检索结果-南通市图书馆

NiAl和Cu在40CrNi3MoV钢中的析出行为及其对力学性能的影响

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金属学报 2024年第2期60卷 201-210页

作者：梁恩溥徐乐王毛球时捷钢铁研究总院有限公司特殊钢研究院北京100081

为提高40CrNi3MoV钢的力学性能,在40CrNi3MoV钢中添加Al、Cu元素,研究了调质处理后实验用钢中的NiAl、Cu析出行为及其对力学性能的影响。利用SEM、TEM和EDS等手段表征了NiAl和Cu析出相的成分、结构、尺寸和形貌,通过三维原子探针(3DAP)... 详细信息

为提高40CrNi3MoV钢的力学性能,在40CrNi3MoV钢中添加Al、Cu元素,研究了调质处理后实验用钢中的NiAl、Cu析出行为及其对力学性能的影响。利用SEM、TEM和EDS等手段表征了NiAl和Cu析出相的成分、结构、尺寸和形貌,通过三维原子探针(3DAP)对析出相形成元素的分布特征进行表征,对比研究了实验用钢的力学性能。结果表明,只添加Al元素后实验用钢中形成与基体共格的B2-NiAl析出相,这些NiAl相主要在晶界处析出且尺寸较大;进一步添加Cu元素后,析出了与基体共格的bcc结构富Cu相,添加Cu后减少了大尺寸NiAl相在晶界处的析出,促进了晶内纳米级NiAl析出。实验用钢中的NiAl析出相和基体点阵错配度小,对抗拉强度提供了200 MPa强化增量;添加Cu后,均匀分布的细小富Cu相和被细化的NiAl相增加了对位错的阻碍作用,屈服强度进一步提高了200 MPa,然而大量细小高密度的NiAl和Cu析出相降低了拉伸过程中产生裂纹的临界应变,因此与只添加Al元素的实验用钢相比,抗拉强度并未提高。

关键词： 40CrNi3MoV钢 NiAl和Cu析出 3DAP 拉伸强度

Co-Cr-Nb-W合金碳化物组织转变及力学性能研究

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稀有金属材料与工程 2024年第3期53卷 815-824页

作者：凌晨李尚平林筠侯杰李义平骆合力钢铁研究总院高温材料研究所北京100081 北京钢研高纳科技股份有限公司北京100081 中国航发贵阳发动机设计研究所贵州贵阳550081

热处理过程中的碳化物转变对高温合金的力学性能影响显著。采用XRD、SEM、EPMA、TEM等研究了Co-Cr-Nb-W耐磨合金热处理过程中碳化物的析出类型、分布特征、演变机制及其对高温拉伸性能的影响。Co-Cr-Nb-W耐磨合金主要在钎焊和时效热处... 详细信息

热处理过程中的碳化物转变对高温合金的力学性能影响显著。采用XRD、SEM、EPMA、TEM等研究了Co-Cr-Nb-W耐磨合金热处理过程中碳化物的析出类型、分布特征、演变机制及其对高温拉伸性能的影响。Co-Cr-Nb-W耐磨合金主要在钎焊和时效热处理后使用,该过程中主要发生如下2个碳化物转变过程:MC+matrix=M_(6)C和M_(23)C_(6)+matrix=M_(6)C。合金在高温拉伸应力下的断裂机制为韧脆混合机制,块状初生碳化物与基体之间的界面容易成为裂纹萌生源。热处理过程消除了容易引起晶界迁移的片层状共晶M_(23)C_(6),在骨架状MC周围析出了细小的M_(6)C,同时改善了枝晶间元素偏析,促进基体中形成高密度的交叠层错带,使得合金在1000℃下的抗拉强度提高约20 MPa。

关键词：钴基高温合金碳化物转变热处理高温拉伸性能高温耐磨材料

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G54钢的动高压性能实验研究

高压物理学报 2024年

作者：王波裴红波李绪海高齐何雨陈咏龙桂毓林中国工程物理研究院流体物理研究所钢铁研究总院有限公司特殊钢研究院

G54钢是我国自主研制的一种新型超高强度钢，具有较高的潜在应用价值。为了研究该材料的动高压性能，为应用推广提供数据支撑，采用火炮作为加载手段，开展了G54钢的飞片对称碰撞实验。实验飞片速度为600～1 400 m/s，通过测量G54钢样... 详细信息

