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不同固溶处理对Cu-Cr系合金组织和性能影响

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中国有色金属学报 2023年

作者：杨旗王志磊肖星宇谢建新北京科技大学新材料技术研究院现代交通金属材料与加工技术北京实验室北京科技大学新材料技术研究院材料先进制备技术教育部重点实验室辽宁材料实验室材料智能技术研究所

高端电子元器件和高速铁路接触线等对高强高导Cu-Cr系合金提出更高的性能需求，热处理工艺调控是提升合金性能的有效方法。Cu-Cr系合金的固溶工艺大多选择温度较低的Cu-Cr两相区进行，导致Cr相固溶程度不完全，抑制后续析出强化效果。... 详细信息

高端电子元器件和高速铁路接触线等对高强高导Cu-Cr系合金提出更高的性能需求，热处理工艺调控是提升合金性能的有效方法。Cu-Cr系合金的固溶工艺大多选择温度较低的Cu-Cr两相区进行，导致Cr相固溶程度不完全，抑制后续析出强化效果。本研究提出高温单相区固溶以改善强化效果，主要对比研究了不同固溶工艺(Cu-Cr两相区950 ℃/4 h和Cu单相区1050 ℃/6 h)对Cu-Cr系合金组织和性能的影响。对峰值时效态合金微观结构表征显示，与两相区固溶相比，单相区固溶后铸态Cr相充分固溶，时效过程中更多纳米Cr相弥散析出。合金力学性能有较大提升，其中屈服强度提升29.3%，抗拉强度提升25.6%，导电率未有明显下降。通过强度理论计算表明析出强化贡献323.4 MPa，占比56.9%，是本研究中最主要的强化机制。

关键词：高强高导 Cu-Cr合金单相区固溶析出强化

退火工艺对Nb-Ti微合金化低合金高强钢组织性能的影响

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钢铁研究学报 2023年第4期35卷 454-461页

作者：高永旭杨跃标褚晓红邓深叶姜赵征志北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心北京100083 现代交通金属材料与加工技术北京实验室北京100083 广西柳州钢铁集团有限公司广西柳州545002

在实验室对比模拟研究了Nb-Ti微合金化低合金高强钢的罩式退火和连续退火工艺。利用扫描电镜、透射电镜和拉伸试验机等设备,分析了不同退火工艺条件下试验钢的组织演变规律及性能变化趋势。结果表明,2种退火方式下试验钢组织中均存在纳... 详细信息

在实验室对比模拟研究了Nb-Ti微合金化低合金高强钢的罩式退火和连续退火工艺。利用扫描电镜、透射电镜和拉伸试验机等设备,分析了不同退火工艺条件下试验钢的组织演变规律及性能变化趋势。结果表明,2种退火方式下试验钢组织中均存在纳米级Nb-Ti复合析出物,罩式退火工艺下试验钢的主要组织为铁素体+球状渗碳体,在640℃退火获得了较好的力学性能,抗拉强度为539 MPa、屈服强度为498 MPa、伸长率达到23.1%;连续退火工艺下试验钢组织为铁素体+珠光体+M-A岛,组织更加细小,细晶强化效果更好,在820℃退火时产生的链状组织提升了试验钢的力学性能,此时抗拉强度为644 MPa、屈服强度为536 MPa、伸长率达到22.7%,也可通过选取更高的退火温度实现对强度和伸长率的调节。

关键词：退火工艺低合金高强钢 Nb-Ti微合金化组织性能罩式退火连续退火

制备参数对反向凝固黄铜包覆纯铜绞线复合材料表面质量和界面结合状态的影响

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中国有色金属学报 2018年第4期28卷 693-704页

作者：姜雁斌凌亮谢建新北京科技大学新材料技术研究院材料先进制备技术教育部重点实验室北京100083 北京科技大学现代交通金属材料与加工技术北京实验室北京100083

