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稀土Ce对钢中铜元素偏析的影响

材料热处理学报 2018年第8期39卷 63-67页

作者：王鹏李长荣刘然师帅李中元贵州大学材料与冶金学院贵州贵阳550025 贵州省冶金工程与过程节能重点实验室贵州贵阳550025

利用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析研究稀土元素Ce对钢中铜元素偏析的影响。结果表明：铜元素极易在晶界处偏析,随着Ce含量的增加,晶粒尺寸由最初的69.4μm减小到13.7μm,晶界数量增多,单位晶界上铜元素含量显著降低,减少量达到86.3%... 详细信息

利用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析研究稀土元素Ce对钢中铜元素偏析的影响。结果表明：铜元素极易在晶界处偏析,随着Ce含量的增加,晶粒尺寸由最初的69.4μm减小到13.7μm,晶界数量增多,单位晶界上铜元素含量显著降低,减少量达到86.3%;理论计算与实验表明,稀土夹杂物Ce2O3和Ce2O2S均可以诱导钢中铜元素的非均质异质形核析出,改变铜元素在钢中的析出方式,使铜元素呈现均匀弥散化分布。

关键词：铜偏析稀土夹杂物晶粒细化非均质形核

HRB500E钢中第二相VC的异质形核分析与晶粒细化

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材料导报 2020年第S01期34卷 436-439页

作者：陈龙海李长荣黎志英李正嵩刘占林贵州大学材料与冶金学院贵阳550025 贵州省冶金工程与过程节能重点实验室贵阳550025 首钢水城钢铁(集团)有限责任公司六盘水553000

钢液凝固时,碳化钒作为钢液中铁素体或奥氏体的形核基底相,促进了钢液的非均质形核,并且起到细化凝固组织晶粒的作用。基于二维错配度理论计算碳化钒为基底的化合物对钢液非均匀形核能力的促进作用,通过热力学计算出碳化钒在不同温度的... 详细信息

钢液凝固时,碳化钒作为钢液中铁素体或奥氏体的形核基底相,促进了钢液的非均质形核,并且起到细化凝固组织晶粒的作用。基于二维错配度理论计算碳化钒为基底的化合物对钢液非均匀形核能力的促进作用,通过热力学计算出碳化钒在不同温度的固溶量,采用扫描电子显微镜(SEM)对金属组织进行分析,验证了以碳化钒为基底的化合物对钢液凝固组织的细化作用。

关键词：钢液凝固碳化钒奥氏体非均质形核

纳米ZrO2对球墨铸铁微观组织及性能的影响

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纳米ZrO2对球墨铸铁微观组织及性能的影响

作者：于帅沈阳工业大学

学位级别：硕士

球墨铸铁作为特殊工程材料,因具有良好的力学性能、铸造性能且成本较低,因此在风力发电、汽车工业等众多领域中得到广泛应用。近年来,球墨铸铁的使用量逐年递增,人们对球墨铸铁的各个方面性能提出了更高要求,传统的球墨铸铁已经不再满... 详细信息

