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微合金元素V和冷却工艺对C-Si-Mn系螺纹钢中纳米析出物的影响

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钢铁钒钛 2015年第2期36卷 28-32页

作者：张晨徐光袁清何贝武汉科技大学省部共建耐火与冶金国家重点实验室湖北省高性能钢铁材料协同创新中心湖北武汉430081

研究了变形后冷却工艺对V微合金化以及不含V螺纹钢中纳米析出物的影响,在热模拟试验机上进行了变形后不同冷却工艺的试验,采用透射电镜和能谱仪对螺纹钢的析出物进行了观察和分析。结果表明,含V螺纹钢高温变形后直接空冷有利于细小的VC... 详细信息

研究了变形后冷却工艺对V微合金化以及不含V螺纹钢中纳米析出物的影响,在热模拟试验机上进行了变形后不同冷却工艺的试验,采用透射电镜和能谱仪对螺纹钢的析出物进行了观察和分析。结果表明,含V螺纹钢高温变形后直接空冷有利于细小的VC均匀析出,提供更好的析出强化效果;不含V螺纹钢高温变形后在650℃保温30 min有利于纳米级渗碳体的析出。研究结果为螺纹钢轧后冷却工艺的制定提供了理论依据。

关键词：螺纹钢 V微合金化冷却工艺析出物热模拟

形变强化和逆相变细晶强化对Fe-18Cr-8Ni钢耐腐蚀性能的影响

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中国腐蚀与防护学报 2024年第2期44卷 429-436页

作者：王智慧吴雷姜懿珊张弦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武汉430081 武汉科技大学、绿色制造工程研究院武汉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武汉430081

利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)和电化学工作站等对奥氏体不锈钢的微观组织及电化学腐蚀行为进行了分析。结果表明,形变强化和逆相变细晶强化提高了奥氏体不锈钢在3.5%NaCl溶液中的耐点蚀性能,晶... 详细信息

利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)和电化学工作站等对奥氏体不锈钢的微观组织及电化学腐蚀行为进行了分析。结果表明,形变强化和逆相变细晶强化提高了奥氏体不锈钢在3.5%NaCl溶液中的耐点蚀性能,晶粒细化导致晶界密度的增加,提高了Cr在晶界中的扩散速率,从而提高钝化膜的稳定性与致密性。经过敏化处理后形变强化和逆相变细晶强化提高了奥氏体不锈钢的耐晶间腐蚀能力。碳化铬析出物周围形成的贫铬区降低了耐晶间腐蚀性能,而在超细晶/细晶组织中Cr的快速扩散促进了贫铬区的快速愈合,提高了耐晶间腐蚀性能。

关键词：奥氏体不锈钢形变强化细晶强化晶间腐蚀

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晶粒细化对奥氏体不锈钢高温力学性能的影响

钢铁研究学报 2023年第1期35卷 88-97页

作者：赵杰万响亮柯睿胡锋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省部共建协同创新中心湖北武汉430081

对粗晶201LN奥氏体不锈钢采用60%冷变形结合700℃退火120 s工艺制备超细晶奥氏体不锈钢,研究晶粒细化对奥氏体不锈钢高温力学性能的影响。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、电子背散射衍射技术对粗晶和超细晶奥氏体钢... 详细信息

对粗晶201LN奥氏体不锈钢采用60%冷变形结合700℃退火120 s工艺制备超细晶奥氏体不锈钢,研究晶粒细化对奥氏体不锈钢高温力学性能的影响。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、电子背散射衍射技术对粗晶和超细晶奥氏体钢进行了组织表征,并使用万能试验机测试20和650℃环境下力学性能。结果显示粗晶奥氏体不锈钢经过冷变形结合退火工艺处理,平均晶粒尺寸由18μm细化为0.9μm,屈服强度由383 MPa提高到704 MPa,而伸长率由63.8%下降到46.3%,表明晶粒细化能有效提高奥氏体不锈钢屈服强度的同时较小损害塑性,TEM证实其形变机制均为形变诱导马氏体和孪生协同作用。当温度由20℃提高到650℃时,粗晶奥氏体不锈钢屈服强度和伸长率分别下降到180 MPa和28.1%,超细晶奥氏体不锈钢屈服强度和伸长率分别为384 MPa和24.2%。这表明在650℃高温环境下细晶强化作用仍然有效,粗晶和超细晶奥氏体不锈钢也有较好的塑性,其形变机制分别变为位错滑移和位错滑移+层错+孪生。

关键词：奥氏体不锈钢晶粒细化高温力学性能形变机制

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应变速率对中碳低温贝氏体钢强塑性的影响

钢铁研究学报 2022年第4期34卷 361-370页

作者：陈康彦胡锋周松波周雯潘先明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国际钢铁研究院湖北武汉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 大冶特殊钢有限公司高品质特殊钢湖北省重点实验室湖北黄石435001