G54钢是我国自主研制的一种新型超高强度钢，具有较高的潜在应用价值。为了研究该材料的动高压性能，为应用推广提供数据支撑，采用火炮作为加载手段，开展了G54钢的飞片对称碰撞实验。实验飞片速度为600～1 400 m/s，通过测量G54钢样品的背表面粒子速度-时间历史，获得了典型的冲击相变及层裂信号。通过对粒子速度进行分析，结合材料密度及声速测试结果，获得了冲击压力为13～23 GPa下G54钢的Hugoniot弹性极限、层裂强度、冲击波速度-粒子速度（D-u）关系以及冲击相变点等动高压性能参数。对实验样品进行回收及金相分析发现，随着飞片速度的增加，材料层裂面的损伤机制逐渐从微孔洞聚合主导的韧性断裂向绝热剪切主导的韧性断裂转变。

关键词： G54钢对称碰撞实验 Hugoniot弹性极限冲击波速度-粒子速度关系层裂强度

GH4151合金的凝固偏析行为及均匀化热处理研究

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稀有金属材料与工程 2024年第1期53卷 159-168页

作者：盖永超张瑞周子荐吕少敏崔传勇曲敬龙中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心辽宁沈阳110016 钢铁研究总院高温材料研究所北京100081 北京钢研高纳科技股份有限公司北京100081

GH4151合金是一种承温能力高达800℃的新型涡轮盘用铸锻变形高温合金,该合金在凝固过程中元素偏析严重,主要偏析元素包括Nb、Mo和Ti等元素,同时合金中包含大量的C元素,在熔炼凝固后期由于残余液相中的元素富集,枝晶间会析出大量有害相,... 详细信息

GH4151合金是一种承温能力高达800℃的新型涡轮盘用铸锻变形高温合金,该合金在凝固过程中元素偏析严重,主要偏析元素包括Nb、Mo和Ti等元素,同时合金中包含大量的C元素,在熔炼凝固后期由于残余液相中的元素富集,枝晶间会析出大量有害相,包括(γ-γ′)共晶,Laves相,η相和MC碳化物。实验通过研究C含量对各偏析元素的影响发现,增加C含量可减轻Nb元素在枝晶间的偏析,此外,随C含量的增加枝晶更发达,枝晶间区域减少。随后通过研究在1160~1210℃不同温度下的均匀化热处理对各枝晶间析出相的影响发现,(γ-γ′)共晶和Laves相的熔点约为1180℃,η相的熔点约为1200℃,MC碳化物的熔点超过1300℃;同时,发现1170℃/16 h+1200℃/8 h双步均匀化热处理不仅可以消除铸锭中的偏析,而且避免了低熔点相过烧而产生的孔洞,使坯料更加有利于后续开坯变形。

关键词：变形高温合金凝固偏析有害相均匀化

GH4730合金累积变形过程中的组织演变规律

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金属热处理 2024年第4期49卷 88-94页

作者：王成宇安腾谢兴飞吕少敏曲敬龙北京钢研高纳科技股份有限公司北京100081 钢铁研究总院有限公司高温材料研究所北京100081

为获得均匀的细晶组织,对GH4730合金进行了多次累积变形试验,并用OM、SEM和EBSD对微观组织进行分析。结果表明,随着变形次数和变形量的增加,合金的再结晶比例逐渐增大,未再结晶晶粒的尺寸和数量逐渐减小。再结晶机制以不连续动态再结晶(... 详细信息

为获得均匀的细晶组织,对GH4730合金进行了多次累积变形试验,并用OM、SEM和EBSD对微观组织进行分析。结果表明,随着变形次数和变形量的增加,合金的再结晶比例逐渐增大,未再结晶晶粒的尺寸和数量逐渐减小。再结晶机制以不连续动态再结晶(DDRC)为主,连续动态再结晶(CDRX)为辅,DDRX主要发生在硬取向晶粒之间,残留的未再结晶晶粒的Taylor因子普遍较大。未再结晶组织中存在大量细小的共格γ′相,较大的不共格γ′相分布在完全再结晶区域的晶界处,其尺寸为1.1~1.4μm。随着变形次数和变形量的增加,一次γ′相逐渐变粗,面积分数显著增大,二次γ′相数量显著减少。

关键词：不均匀组织 γ′析出相组织演变再结晶机制累积变形

激光诱导击穿光谱技术对钕铁硼永磁材料中多元素的定量表征

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光谱学与光谱分析 2024年第1期44卷 141-147页

作者：刘佳郭飞飞于雷崔飞鹏赵迎韩冰沈学静王海舟钢铁研究总院北京100081 钢研纳克检测技术股份有限公司纳克研究院北京100081

“磁王”钕铁硼是现今性能最为优异的永磁体,因其优异的磁性能被广泛应用于工业互联网、新能源、 5G通讯等诸多高新科技领域。目前研究钕铁硼材料中元素成分的主要分析方法有电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)和X射线荧光光谱(XRF),其... 详细信息