球墨铸铁作为特殊工程材料,因具有良好的力学性能、铸造性能且成本较低,因此在风力发电、汽车工业等众多领域中得到广泛应用。近年来,球墨铸铁的使用量逐年递增,人们对球墨铸铁的各个方面性能提出了更高要求,传统的球墨铸铁已经不再满足各工业领域的发展需求。因此,提高球墨铸铁性能的新途径需要不断地被发掘。近年来,陶瓷颗粒增强金属基复合材料的研究日益增多,这成为一种提升材料综合性能的有效手段。ZrO2具有高硬度、高熔点以及良好的化学稳定性。根据理论计算,ZrO2与γ-Fe之间的错配度δ为0.77%,经验电子理论特征参量Δp为1.475,由此可见,ZrO2可作为基底相促进初生γ-Fe的非均质形核。本文采用高能球磨法对纳米ZrO2颗粒进行预分散处理,通过对ZrO2添加方式的改进设计,确定机械搅拌方式为ZrO2最优添加方式,并通过该方式将ZrO2引入球墨铸铁熔体中,纳米ZrO2颗粒添加量分别为0.25wt.%、0.5wt.%、0.75wt.%及 1 wt.%。研究结果显示,添加不同含量纳米ZrO2颗粒后,球墨铸铁组织得到不同程度的改善。随着ZrO2添加量的增大,石墨组织球化率得到提高,单位面积内石墨数增加,石墨平均尺寸减小,铁素体晶粒细化。当ZrO2添加量为0.75wt.%时,石墨组织球化率为80.5%,铁素体晶粒细化效果最为明显,单位面积内的晶粒数最多,平均晶粒尺寸为21.08μm,珠光体组织细化。随着ZrO2含量的逐渐增加,珠光体片层间距先增大后减小。添加不同含量ZrO2的球墨铸铁试样,其室温拉伸性能均存在不同程度的提高。球墨铸铁的抗拉强度、屈服强度随ZrO2含量的增加而升高,伸长率呈现出先增大后减小的趋势。添加0.75wt.%ZrO2的球墨铸铁具有最优的拉伸性能,抗拉强度可达438.6MPa,相比未添加ZrO2的试样提升了 60.6MPa,伸长率为22.4%,比未添加ZrO2的试样提升了 7.5%;随着ZrO2添加量的增大,球墨铸铁的冲击吸收功呈现出先增大后减小的趋势,添加0.75wt.%ZrO2的试样冲击吸收功为17.3J,与未添加ZrO2的试样相比增加了 5.1J;添加不同含量ZrO2的球墨铸铁的摩擦磨损性能也有所提高,添加0.25wt.%、0.5wt.%、0.75wt.%及1wt.%的ZrO2摩擦磨损试样的平均失重量分别为0.0828g、0.0723g、0.0610g、0.0456g以及0.0504g,ZrO2添加量为0.75wt.%时,球墨铸铁拥有最佳的耐磨性。

关键词：纳米ZrO2 机械搅拌球墨铸铁非均质形核力学性能

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固态化合物对钢液非均质形核的触媒作用

金属学报 2009年第12期45卷 1441-1445页

作者：潘宁宋波翟启杰北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 上海大学材料科学与工程学院上海200072

对钢液中各种固态化合物基底与形核相(δ-Fe和γ-Fe)的价电子结构进行了计算,基于静电作用理论和经验电子理论提出了基底和形核相之间的特征参量△ρ,并对△ρ与钢液非均质形核触媒作用的关系进行了分析和讨论.结果表明:基底和形核相之... 详细信息

对钢液中各种固态化合物基底与形核相(δ-Fe和γ-Fe)的价电子结构进行了计算,基于静电作用理论和经验电子理论提出了基底和形核相之间的特征参量△ρ,并对△ρ与钢液非均质形核触媒作用的关系进行了分析和讨论.结果表明:基底和形核相之间的特征参量△ρ越大,非均质形核作用越好.

关键词：静电作用经验电子理论非均质形核钢液

纳米SiO2对铸态球铁微观组织及力学性能的影响

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纳米SiO2对铸态球铁微观组织及力学性能的影响

作者：赵宇沈阳工业大学

学位级别：硕士

铸态球墨铸铁具有良好的力学性能且生产成本较低,因此广泛应用于机械制造业。随着经济与科技的发展,人们对其性能要求变得更高。而传统的通过调控珠光体与铁素体比例的方式来获得高强度或伸长率的方法存在一定的弊端,为此,亟需通过不断... 详细信息