采用金属包覆材料反向凝固成形工艺制备外径为8.5 mm、芯材为d 2.12 mm×7 mm绞线的黄铜包覆纯铜绞线复合材料,研究制备参数对黄铜包覆纯铜绞线复合材料的表面质量、包覆层金属填充状态和界面结合状态的影响。结果表明:较高的复合腔黄... 详细信息

采用金属包覆材料反向凝固成形工艺制备外径为8.5 mm、芯材为d 2.12 mm×7 mm绞线的黄铜包覆纯铜绞线复合材料,研究制备参数对黄铜包覆纯铜绞线复合材料的表面质量、包覆层金属填充状态和界面结合状态的影响。结果表明:较高的复合腔黄铜熔体温度和较低的牵引速度,有利于防止复合材料表面缺陷的产生,改善表面质量;而较低的复合腔黄铜熔体温度和较高的牵引速度,有利于降低复合界面铜、锌原子的扩散和界面反应速率,有效减小铜绞线表面熔蚀程度。在复合腔中黄铜熔体与绞线的接触长度3mm、复合腔黄铜熔体温度1000~1020℃、牵引速度60~90 mm/min、结晶器冷却水流量400 L/h的条件下,制备具有良好表面质量和冶金结合界面的黄铜包覆纯铜绞线复合材料,黄铜包覆层的填充率达98%以上,抗拉强度为250~278 MPa,断后伸长率为39.1%~43.1%,电导率为53.1%~57.3%IACS。

关键词：黄铜包覆纯铜绞线复合材料反向凝固界面性能

Mn和Si对中锰热轧高强钢组织和性能的影响

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工程科学学报 2014年第S1期36卷 133-139页

作者：赵征志佟婷婷赵爱民尹鸿祥李双娇梁驹华北京科技大学冶金工程研究院北京100083 现代交通先进金属材料与加工技术北京实验室北京100083

为了研究Mn和Si元素对中锰热轧高强钢显微组织和力学性能的影响,设计了不同Mn、Si含量C-Si-Mn系试验用钢.利用热膨胀仪、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射和单向拉伸等实验方法对试验用钢的相变点、显微组织、残余奥氏体含量和力学性能进... 详细信息

为了研究Mn和Si元素对中锰热轧高强钢显微组织和力学性能的影响,设计了不同Mn、Si含量C-Si-Mn系试验用钢.利用热膨胀仪、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射和单向拉伸等实验方法对试验用钢的相变点、显微组织、残余奥氏体含量和力学性能进行了测定与分析.结果表明:Mn和Si对中锰热轧高强钢的显微组织影响较大,对于低Si高Mn的试验钢,其显微组织主要由粒状贝氏体组成;对于高Si高Mn的试验钢,主要由贝氏体铁素体、马氏体和残余奥氏体组成;对于高Si低Mn的试验钢,则由块状铁素体、贝氏体、马氏体和残余奥氏体组成.高Si高Mn试验钢获得最高的综合力学性能,抗拉强度达1200 MPa以上,总伸长率为16%,强塑积接近20 GPa·%.分析认为,试验钢这种高强度和较高的塑性是由超细晶组织和TRIP效应共同决定的.

关键词： Mn Si 组织性能相变点残余奥氏体

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中温卷取热轧低Mo双相钢的组织与性能

金属热处理 2015年第1期40卷 42-46页

作者：庞启航赵征志唐荻张良张帆北京科技大学冶金工程研究院北京100083 现代交通金属材料与加工技术北京实验室北京100083

采用三段式和两段式冷却工艺成功试制了低成本热轧双相钢,分析了低Mo试验钢的微观组织和力学性能。结果表明,通过工艺参数控制能够实现低Mo双相钢中温卷取热轧,其屈服强度达到315 MPa,抗拉强度达到620 MPa,伸长率达到26%,屈强比约0.5;... 详细信息

