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微米级选区激光熔化316L不锈钢的拉伸力学性能

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金属学报 2024年第2期60卷 211-219页

作者：张楠张海武王淼辉中机新材料研究院(郑州)有限公司郑州450001 中国机械科学研究总院集团有限公司北京100044

为辅助理解金属材料高精密增材制造成形机理,本工作利用微米级选区激光熔化(micro-selective laser melting,M-SLM)技术制备了316L不锈钢,对其拉伸性能及断裂行为进行了研究,并对断后横向和纵向拉伸试样显微组织和断口形貌进行了表征与... 详细信息

为辅助理解金属材料高精密增材制造成形机理,本工作利用微米级选区激光熔化(micro-selective laser melting,M-SLM)技术制备了316L不锈钢,对其拉伸性能及断裂行为进行了研究,并对断后横向和纵向拉伸试样显微组织和断口形貌进行了表征与分析,对近断面塑性变形区的晶粒取向、晶界特征分布等进行了电子背散射衍射(EBSD)分析。结果表明:M-SLM制备316L不锈钢晶粒内部存在尺寸为100~300 nm的胞状组织结构,拉伸断口呈韧窝状,窝口直径80~500 nm,这使得316L不锈钢的横向平均抗拉强度达692.1 MPa,纵向平均断后延伸率达54.6%,明显优于传统SLM技术制备的316L不锈钢。M-SLM制备316L不锈钢在拉伸过程中奥氏体Σ3孪晶界的出现与晶粒取向有关,其在取向接近的晶粒中较易出现。进一步分析指出,Σ3晶界的出现阻断了特殊晶界网络的连通性。通过基于EBSD的矩形截面法对共格Σ3(Σ3_(c))和非共格Σ3(Σ3_(ic))晶界进行了统计分析,显示316L横向拉伸试样近断口区的Σ3_(c)和Σ3_(ic)晶界数量百分比分别约为43%和57%,而纵向拉伸试样近断口区的Σ3_(c)晶界数量百分比提高至约70%。Σ3_(c)孪晶界的增加使得总晶界能降低,是导致M-SLM制备316L不锈钢纵向拉伸强度普遍低于横向拉伸强度的原因。

关键词：微米级选区激光熔化 316L不锈钢拉伸性能 Σ3晶界孪晶

新型二次硬化钢25CrMo3NiTiVNbZr的高温力学性能和强化机理

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材料研究学报 2024年第5期38卷 390-400页

作者：李若浩胡霄雨王中成李浩杨勇徐乐梁恩溥何肖飞钢铁研究总院有限公司特殊钢研究院北京100081 中国金属学会北京100010 内蒙古北方重工业集团有限公司包头014010 重庆长安望江工业集团有限公司重庆400020

使用JMatpro和Thermo-Calc软件优化25Cr3Mo3NiNbZr钢的成分,使用透射电镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)和相分析等手段表征在700℃高温拉伸前后试样的显微组织和析出相以研究其高温强化机理。结果表明:25CrMo3NiTiVNbZr钢700℃的高温抗... 详细信息

使用JMatpro和Thermo-Calc软件优化25Cr3Mo3NiNbZr钢的成分,使用透射电镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)和相分析等手段表征在700℃高温拉伸前后试样的显微组织和析出相以研究其高温强化机理。结果表明:25CrMo3NiTiVNbZr钢700℃的高温抗拉强度和屈服强度分别为543 MPa、409 MPa,比25Cr3Mo3NiNbZr钢提高了139 MPa和123 MPa。根据对这种钢高温强化机理的分析,析出强化是主要强化方式。在700℃高温拉伸25CrMo3NiTiVNbZr钢其析出强化增量为367 MPa,比25Cr3Mo3NiNbZr钢提高147 MPa,其主要原因是在25CrMo3NiTiVNbZr中析出了热稳定性更高、尺寸更小(平均尺寸为7.93 nm)的析出相。

关键词：金属材料高温强度成分优化强化机理纳米析出相

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焦化行业典型大气污染物控制技术研究进展

钢铁 2024年第9期 91-101页

作者：李毅仁李玉然刘娟侯环宇林玉婷朱廷钰河钢集团有限公司中国科学院过程工程研究所河钢集团北京国际贸易有限公司

自党的“十八大”以来，国家将大气污染防治工作纳入社会经济发展全局。焦化行业成为继火电、钢铁行业之后又一个即将实施超低排放的行业。中国是世界上焦炭产量最大的国家，2023年中国焦炭产量4.9亿t，占全世界总产量的70%。实施焦化... 详细信息

