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磷酸浓度对316L不锈钢耐蚀性及钝化膜特性的影响

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中国腐蚀与防护学报 2022年第5期42卷 819-825页

作者：张媛张弦陈思雨李腾刘静吴开明武汉科技大学耐火材料与冶金省部共建国家重点实验室高性能钢铁材料及其应用省部共建协同创新中心冶金工业过程系统科学湖北省重点实验室武汉430081 中国原子能科学研究院放射化学研究所北京102413

利用电化学方法测量316L不锈钢在不同浓度磷酸溶液中的极化曲线、电化学阻抗、恒电位极化曲线和M-S曲线,利用XPS技术对钝化膜的成分进行表征。结果表明,316L不锈钢在空气中和磷酸溶液中形成的钝化膜均具有双层结构,内层主要含Cr_(2)O_(... 详细信息

利用电化学方法测量316L不锈钢在不同浓度磷酸溶液中的极化曲线、电化学阻抗、恒电位极化曲线和M-S曲线,利用XPS技术对钝化膜的成分进行表征。结果表明,316L不锈钢在空气中和磷酸溶液中形成的钝化膜均具有双层结构,内层主要含Cr_(2)O_(3),在空气中形成的钝化膜外层为Fe的氧化物和氢氧化物,在磷酸溶液中形成的钝化膜外层则为Fe的氧化物和磷酸盐。当磷酸浓度小于1 mol/L时,316L不锈钢表面钝化膜受到的破坏较小,其依旧维持较好的耐腐蚀性,随着腐蚀时间的延长,钝化膜会由致密变疏松;当磷酸浓度大于1 mol/L时,表面钝化膜受到的破坏较为严重,耐腐蚀性明显降低,钝化膜变薄且疏松,但是难溶腐蚀产物的生成相对减缓了钝化膜被破坏的进程。

关键词：磷酸 316L不锈钢钝化膜耐腐蚀性

奥氏体化温度对Si-Mn钢热轧板淬火-配分处理后显微组织和力学性能的影响

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金属学报 2023年第3期59卷 413-423页

作者：程远遥赵刚许德明毛新平李光强武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室武汉430081 武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室武汉430081 北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心北京100083

通过分析不同奥氏体化温度下热轧板制备的淬火-配分(Q&P)钢的显微组织和力学性能,探讨了奥氏体化温度对其显微组织与力学性能的影响。结果表明,热轧板制备Q&P Si-Mn钢中的铁素体呈带状和块状2种形貌,铁素体形貌会影响相邻区域残余奥氏... 详细信息

通过分析不同奥氏体化温度下热轧板制备的淬火-配分(Q&P)钢的显微组织和力学性能,探讨了奥氏体化温度对其显微组织与力学性能的影响。结果表明,热轧板制备Q&P Si-Mn钢中的铁素体呈带状和块状2种形貌,铁素体形貌会影响相邻区域残余奥氏体形貌,其中带状铁素体相邻区域残余奥氏体以薄带状为主,块状铁素体相邻区域残余奥氏体以块状为主。随着奥氏体化温度的升高,铁素体和残余奥氏体体积分数下降,对应的Q&P Si-Mn钢屈服强度、抗拉强度逐渐升高,延伸率及强塑积均逐渐下降。在810℃奥氏体化后,热轧板制备的Q&P Si-Mn钢强塑积达到28.36 GPa·%,相较于工业生产采用冷轧板制备的980 MPa级Q&P Si-Mn钢,强塑积提高了约36%。热轧板制备Q&P Si-Mn钢具有更高的强塑积与其组织中不同形貌铁素体能调控相邻区域残余奥氏体形貌及稳定性相关。

关键词： Si-Mn钢热轧板铁素体奥氏体化温度淬火-配分(Q&P)处理强塑积

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超低温用高锰奥氏体钢熔池凝固行为及特征

焊接学报 2023年第9期44卷 60-66,I0006,I0007页

作者：何琼王红鸿王杨文张富伟李晓晨武汉科技大学高性能钢铁材料及其应用省部共建协同创新中心武汉430081 武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室武汉430081 招商局金陵鼎衡船舶(扬州)有限公司扬州225217

采用埋弧焊工艺制备了高锰奥氏体钢焊缝金属,其主要成分为(质量分数):C元素0.30%~0.50%、Mn元素22.00%~25.00%和Cr元素3.50%~5.50%.通过光学显微镜(optical microscope,OM)、电子背散射衍射分析仪(electron back-scattered diffraction,EBSD)、电子探针显微分析(electro-probe microanalyzer,EPMA)对高锰奥氏体钢焊缝金属的合金元素偏析行为、熔池凝固行为及特征进行分析.结果表明,使用同成分体系焊丝所制备的高锰奥氏体钢焊接接头,其熔合区同样存在不均匀混合区和部分熔化区(partially melted zone,PMZ).试验钢由于热轧产生的C,Mn和Cr的合金元素偏析带,引起焊接接头熔合区中部分熔化区熔化,进一步增加了其元素偏析程度.不均匀混合区以胞状晶形态在部分熔化区上联生结晶,其合金元素分布延续了部分熔化区中的分布.熔池以胞状晶形态在部分熔化区突出的固相半岛上联生结晶,初始胞状晶宽度与母材热轧偏析带间距具有内在关联性,是由部分熔化区热轧带中合金元素的偏析及其熔化所形成的凹凸固液界面所导致.