铸态球墨铸铁具有良好的力学性能且生产成本较低,因此广泛应用于机械制造业。随着经济与科技的发展,人们对其性能要求变得更高。而传统的通过调控珠光体与铁素体比例的方式来获得高强度或伸长率的方法存在一定的弊端,为此,亟需通过不断地研究找到提升球铁性能的新途径。经过理论计算,SiO2与γ-Fe之间的二维晶格错配度为2.90%,经验电子理论的特征参量为1.759,这是初生γ-Fe非均质形核的基本条件。为了增大SiO2颗粒的密度,同时改善其与球铁基体的润湿性和相容性,本文采用高能球磨法对SiO2颗粒进行改性处理。通过外加的方式将改性纳米SiO2颗粒加入到球铁熔体中,纳米SiO2的加入量分别为0.25wt.%、0.50wt%及0.75wt.%。研究结果表明,添加不同含量的纳米SiO2后,铸态球铁室温下金相组织得到了明显的改善,球化率提高,单位面积内石墨含量增多,石墨球平均尺寸减小。其中添加0.50wt.%纳米SiO2的效果最为明显。球铁基体中铁素体组织得到明显细化,随着纳米SiO2含量的增加,铁素体晶粒度级别呈现出先增大后减小的趋势,添加0.50wt.%纳米SiO2球铁的铁素体晶粒度级别最大,即单位平方毫米内晶粒数最多,晶粒平均尺寸最小。珠光体层片间距明显减小,但含量略有降低。添加不同含量纳米SiO2球铁的室温拉伸性能均得到了提高,随着纳米SiC2含量的增加,球铁的抗拉强度及伸长率均呈现出先增大后减小的趋势,其中添加0.50wt.%纳米SiO2球铁的抗拉强度最高,可以达到471MPa,比未添加SiO2的试样提高了34MPa;此时的伸长率也最大,为26.42%,比未添加SiO2的试样提高了8.29%。实现了抗拉强度与伸长率的同时提高。添加0.50wt.%纳米SiO2后,球铁在室温下的冲击韧性提高了 7.67%。随着温度的降低,未添加与添加0.50wt.%纳米Si02球铁的冲击性能均呈现出下降的趋势。但添加0.50wt.%纳米SiO2后,球铁的韧脆转变温度发生了变化,由-50降低至-60,使材料能够服役于更低的温度环境。

关键词：球墨铸铁纳米SiO2 非均质形核微观组织力学性能

Ce元素对Inconel600合金显微组织及第二相析出行为的影响

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Ce元素对Inconel600合金显微组织及第二相析出行为的影响

作者：师帅贵州大学

学位级别：硕士

通过热力学计算常见的含铈化合物CeO、CeOS、CeO及CeS在合金凝固温度下的吉布斯自由能,表明这些物质先于合金凝固析出。运用点阵错配度理论对基体中可能出现的CeO、CeOS、CeO、CeAlO、CeS、TiC、TiN、AlO、SiO等夹杂物进行晶体学分析,... 详细信息

通过热力学计算常见的含铈化合物CeO、CeOS、CeO及CeS在合金凝固温度下的吉布斯自由能,表明这些物质先于合金凝固析出。运用点阵错配度理论对基体中可能出现的CeO、CeOS、CeO、CeAlO、CeS、TiC、TiN、AlO、SiO等夹杂物进行晶体学分析,计算表明:CeO、CeOS、AlO、CeO和Si O与镍元素的错配度较小;CeAlO的非均质形核效果一般;CeS、TiC和TiN的形核效果较差。以经验电子理论和静电作用理论为基础,借鉴了基底与形核相间的特征参量△ξ,并以此为判据分析这些固态化合物做为异质形核基底时的效用,计算表明:CeO和LaO的△ξ最大,故晶格电子迁移趋势最大,异质形核效果最好;TiC与TiN的异质形核效果较差;AlO和SiO为Ni元素的中等有效的异质形核核心。含铈夹杂物的非均质形核效果比一般的夹杂物要好。在高温真空碳管炉中熔炼不同铈含量的实验合金,运用金相显微镜、SEM以及EDS等检测手段分析合金中第二相析出行为。结果表明,合金铈含量增加,晶粒尺寸细小;晶界处碳化物随铈含量的提高由大链条状变得细小;但当铈含量达到1.45%时,在两条晶界间的狭长区域形成了CeNi相,且该相熔点较高。把不同铈含量的合金分别在850℃、1000℃非连续氧化,结果表明试样随氧化时间的延长氧化增速变缓;温度升高,合金氧化速率变大;随着铈含量的增加,合金氧化速率变小。当合金中铈元素含量为1.45%时则会加速合金的氧化。

关键词：铈元素非均质形核错配度经验电子理论碳化物

孕育剂Ti和Zr元素对2219铝铜合金焊缝组织和性能的影响

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焊接学报 2009年第9期30卷 41-44页

作者：杨成刚国旭明邢丽南昌航空大学材料科学与工程学院南昌330063 沈阳航空工业学院材料学院沈阳110034

采用5种焊丝对2219铝铜合金进行MIG焊,研究了孕育剂Ti和Zr元素对焊缝组织和性能的影响.结果表明,Ti和Zr元素的细化作用是相容的,当焊丝中单独添加孕育剂Ti或Zr元素时,焊缝几乎由粗大的柱状晶组成.焊丝中复合添加少量的孕育剂Ti和Zr元素... 详细信息