自党的“十八大”以来，国家将大气污染防治工作纳入社会经济发展全局。焦化行业成为继火电、钢铁行业之后又一个即将实施超低排放的行业。中国是世界上焦炭产量最大的国家，2023年中国焦炭产量4.9亿t，占全世界总产量的70%。实施焦化行业超低排放改造是一项系统工程，要统筹全工序、全流程提升企业大气污染治理水平。超低排放改造实施过程要实现多污染物协同控制，推动污碳的协同下降。长期以来，中国炼焦工业存在着污染物种类多、排放量大，超低排放成本高等突出问题。综述了焦化行业典型大气污染物控制的关键技术，以焦炉炉墙窜漏治理技术和废气回配技术为代表的污染物源头治理技术可实现SO2、NOx的显著降低，缓解了烟气末端治理的压力；焦炉烟气多污染物协同治理的难点是NOx脱除，通过活性炭法多污染物控制技术和钠法SDA脱硫耦合低温SCR脱硝技术可实现硫、氮分步脱除，从而提高高脱硝效率并降低硫的回收成本；面向国家“双碳”目标和氢冶金的重大需求，焦炉煤气中的CH4通过重整反应转化为H2和CO，实现高值化利用制备富氢还原气，为氢冶金提供技术支撑。焦化行业大气污染物控制技术的实施，将有利于焦化行业的绿色高质量发展。

关键词：焦化污染物碳排放源头减量末端治理高值化利用

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

中国机械总院集团北京机电研究所有限公司-AFDEX

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锻压技术 2024年第4期 168-168页

作者：中国机械总院集团北京机电研究所有限公司中国机械总院集团北京机电研究所有限公司

易用:简单、友好,且在不断优化的操作界面,大量的学习向导以及应用实例,使工程师不但上手轻松,更不会在使用中气馁,AFDEX可以帮助您轻松分析锻造工艺。准确:超过500个实际生产应用案例,包含复杂的冷温热多工位锻造、闭塞锻造、径向锻造...

易用:简单、友好,且在不断优化的操作界面,大量的学习向导以及应用实例,使工程师不但上手轻松,更不会在使用中气馁,AFDEX可以帮助您轻松分析锻造工艺。准确:超过500个实际生产应用案例,包含复杂的冷温热多工位锻造、闭塞锻造、径向锻造、辊锻、辗环等几乎所有锻压成形工艺的模拟。AFDEX的准确性和能力,已经在全球百余家制造企业的生产中得到了验证。

关键词：

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缆式焊丝GMAW焊缝截面侧偏行为机理分析

焊接学报 2024年第1期45卷 83-87,I0008页

作者：杨泽坤徐锴杨战利张焱费大奎周坤杨永波中国机械科学研究总院集团有限公司北京100048 中国机械总院集团哈尔滨焊接研究所有限公司哈尔滨150028 哈尔滨威尔焊接有限责任公司哈尔滨150000

缆式焊丝熔化极气体保护电弧焊(gas metal arc welding,GMAW)中存在的焊缝截面侧偏现象会导致焊接接头熔合不良,基于熔滴受力分析和最小电压理论对焊缝截面侧偏现象的变化规律进行机理分析.结果表明,电流是影响截面侧偏的关键因素,由于... 详细信息

缆式焊丝熔化极气体保护电弧焊(gas metal arc welding,GMAW)中存在的焊缝截面侧偏现象会导致焊接接头熔合不良,基于熔滴受力分析和最小电压理论对焊缝截面侧偏现象的变化规律进行机理分析.结果表明,电流是影响截面侧偏的关键因素,由于缆式焊丝独特的绞合结构引起电弧旋转,进而导致出现熔滴受力不均的现象,熔滴过渡方向与焊丝轴线存在夹角,在熔滴冲击力的作用下导致焊缝截面出现侧偏现象,随着电流的增加,电弧对熔滴的拘束增强,熔滴过渡方向逐渐趋于轴线,因而焊缝截面侧偏的趋势随着电流增加而减小.

关键词：缆式焊丝熔化极气体保护焊焊缝截面侧偏熔滴过渡最小电压原理

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单元式无砟轨道周期性变形敏感因素分析

铁道工程学报 2024年第1期41卷 26-31,38页

作者：赵磊杨国涛刘伟斌施成中国铁道科学研究院集团有限公司北京100081 中国国家铁路集团有限公司北京100844

研究目的:单元式无砟轨道应用过程中检测出波长与板长相近的周期性不平顺问题,影响了列车运营舒适性。为研究周期性变形的敏感影响因素,以CRTSⅢ型板式无砟轨道为例,建立考虑层间非线性接触关系的无砟轨道多物理场耦合分析模型,分析轨... 详细信息