关键词：高锰奥氏体钢部分熔化区凝固结晶偏析

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低合金高强钢针状铁素体组织特征和形成机理

钢铁研究学报 2016年第6期28卷 1-12页

作者：万响亮李光强吴开明武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室湖北武汉430081 省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室湖北武汉430081 高性能钢铁材料及其应用湖北省协同创新中心湖北武汉430081

针状铁素体是一种具有大角度晶界、高位错密度的板条状中温转变组织,该组织能有效细化晶粒并具有良好的强韧性匹配。因此,通常在低合金高强度钢焊缝和粗晶区中,利用细小的夹杂物来诱导针状铁素体形成,形成有效晶粒尺寸细小的针状铁素体... 详细信息

针状铁素体是一种具有大角度晶界、高位错密度的板条状中温转变组织,该组织能有效细化晶粒并具有良好的强韧性匹配。因此,通常在低合金高强度钢焊缝和粗晶区中,利用细小的夹杂物来诱导针状铁素体形成,形成有效晶粒尺寸细小的针状铁素体联锁组织或者针状铁素体和贝氏体的复合组织,使其具有良好的韧性。然而,相关研究对针状铁素体组织的形成机理和控制原理的解释并不十分清楚,对于针状铁素体的定义和理解也存在差异。总结了针状铁素体的本质、相变、形核、形态、晶体学取向关系、长大行为、细化机理和力学性能等方面的特征,归纳了奥氏体晶粒尺寸、转变温度、冷却速度、夹杂物类型和尺寸等对针状铁素体形成的影响,提出了针状铁素体组织形态和转变机理方面几个仍需深入研究的问题和方向。

关键词：低合金高强度钢针状铁素体组织特征形成机理晶粒细化

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强磁场对钢中马氏体相变的影响及其研究展望

金属热处理 2020年第5期45卷 236-242页

作者：吴光辉侯廷平李自华胡锋周雯辛蕊吴开明武汉科技大学耐火材料与冶金省部共建国家重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学冶金工业过程系统科学湖北省重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学国际钢铁研究院湖北武汉430081 武汉科技大学高性能钢铁材料及其应用省部共建协同创新中心湖北武汉430081

固态相变中,由于两相之间的磁性差异,外加磁场将改变奥氏体向马氏体的相变过程,同时对马氏体的微观组织产生影响。主要阐述了马氏体相变过程中,强磁场对其产生的影响。相关研究表明,磁场可以提高马氏体的开始转变温度,这主要是由磁场的... 详细信息

固态相变中,由于两相之间的磁性差异,外加磁场将改变奥氏体向马氏体的相变过程,同时对马氏体的微观组织产生影响。主要阐述了马氏体相变过程中,强磁场对其产生的影响。相关研究表明,磁场可以提高马氏体的开始转变温度,这主要是由磁场的静磁能效应、高场磁化率效应和磁致伸缩效应导致的。磁场促进了马氏体的形核和长大,从而使其含量增加,但磁场对马氏体的形貌影响不显著。同时介绍了强磁场作用下马氏体相变的最新进展与未来展望。

关键词：磁场铁基合金马氏体相变

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中碳铌合金化钢液析碳化物的析出行为

金属学报 2023年

作者：梁炫侯廷平张东谭昕暘吴开明武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室武汉科技大学高性能钢铁材料及其应用省部共建协同创新中心

利用SEM、TEM等手段表征和分析了液析碳化物的形貌及元素分布，研究中碳铌合金化钢液析碳化物受铌含量的影响。基于密度泛函理论的第一性原理与准谐Debye模型相结合的方法，探究了不同温度下NbC与晶格振动、电子相关的热力学参数演变规... 详细信息

利用SEM、TEM等手段表征和分析了液析碳化物的形貌及元素分布，研究中碳铌合金化钢液析碳化物受铌含量的影响。基于密度泛函理论的第一性原理与准谐Debye模型相结合的方法，探究了不同温度下NbC与晶格振动、电子相关的热力学参数演变规律。建立了耦合凝固相变的微观偏析模型，定量分析了凝固相变和铌含量对溶质元素偏析的影响。结果表明，随着Nb含量的增加，液析碳化物的形貌由球形向多面体转变，带状分布趋势加强。不同温度下NbC中电子导致的自由能改变量增加被晶格振动导致的自由能改变量减小所补偿，总Gibbs自由能改变量为负，证实了NbC的热力学稳定性。凝固过程中L+δ向L+γ转变，降低了溶质元素C的偏析程度，增加了Nb元素的偏析程度。Nb含量的增加促使NbC在更低的固相分数开始析出。