为探索低温贝氏体钢的断裂行为,研究应变速率对低温贝氏体钢TRIP效应的影响,采用不同应变速率的拉伸试验对低温贝氏体钢的强塑性进行研究。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及X射线衍射(XRD)等试验方法对低温贝氏体钢的微观组织、断口... 详细信息

为探索低温贝氏体钢的断裂行为,研究应变速率对低温贝氏体钢TRIP效应的影响,采用不同应变速率的拉伸试验对低温贝氏体钢的强塑性进行研究。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及X射线衍射(XRD)等试验方法对低温贝氏体钢的微观组织、断口形貌及裂纹走向进行表征。结果表明,随着应变速率的提高,试验钢的屈服强度由771 MPa上升至806 MPa,抗拉强度由1554 MPa上升至1606 MPa,断后伸长率由13.5%下降至9.0%。主要原因是高应变速率拉伸引发的绝热温升抑制了残余奥氏体的马氏体相变,对试验钢塑性造成负面影响。

关键词：低温贝氏体力学性能加工硬化 TRIP效应裂纹扩展

拉伸应变下中碳贝氏体钢中残留奥氏体转变及其稳定性

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钢铁研究学报 2022年第11期34卷 1267-1277页

作者：王璐胡锋陈康彦周雯张志成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国际钢铁研究院湖北武汉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 大冶特殊钢有限公司高品质特殊钢湖北省重点实验室湖北黄石435001 材谷金带(佛山)金属复合材料有限公司广东佛山528000

采用分阶段拉伸应变试验,研究中碳贝氏体钢在拉伸过程中TRIP效应的影响,探究残留奥氏体转变量与应变量之间的关系。试验结果表明,拉伸变形初期残留奥氏体转变较快(0%到3.0%应变量(体积分数)对应残留奥氏体转变量为13.72%),主要为分布在... 详细信息

采用分阶段拉伸应变试验,研究中碳贝氏体钢在拉伸过程中TRIP效应的影响,探究残留奥氏体转变量与应变量之间的关系。试验结果表明,拉伸变形初期残留奥氏体转变较快(0%到3.0%应变量(体积分数)对应残留奥氏体转变量为13.72%),主要为分布在贝氏体束与束之间的块状残留奥氏体(尺寸为微米级)发生相变;拉伸变形后期残留奥氏体转变较慢(10.0%到18.5%应变量对应残留奥氏体转变量为7.78%),主要为分布在贝氏体铁素体板条与板条之间的薄膜状残留奥氏体(尺寸为纳米级或者亚微米级)发生相变。归因为块状残留奥氏体稳定性低,在外部应力作用下容易转变为硬而脆的马氏体组织,而薄膜状/条状残留奥氏体稳定性高,在外部应力的作用下不易发生相变,TRIP效应的发生使得钢种强度和塑性同时得到提高。通过3种模型(Hollomon模型,C-J模型,修正C-J模型)描述试验钢的加工硬化行为,将整个拉伸过程可分为3个阶段,并结合微观组织变化,详细解析了每个阶段所对应的主要加工硬化机制。

关键词：分阶段拉伸中碳贝氏体残留奥氏体稳定性加工硬化

Al-Mg/Ti-Mg脱氧钢中夹杂物诱发点蚀行为研究

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武汉科技大学学报 2017年第2期40卷 81-87页

作者：郑万付学好瞿勇熊珊李光强秦庆伟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 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

以不同脱氧方式熔炼的海洋工程用钢为研究对象,利用SEM、EDS及Image-Pro Plus 6.0软件对钢中夹杂物形貌、组成及尺寸分布等进行表征,通过3.5%NaCl溶液中阳极极化及腐蚀实验对钢中夹杂物诱发点蚀的行为进行探究。结果表明,与Al-Mg脱氧钢... 详细信息

以不同脱氧方式熔炼的海洋工程用钢为研究对象,利用SEM、EDS及Image-Pro Plus 6.0软件对钢中夹杂物形貌、组成及尺寸分布等进行表征,通过3.5%NaCl溶液中阳极极化及腐蚀实验对钢中夹杂物诱发点蚀的行为进行探究。结果表明,与Al-Mg脱氧钢相比,Ti-Mg脱氧钢中形成了含有TiO_x的复合氧化物,夹杂数量更多且平均尺寸更小(小于1μm),有利于MnS的异质形核析出及弥散分布;低腐蚀活性的含TiOx复合氧化物及高度分散、异质局部析出MnS夹杂具有较低的点蚀敏感性及自腐蚀催化作用,降低了点蚀的诱发及扩展,有效提高了钢的抗点蚀性能。

关键词：海洋用钢 Ti-Mg Al-Mg 复合脱氧夹杂物硫化锰点蚀

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硅对热轧低碳贝氏体钢组织和力学性能的影响

热加工工艺 2016年第22期45卷 85-87,91页

作者：袁清徐光何贝周明星武汉科技大学耐火与冶金国家重点实验室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