“磁王”钕铁硼是现今性能最为优异的永磁体,因其优异的磁性能被广泛应用于工业互联网、新能源、 5G通讯等诸多高新科技领域。目前研究钕铁硼材料中元素成分的主要分析方法有电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)和X射线荧光光谱(XRF),其中ICP-OES是湿法分析,样品前处理复杂,测试周期长,而XRF法可实现直接分析,但受制于其轻元素的检测能力很难满足对钕铁硼材料中主要轻元素B的分析需求。激光诱导击穿光谱(LIBS)技术具有分析效率高,样品前处理简单,多元素直接分析,适用于现场分析、在线分析等技术优点,使其在快速定量表征方面展现出其独有的优势。运用LIBS分析技术开展对钕铁硼材料中多元素定量表征的直接、快速分析的方法研究,首先针对钕铁硼材料中定量表征的九个元素Nd、 Co、 B、 Dy、 Tb、 Pr、 Cu、 Al、 Ga完成特征谱线的筛选,通过对系统激光器电压、激光剥蚀方式等因素在不同条件下对钕铁硼材料光谱信号稳定性的影响分析,优化并确立了分析条件,最终选用720V的激光器电压,15个预剥蚀脉冲15个剥蚀脉冲的激光剥蚀方式为钕铁硼样品的分析条件;其次,选取8个通过ICP-OES法定值的烧结钕铁硼样品,样品具有元素成分的梯度差异化特征,作为建立分析方法的标准样品,采用标准曲线法通过相对强度与浓度的关联方式,建立钕铁硼样品中Nd、 Co、 B、 Dy、 Tb、 Pr、 Cu、 Al、 Ga九个元素的定量分析校准曲线;最后选取两个烧结钕铁硼试样,运用建立的定量分析方法完成九个元素的定量表征,分析时间小于30 s,其定量结果与ICP-OES法测定结果的比对,具有较好的一致性。运用激光诱导击穿光谱分析技术实现了对钕铁硼材料中多元素成分的直接、同时、快速定量表征,为钕铁硼材料的快速定量表征提供了新的技术思路和表征方法。

关键词：激光诱导击穿光谱钕铁硼定量表征

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W元素在新型镍基粉末高温合金中的强化作用

材料导报 2024年第15期38卷 50-55页

作者：贾建罗俊鹏张浩鹏闫婷侯琼张义文钢铁研究总院有限公司高温材料研究所北京100081 北京钢研高纳科技股份有限公司北京100081 中国航发南方工业有限公司湖南株洲412002

通过真空感应熔炼(VIM)棒料+电极感应熔炼氩气雾化(EIGA)制粉+热等静压(HIP)成形+热处理(HT)工艺制备三种W含量(质量分数4.1%、6.1%和8.1%)的新型镍基粉末高温合金实验锭坯。以此锭坯为对象,结合金属材料相图计算及材料性能模拟软件JMat... 详细信息

通过真空感应熔炼(VIM)棒料+电极感应熔炼氩气雾化(EIGA)制粉+热等静压(HIP)成形+热处理(HT)工艺制备三种W含量(质量分数4.1%、6.1%和8.1%)的新型镍基粉末高温合金实验锭坯。以此锭坯为对象,结合金属材料相图计算及材料性能模拟软件JMatPro 6.5计算,利用SEM、EBSD和XRD分析W含量对热处理态锭坯显微组织(如晶粒尺寸、退火孪晶、γ′强化相及错配度)的影响,测试分析不同温度下合金的拉伸性能,通过经验公式量化分析各强化机制对合金室温屈服强度的贡献情况。结果表明,随着W含量增加,γ基体层错能明显降低,热处理态退火孪晶界Σ3数量增多;W促使晶内一次γ′强化相由立方状加速粗化为固态枝晶状,对γ′总量和二次、三次γ′的影响不大;W进入γ基体产生晶格畸变的程度大于γ′强化相,使得γ′/γ错配度呈下降趋势;W有助于提高室温和650~800℃拉伸强度,但略微降低塑性;W主要起固溶强化、γ/γ′共格应变强化和晶界强化作用,其中固溶强化贡献相对最低,固溶强化时以强化γ基体为主,γ基体固溶强化和γ/γ′共格应变强化效果随W含量增加而减弱,W含量为6.1%时晶界强化效果最大;固溶强化、γ/γ′共格应变强化和晶界强化贡献值总和不足室温屈服强度实测值的50%,合金以γ′相沉淀强化为主,测试值和计算值较为吻合。