采用三段式和两段式冷却工艺成功试制了低成本热轧双相钢,分析了低Mo试验钢的微观组织和力学性能。结果表明,通过工艺参数控制能够实现低Mo双相钢中温卷取热轧,其屈服强度达到315 MPa,抗拉强度达到620 MPa,伸长率达到26%,屈强比约0.5;加入合金元素V起到细化晶粒和改善组织作用,很好弥补了Mo减少带来的不利影响。

关键词：中温卷取热轧双相钢组织冷却控制

连续柱状晶组织CuNi10Fe1Mn合金变形行为的各向异性

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金属学报 2015年第1期51卷 40-48页

作者：刘永康黄海友谢建新北京科技大学新材料技术研究院材料先进制备技术教育部重点实验室北京100083 北京科技大学现代交通金属材料与加工技术北京实验室北京100083

研究了连续柱状晶组织Cu Ni10Fe1Mn合金板试样沿平行柱状晶生长方向(SD)和垂直柱状晶生长方向(PD)拉伸时的力学性能和变形行为,讨论了连续柱状晶组织各向异性对合金力学性能和变形行为的影响.研究结果表明:试样沿SD和PD均具有[100]择优... 详细信息

研究了连续柱状晶组织Cu Ni10Fe1Mn合金板试样沿平行柱状晶生长方向(SD)和垂直柱状晶生长方向(PD)拉伸时的力学性能和变形行为,讨论了连续柱状晶组织各向异性对合金力学性能和变形行为的影响.研究结果表明:试样沿SD和PD均具有[100]择优取向,但沿SD所有晶粒的取向均分布于[100]附近,平均Taylor因子m值约为2.17,而沿PD部分晶粒的取向分散于[001]-[011]之间,具有一定的取向分散性,m值约为2.93.低取向分散性、无横向晶界约束等组织特征使试样沿SD变形时应力分布均匀,各晶粒沿拉伸方向变形一致,屈服强度和抗拉强度分别为85和215 MPa,断后伸长率达到42%,具有典型韧性断口;由于存在一定的取向分散性和横向晶界,使得PD试样变形时出现明显的晶界应力集中和表面凹凸起伏,屈服强度明显增加,为115 MPa,断后伸长率下降至36%,具有混合型断口.连续柱状晶组织Cu Ni10Fe1Mn合金的晶粒取向和晶界分布的各向异性是造成变形行为各向异性的原因.

关键词：连续柱状晶 Cu-Ni合金各向异性力学性能变形行为

冷型热阻角对HCCM水平连铸BFe10-1-1管材周向组织和力学性能均匀性的影响

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中国有色金属学报 2014年第9期24卷 2322-2332页

作者：姜雁斌刘贤钙张小军谢建新北京科技大学材料先进制备技术教育部重点实验室北京100083 北京科技大学现代交通金属材料与加工技术北京实验室北京100083

提出在结晶器冷型底部设置气隙热阻以提高热冷组合铸型（HCCM）水平连铸 BFe10-1-1管材周向组织和力学性能均匀性的方法，研究热阻角对连铸传热行为、管材周向组织和力学性能均匀性的影响。结果表明：未设置热阻时，管材上部和下部组织... 详细信息

提出在结晶器冷型底部设置气隙热阻以提高热冷组合铸型（HCCM）水平连铸 BFe10-1-1管材周向组织和力学性能均匀性的方法，研究热阻角对连铸传热行为、管材周向组织和力学性能均匀性的影响。结果表明：未设置热阻时，管材上部和下部组织均由“V”形柱状晶组成，侧部组织为与轴向呈夹角29°~36°的柱状晶，周向的柱状晶形貌和数量分布不均匀，其周向不同部位的抗拉强度和断后伸长率差异较大。当热阻角为8°~32°时，随热阻角的增大，管材柱状晶组织与轴向的夹角减小，周向组织和力学性能的均匀性提高。在本实验条件下，BFe10-1-1管材HCCM水平连铸结晶器冷型底部设置合理的热阻角为32°。冷型底部设置热阻使管材周向传热及凝固区周向温度场分布更为均匀，这是管材周向组织和力学性能均匀性提高的主要原因。