采用5种焊丝对2219铝铜合金进行MIG焊,研究了孕育剂Ti和Zr元素对焊缝组织和性能的影响.结果表明,Ti和Zr元素的细化作用是相容的,当焊丝中单独添加孕育剂Ti或Zr元素时,焊缝几乎由粗大的柱状晶组成.焊丝中复合添加少量的孕育剂Ti和Zr元素时,Ti和Zr元素在熔池中分别形成Al3Ti和Al3Zr,促进了α(Al)非均质形核.随着焊丝中Ti和Zr元素含量的增加,焊缝组织逐步细化.当焊丝中Ti和Zr元素含量较高时,Ti和Zr元素还在熔池中形成大量的Al3(Ti,Zr)质点,促进α(Al)非均质形核,焊缝组织由细小均匀的等轴晶组成,显著提高了接头强度和塑性.

关键词：孕育剂 2219铝铜合金非均质形核等轴晶

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7050合金淬火析出相的脱溶析出行为研究

稀有金属 2011年第3期35卷 322-329页

作者：李培跃熊柏青张永安李志辉朱宝宏王锋北京有色金属研究总院有色金属材料制备加工国家重点实验室北京100088

采用室温水作为淬火介质进行Jom iny末端淬火实验,采集了合金淬火过程试样的温度-时间变化曲线,测定了末端淬火试样距淬火端不同距离合金的淬火态电导率和硬度,结合透射电镜组织观察,研究了冷却速率对合金过饱和固溶体脱溶析出的影响,... 详细信息

采用室温水作为淬火介质进行Jom iny末端淬火实验,采集了合金淬火过程试样的温度-时间变化曲线,测定了末端淬火试样距淬火端不同距离合金的淬火态电导率和硬度,结合透射电镜组织观察,研究了冷却速率对合金过饱和固溶体脱溶析出的影响,通过观察淬火析出相非均质形核,考察了7050合金过饱和固溶体淬火脱溶析出相的析出规律。结果表明,淬火冷却速率对7050合金的过饱和固溶体的脱溶析出行为有着显著影响。末端淬火实验过程中,合金过饱和固溶体大角晶界、小角晶界、晶内弥散相周围分别在距淬火端5,10和15 mm出现淬火析出相。随着距淬火端距离的增加,淬火态合金导电率呈上升趋势,合金淬火析出相尺寸变大,体积分数增加。合金淬火平衡η相的非均质形核核心的优先次序为:晶界、亚晶界、A l3Zr等纳米级弥散相粒子。

关键词：末端淬火电导率冷却速率非均质形核

复合孕育剂Ti、Zr对2519铝铜合金焊缝组织及性能的影响

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稀有金属材料与工程 2010年第A01期39卷 400-404页

作者：杨成刚国旭明刘鸽平南昌航空大学江西南昌330063 沈阳航空工业学院辽宁沈阳110034

采用3种焊丝对2519铝铜合金进行MIG焊,研究了孕育剂Ti、Zr对焊缝组织和性能的影响。结果表明:Ti和Zr的细化作用是相容的,当焊丝中单独添加孕育剂Ti或Zr时,焊缝几乎由粗大的柱状晶组成;焊丝中复合添加少量的孕育剂Ti和Zr时,Ti和Zr在熔池... 详细信息

采用3种焊丝对2519铝铜合金进行MIG焊,研究了孕育剂Ti、Zr对焊缝组织和性能的影响。结果表明:Ti和Zr的细化作用是相容的,当焊丝中单独添加孕育剂Ti或Zr时,焊缝几乎由粗大的柱状晶组成;焊丝中复合添加少量的孕育剂Ti和Zr时,Ti和Zr在熔池中分别形成Al3Ti和Al3Zr,促进了α(Al)非均质形核;随着焊丝中Ti和Zr含量的增加,焊缝组织逐步细化,当焊丝中Ti和Zr含量较高时,Ti和Zr还在熔池中形成大量的Al3(Ti,Zr)质点,促进α(Al)非均质形核;焊缝组织由细小均匀的等轴晶组成,显著提高了接头强度和塑性。

关键词：孕育剂 2519Al-Cu合金非均质形核等轴晶