对不同硅含量的低碳贝氏体钢进行轧制,对轧制后的试样进行组织检验和拉伸试验,分析了该钢的显微组织和力学性能。结果表明:Si含量从1.0 wt%增加到1.5 wt%时,试样的微观组织基本相同,均为粒状贝氏体+M/A岛,其屈服强度、抗拉强度略有增加... 详细信息

对不同硅含量的低碳贝氏体钢进行轧制,对轧制后的试样进行组织检验和拉伸试验,分析了该钢的显微组织和力学性能。结果表明:Si含量从1.0 wt%增加到1.5 wt%时,试样的微观组织基本相同,均为粒状贝氏体+M/A岛,其屈服强度、抗拉强度略有增加,伸长率基本相同,强度的增加主要来源于Si的固溶强化作用。Si含量从1.5wt%增加到2.0wt%时,该钢的显微组织明显变化,含硅2.0 wt%钢的显微组织为粒状贝氏体+板条马氏体+等轴铁素体,该钢的屈服强度及抗拉强度显著增加,但相比于含Si量1.5wt%的钢,伸长率、强塑积均下降,强度的提高主要是固溶强化、相变强化等的综合作用。比较三种低碳贝氏体钢,若只考虑钢的强度因素,则Si的添加量应达2.0 wt%;若只考虑钢种塑性及强塑积,则Si的添加量应为1.5 wt%。

关键词：硅粒状贝氏体 M/A岛显微组织力学性能

稀土氧化物渣系电渣还原进行钢稀土处理的研究现状

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中国稀土学报 2023年

作者：周康宁周佳丽曹玉龙闵星瑞蒋艳雯刘珉言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钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室

电渣冶金具有对所熔炼金属进行提纯净化及改善凝固质量等作用，是生产高品质钢的必要手段，已广泛应用于航空、航天、军工、能源、交通等各领域。稀土氧化物渣系电渣还原有效综合了电渣冶金技术及钢稀土处理的双重优势，对于进一步提高... 详细信息

电渣冶金具有对所熔炼金属进行提纯净化及改善凝固质量等作用，是生产高品质钢的必要手段，已广泛应用于航空、航天、军工、能源、交通等各领域。稀土氧化物渣系电渣还原有效综合了电渣冶金技术及钢稀土处理的双重优势，对于进一步提高所熔炼金属的洁净度并实现其夹杂物控制及组织、性能优化具有重要意义。本文围绕国内外有关稀土氧化物渣系电渣还原进行钢稀土处理的研究，系统阐释了稀土元素加入钢中的作用、稀土氧化物渣系电渣还原的原理、稀土渣系的物化性能、稀土氧化物渣系电渣还原的实践及目前存在的问题、未来的发展展望等。为进一步深化并拓展稀土氧化物渣系电渣还原的理论研究及应用实践提供了有效参考。

关键词：稀土渣系电渣冶金还原洁净度夹杂物改性

合金碳化物M_(7)C_(3)的磁性与电子结构

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钢铁研究学报 2021年第3期33卷 240-245页

作者：王雨侯廷平林恒福杨晓萍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湖北武汉430081 武汉科技大学冶金工程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 极端条件下凝聚态物理安徽省重点实验室安徽合肥230031 中国科学院强磁场中心安徽合肥230031

合金碳化物的析出行为决定了耐热钢在中、高温条件下的服役寿命。利用Diamond软件探索了合金碳化物M_(7)C_(3)(M=Fe,Cr)的晶体结构,并统计了M_(7)C_(3)中原子间的成键情况。同时,利用第一性原理计算其在0 K、0 Pa条件下M_(7)C_(3)中各... 详细信息

合金碳化物的析出行为决定了耐热钢在中、高温条件下的服役寿命。利用Diamond软件探索了合金碳化物M_(7)C_(3)(M=Fe,Cr)的晶体结构,并统计了M_(7)C_(3)中原子间的成键情况。同时,利用第一性原理计算其在0 K、0 Pa条件下M_(7)C_(3)中各原子的磁矩和电子结构。结果表明,M_(7)C_(3)中的Fe、C原子沿着〈001〉方向分层排列,且Fe原子沿着〈001〉方向构成了正方形、三角形、六角环;Fe—C键的键长越长,对应Fe原子的磁矩越大;态密度分布显示M_(7)C_(3)的磁矩贡献主要来自于Fe原子的d轨道,Fe原子d轨道与C原子的p轨道发生了杂化,形成了共价键、离子键,且M_(7)C_(3)具有金属性。Cr原子的自旋极化度小于Fe原子,所以Cr原子的加入使得M_(7)C_(3)的磁性减小。此研究有助于拓展碳化物的应用与控制技术,为碳化物的析出强化机制提供了理论基础。

关键词：钢合金碳化物第一性原理磁矩电子结构