关键词： BFe10-1-1管材热冷组合铸型水平连铸热阻组织均匀性

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水韧处理对高锰钢铸件组织与性能的影响

金属热处理 2014年第2期39卷 112-115页

作者：郑红红赵爱民曹佳丽耿志达北京科技大学冶金工程研究院现代交通金属材料与加工技术北京实验室北京100083

对成品ZGMn13-4高锰钢衬板进行再次水韧处理,对比处理前后试验钢微观组织及力学性能,分析试验高锰钢衬板水韧处理的不足。试验ZGMn13-4高锰钢的组织中存在大量块状、片状碳化物,其在奥氏体晶界处聚集形成网状结构,冲击吸收能量为41.7 J... 详细信息

对成品ZGMn13-4高锰钢衬板进行再次水韧处理,对比处理前后试验钢微观组织及力学性能,分析试验高锰钢衬板水韧处理的不足。试验ZGMn13-4高锰钢的组织中存在大量块状、片状碳化物,其在奥氏体晶界处聚集形成网状结构,冲击吸收能量为41.7 J,硬度在230 HB以上;经再次水韧处理后组织中碳化物消失,为单一奥氏体组织,冲击吸收能量提高到114.8 J,硬度降低到200 HB以下,获得了较好的性能配比。高锰钢经适当水韧处理后可获得理想的力学性能。

关键词：高锰钢衬板水韧处理碳化物冲击吸收能量

连铸速度和轧制变形对HCCM立式连铸铝白铜棒材组织性能的影响

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中国有色金属学报 2021年第6期31卷 1475-1484页

作者：卢强赵帆雷宇刘新华北京科技大学现代交通金属材料与加工技术北京实验室北京100083 北京科技大学材料先进制备技术教育部重点实验室北京100083 北京科技大学北京材料基因工程高精尖创新中心北京100083

采用HCCM立式连铸技术制备铝白铜棒坯,并进行不同压下量的轧制变形,研究连铸速度和轧制变形对棒材组织性能的影响。通过拉伸实验分析不同状态下棒材的力学性能变化,利用光学显微镜(OM)、电子背散射衍射系统(EBSD)、扫描电子显微镜(SEM)... 详细信息

采用HCCM立式连铸技术制备铝白铜棒坯,并进行不同压下量的轧制变形,研究连铸速度和轧制变形对棒材组织性能的影响。通过拉伸实验分析不同状态下棒材的力学性能变化,利用光学显微镜(OM)、电子背散射衍射系统(EBSD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱(EDS)观察棒材的微观组织形貌。结果表明:当金属液温度为(1300±5)℃、热型加热温度为(1250±5)℃、冷却水流量为400L/h、连铸拉坯速度为0.5~2.0mm/s时,可制备出具有连续柱状晶组织和优良力学性能的铝白铜棒坯。随着连铸速度由0.5mm/s增大至2.0 mm/s时,粗大柱状晶组织逐渐转变为与连铸方向呈一定角度的柱状晶组织和等轴晶组织,抗拉强度呈增大趋势,为311~418 MPa,断后伸长率由69.2%降低至64.9%;存在于晶界处及枝晶间的富铝β相数量增多、分布变得均匀。随着冷轧变形量由0增大至80%,抗拉强度呈线性增长;继续增大变形量,抗拉强度增速放缓。随着冷轧变形量由0增大至40%,断后伸长率呈线性降低;当冷轧变形量为40%~94%时,断后伸长率稳定在5%左右,展现出柱状晶组织较好的可持续加工性能,但连铸速度及轧制变形对柱状晶的影响机理有待进一步验证。

关键词：铝白铜 HCCM立式连铸冷轧组织力学性能