研究目的:单元式无砟轨道应用过程中检测出波长与板长相近的周期性不平顺问题,影响了列车运营舒适性。为研究周期性变形的敏感影响因素,以CRTSⅢ型板式无砟轨道为例,建立考虑层间非线性接触关系的无砟轨道多物理场耦合分析模型,分析轨道板内温度梯度和自密实混凝土收缩对轨道板翘曲变形和轨面周期性不平顺的影响程度,获取了两种荷载与周期性变形间传递关系。研究结论:(1)温度梯度、混凝土收缩等效降温量越大,轨道竖向变形差越大且传递比越大,+90℃/m、-45℃/m温度梯度时,钢轨垂向变形差分别为0.72 mm、0.32 mm,传递比分别为0.0158 mm/(℃·m^(-1))、0.0183 mm/(℃·m^(-1));(2)等效降温-10℃时,钢轨垂向变形差0.39mm,传递比为0.0739 mm/℃;(3)与混凝土收缩组合时,正温度梯度变形效应叠加,负温度梯度变形效应抵消,-45℃/m温度梯度与混凝土收缩-10℃间引起的变形效应相当,可基本抵消;(4)通过控制轨道精调时机,合理预设初始不平顺可减小运营期单元式无砟轨道周期性不平顺;(5)本研究结论可为控制目前广泛存在的无砟轨道周期性变形问题提供理论指导。

关键词：高速铁路单元式无砟轨道温度梯度混凝土收缩周期性变形

扩散退火对H13钢显微组织和成分偏析的影响

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金属热处理 2024年第1期49卷 211-214页

作者：樊明强赵英利李素芳梁佳王超徐军君王建强赵峥嵘河钢材料技术研究院河北石家庄052165 河钢集团有限公司河北石家庄050023 河钢集团张宣科技河北宣化075100

采用OM、SEM等微观组织分析手段研究了H13钢铸态组织和扩散退火过程中显微组织和成分偏析的演变规律。结果表明,H13钢电渣锭的铸态组织为粗大马氏体+贝氏体+液析碳化物,枝晶间和晶界处分布着高熔点液析碳化物和大尺寸二次碳化物,存在严... 详细信息

采用OM、SEM等微观组织分析手段研究了H13钢铸态组织和扩散退火过程中显微组织和成分偏析的演变规律。结果表明,H13钢电渣锭的铸态组织为粗大马氏体+贝氏体+液析碳化物,枝晶间和晶界处分布着高熔点液析碳化物和大尺寸二次碳化物,存在严重的枝晶偏析和成分偏析。随着扩散退火温度的升高,组织中的碳化物逐渐回溶到基体中,枝晶内的碳化物溶解速度和元素扩散速度明显快于枝晶间和晶界处,会优先达到成分均匀性要求。在1240℃进行扩散退火时,枝晶间的大尺寸二次碳化物几乎全部回溶到基体中,晶界处的高熔点液析碳化物数量明显减少,仅残存少量未完全溶解的小颗粒液析碳化物。从节能和提高成材率方面考虑,建议H13钢较佳的扩散退火工艺为1240℃×10 h。

关键词： H13钢扩散退火显微组织成分偏析液析碳化物

选区激光熔化TiC/AlMgSc复合材料组织及性能研究

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激光与光电子学进展 2024年第9期61卷 382-390页

作者：丁惟云司福贵夏长庚孙德志徐亚坤徐英翠程浩杰王孟志季伟中国重型汽车集团有限公司山东济南250101 中国重型汽车集团有限公司汽车研究总院山东济南250101

基于选区激光熔化(SLM)成形工艺制备了亚μm TiC颗粒增强AlMgSc复合材料,研究了TiC/AlMgSc复合材料的物相组成、显微组织和力学性能。研究结果表明:采用优化后的SLM成形工艺参数获得了高致密度(99.73%)的TiC/AlMgSc复合材料;SLM成形中Ti... 详细信息

基于选区激光熔化(SLM)成形工艺制备了亚μm TiC颗粒增强AlMgSc复合材料,研究了TiC/AlMgSc复合材料的物相组成、显微组织和力学性能。研究结果表明:采用优化后的SLM成形工艺参数获得了高致密度(99.73%)的TiC/AlMgSc复合材料;SLM成形中TiC颗粒与AlMgSc基体之间没有发生反应,TiC颗粒提供了高密度的有效形核点,促使复合材料组织向等轴晶转变,晶粒发生细化,并且减弱了织构强度;添加TiC颗粒后,复合材料抗拉强度提升了9.9%,达到了611 MPa,延伸率下降为10.02%;材料的断裂机制主要为韧脆混合断裂,在断口表面处留存着尺寸为3~8μm的TiC团簇颗粒,并黏附在铝基体中。

关键词：激光技术选区激光熔化铝基复合材料微观组织拉伸性能