关键词：粉末高温合金退火孪晶错配度层错能固溶强化共格应变强化晶界强化沉淀强化

影响复吹转炉钢液碳氧积的机理分析与应用实践

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钢铁 2024年第4期59卷 74-84页

作者：蔡伟吴巍杨利彬王杰钢铁研究总院有限公司冶金工艺研究所北京100081

洁净钢生产是当代炼钢技术发展的主要方向,钢液碳氧积w([C])×w([O])一直是转炉炼钢特别重要的指标,也是冶金科研工作者重点关注的方向。近年来复吹转炉钢液碳氧积屡创新低,业内对碳氧积实际控制水平、钢液检化验数据颇有异议。基于经... 详细信息

洁净钢生产是当代炼钢技术发展的主要方向,钢液碳氧积w([C])×w([O])一直是转炉炼钢特别重要的指标,也是冶金科研工作者重点关注的方向。近年来复吹转炉钢液碳氧积屡创新低,业内对碳氧积实际控制水平、钢液检化验数据颇有异议。基于经典碳氧平衡公式,分析了钢液组分对碳氧反应的活度系数影响、乳化区“钢液-气相”反应界面气相组分的热力学影响、钢液温度对碳氧反应平衡的影响、高效底吹冶炼技术和冶炼终点后搅技术对碳氧积的影响,探讨了全要素影响复吹转炉钢液碳氧积的机理和应用实践。研究结果表明,热力学分析复吹转炉钢液碳氧积平衡极限时需分析碳氧活度系数、碳氧反应吉布斯自由能、PCO/(PCO+P_(CO_(2)))(碳氧反应CO占比)和PCO/(PCO+P_(Ar/N_(2)))(气相组分中CO实际氧分压)。脱碳速率较低时PCO/(PCO+P_(Ar/N_(2)))理论值可降至0.80甚至更低;转炉底吹效果是影响钢液碳氧积的主要因素,顶吹转炉、平炉熔池内钢液均因未得到充分混匀搅拌致使碳氧反应远未达到平衡,碳氧积可达0.004 0,而底吹有较好动力学条件使钢液碳氧积更加趋近平衡值,大流量高强度后搅工艺可使钢液碳氧积进一步降低;温度是影响钢液碳氧反应平衡值的次要因素,低温有利于降低碳氧反应吉布斯自由能,温度每增加50℃,(a_([C])×a_([O]))/P_(CO)(碳氧反应活度比)增加0.000 1,低温有利于降低PCO/(PCO+P_(CO_(2)))。控制钢液碳氧积的关键为转炉冶炼终点控制和提枪等待后搅拌工艺。

关键词：复吹转炉碳氧平衡碳氧积反应机理活度系数

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10Ni5CrMoV厚板连续差温轧制工艺

钢铁 2024年第7期59卷 94-101页

作者：王宝山王卫卫张宏亮张翔博冯光宏钢铁研究总院有限公司冶金工艺研究所北京100081

厚板是船舶、化工、高压管道、压力容器等行业必需的钢材品种,但在轧制成形时由于心部变形不充分,导致内部孔洞难以压合,存在心部力学性能偏低、厚度方向上性能不均匀的问题。以10Ni5CrMoV厚板为例,研究了其在差温轧制工艺下的变形规律... 详细信息

厚板是船舶、化工、高压管道、压力容器等行业必需的钢材品种,但在轧制成形时由于心部变形不充分,导致内部孔洞难以压合,存在心部力学性能偏低、厚度方向上性能不均匀的问题。以10Ni5CrMoV厚板为例,研究了其在差温轧制工艺下的变形规律,目的是解决厚板心部变形不足的问题,为差温轧制在厚板成形中的应用提供理论依据。首先通过Gleeble热压缩试验测定了10Ni5CrMoV钢的高温真实应力-真实应变曲线,建立了10Ni5CrMoV钢的本构方程,基于此本构模型,应用有限元方法进行了10Ni5CrMoV厚板5道次轧制过程的数值模拟,分析了心-表温度分布规律和应变分布规律,并进行了轧制验证试验,对比了不同轧制工艺下厚度方向上的变形及组织均匀性。结果表明,当5道次轧制的总变形量为58.3%时,与均温轧制相比,连续差温轧制和首道次差温轧制10Ni5CrMoV厚板心部的等效塑性应变分别提高了5.40%和1.04%,连续差温轧制工艺最有利于心部变形,但是,需要进行道次间冷却才能维持厚板差温轧制所需的心表大温差的温度分布状态。10Ni5CrMoV厚板变形均匀程度依次为连续差温轧制>首道次差温轧制>均温轧制,连续差温轧制后内部晶粒明显细化、组织更均匀。连续差温轧制能有效促进变形向厚板心部渗透,这对均匀化组织、提高力学性能、改善质量具有重要意义。

关键词：厚板本构模型 10Ni5CrMoV钢差温轧制工艺有限元模拟