关键词：铌合金钢液析碳化物热力学机制第一性原理微观偏析凝固相变

固体氧化物燃料电池CuFe_(2)O_(4)阴极材料的掺杂改性研究

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陶瓷学报 2022年第5期43卷 870-878页

作者：刘楚林马奔周盈科吴开明武汉科技大学高性能钢铁材料及其应用省部共建协同创新中心湖北武汉430081 武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室湖北武汉430081

为了提高固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cells,SOFCs)尖晶石氧化物CuFe_(2)O_(4)阴极材料的性能,通过元素掺杂策略对其进行了改性研究。采用溶胶—凝胶法制备了不同Ni掺杂量的CuFe_(2−x)Ni_(x)O_(4)材料(x=0,0.01,0.03,0.05,0.10),研究了该材料系列的物相、与电解质的高温化学相容性、电导率、热膨胀系数以及半电池上阴极的电化学性能。研究结果表明,CuFe_(1.95)Ni_(0.05)O_(4)具有最大的电导率和最小的极化阻抗,在800℃下分别可达5.21 S·cm^(−1)和2.89Ω·cm^(2)。适量的Ni掺杂提高了CuFe_(2)O_(4)的电导率和氧空位浓度,从而改善了材料的氧还原反应活性,并使其氧还原反应的速率控制步骤从电荷转移过程向氧的吸附解离过程转变。

关键词：固体氧化物燃料电池尖晶石氧化物阴极掺杂氧还原反应

马氏体亚结构对F690超厚板表层强韧性能的影响

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钢铁 2021年第7期56卷 129-138页

作者：尹朝朝张莉芹胡锋周松波周雯吴开明武汉科技大学高性能钢铁材料及其应用省部共建协同创新中心湖北武汉430081 武汉科技大学冶金工业过程系统科学湖北省重点实验室湖北武汉430081 材谷金带(佛山)金属复合材料有限公司广东佛山528000

由于沿厚度方向冷却速度不同,超厚板表层与1/4 H处(H为厚度)具有不同的微观组织。为了研究微观组织对超厚板不同部位强韧性能的影响,进行了室温拉伸、低温冲击等试验,并利用SEM、TEM、EBSD等技术手段对超厚板表层及1/4 H处微观组织及力... 详细信息

由于沿厚度方向冷却速度不同,超厚板表层与1/4 H处(H为厚度)具有不同的微观组织。为了研究微观组织对超厚板不同部位强韧性能的影响,进行了室温拉伸、低温冲击等试验,并利用SEM、TEM、EBSD等技术手段对超厚板表层及1/4 H处微观组织及力学性能进行了表征分析。结果表明,试验钢表层较为细小的马氏体板条块(Block)及高于1/4 H处的位错密度导致表层屈服强度略高于1/4 H处。表层及1/4 H处低温冲击性能差异明显,-60℃冲击功较1/4 H处降幅约为12.6%,-80℃冲击功降幅约为24.7%,这是由于表层马氏体板条块界等大角度晶界(HAGB)数密度低于1/4 H处马氏体+贝氏体混合组织的大角度晶界数密度,同时过快的冷却速度使得表层马氏体组织中具有更大的内应力集中,增加了微裂纹萌生的可能性。

关键词：超厚板板条马氏体冲击韧性冷却速度 EBSD

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低温贝氏体转变对中碳钢韧性的影响

钢铁研究学报 2019年第10期31卷 928-936页

作者：万响亮胡锋成林黄刚张国宏吴开明武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学高性能钢铁材料及其应用湖北省协同创新中心湖北武汉430081

采用中温(400~450℃等温2~4h)和低温(320~360℃等温12~24h)贝氏体转变工艺研究了残留奥氏体对中碳钢冲击韧性的影响,对不同试样的显微组织、残留奥氏体含量、晶体学晶粒尺寸和冲击功进行观察、检测和分析。结果表明,在中碳贝氏体钢中,... 详细信息

采用中温(400~450℃等温2~4h)和低温(320~360℃等温12~24h)贝氏体转变工艺研究了残留奥氏体对中碳钢冲击韧性的影响,对不同试样的显微组织、残留奥氏体含量、晶体学晶粒尺寸和冲击功进行观察、检测和分析。结果表明,在中碳贝氏体钢中,低温贝氏体转变的冲击性能明显高于中温贝氏体转变(室温冲击功是57~69J对应24~33J),主要原因是低温贝氏体转变中存在大量的残留奥氏体,在冲击过程中可以引起残留奥氏体的塑性变形,使断裂时吸收的能量增加,显著提高材料的韧性。

关键词：低温贝氏体热处理工艺残留奥氏体冲击韧性中碳钢

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