,保证了高硬度铁基涂层的韧性.铁基熔覆层显微硬度较45钢提高4倍,最大值HHV0.2=850 GPa;熔覆层耐磨性明显高于45钢,45钢表面出现大面积疲劳剥落,铁基熔覆层磨损面平整,磨痕很浅且少,磨损机制为轻微的磨粒磨损.

关键词：柱塞激光熔覆铁基涂层耐磨性强韧化机理

新型高强韧Cr-Ni-Mo-V钢的显微组织结构与强韧化机理

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兵器材料科学与工程 2018年第6期41卷 92-95页

作者：胡士廉吕彦黄建文高永亮李登仁胡俊田雨江中国兵器科学研究院宁波分院浙江宁波315103

新型高强韧Cr-Ni-Mo-V钢以新的设计思想为指导,采用"减法合金"和氧化物控制理论,减少易氧化元素、提高主元素,从而有效提高钢的强韧性。对新型高强韧钢在不同氧含量下钢中夹杂物以及显微组织结构进行分析,研究该高强韧钢的强韧化机理。... 详细信息

新型高强韧Cr-Ni-Mo-V钢以新的设计思想为指导,采用"减法合金"和氧化物控制理论,减少易氧化元素、提高主元素,从而有效提高钢的强韧性。对新型高强韧钢在不同氧含量下钢中夹杂物以及显微组织结构进行分析,研究该高强韧钢的强韧化机理。结果表明:采用减法合金和氧化物设计方法,可以提高新型钢的纯净度,增强钢的韧性;新型高强韧钢中存在纳米级M2C、VC等碳化物析出,大量位错在晶界、马氏体板条间增值和堆积,使钢兼具高强度和韧性。

关键词： Cr-Ni-Mo-V钢氧化物夹杂氧含量纳米显微组织强韧化机理位错增殖