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

Si元素对800 MPa级HSLA钢焊材熔敷金属组织及韧性的影响

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焊接学报 2024年第4期45卷 93-100,I0008,I0009页

作者：孟满丁魏金山安同邦马成勇彭云钢铁研究总院有限公司焊接研究所北京100081

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)等试验,分析了不同Si元素含量(质量分数,%)对800 MPa级低合金高强(HSLA)钢焊材熔敷金属组织特征及韧性的影响.结果表明,当Si元素含量从0.45%增加到... 详细信息

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)等试验,分析了不同Si元素含量(质量分数,%)对800 MPa级低合金高强(HSLA)钢焊材熔敷金属组织特征及韧性的影响.结果表明,当Si元素含量从0.45%增加到0.66%时,熔敷金属(0.035C-0.45Si-1.47Mn-2.56Ni-0.68Cr-0.62Mo)的屈服强度从850 MPa增大到895 MPa,抗拉强度从917 MPa增大到954 MPa,−50℃冲击吸收能量从115 J降低到73 J;当Si元素含量为0.45%时,熔敷金属显微组织主要由板条贝氏体及部分粒状贝氏体和板条马氏体组成,各组织间呈相互交织状分布;而当Si元素含量增大到0.66%时,组织主要由细长条状的板条马氏体及部分板条贝氏体组成;随着Si元素含量增大,组织长宽比明显增大,且组织之间趋于平行分布.熔敷金属由γ(奥氏体)→贝氏体/马氏体混合组织转变时的相变温度随着Si元素含量增加而降低,随着Si含量增大,熔敷金属板条和板条块亚结构由交织的短条状向平行的细长条状转变,板条束亚结构尺寸明显变大,板条束亚结构尺寸增加使熔敷金属的大角度晶界占比降低,熔敷金属的冲击韧性降低.

关键词：熔敷金属 HSLA钢韧化规律微观组织力学性能

新型高温合金21Cr-32Fe-41Ni高温长期时效组织演变研究

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稀有金属材料与工程 2024年第4期53卷 1051-1057页

作者：李天宇王立民钢铁研究总院特殊钢研究院北京100081

铁镍基合金长期服役于较高温度下,因此高温下的组织稳定性是合金的重要指标之一。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、电子探针(EPMA)、化学相分析等手段对750℃不同时效时间下新型铁镍基高温合金21Cr-32Fe-41Ni组织与性能... 详细信息

铁镍基合金长期服役于较高温度下,因此高温下的组织稳定性是合金的重要指标之一。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、电子探针(EPMA)、化学相分析等手段对750℃不同时效时间下新型铁镍基高温合金21Cr-32Fe-41Ni组织与性能演变规律进行研究。结果表明,长期时效后合金中析出相主要有γ′相、σ相、α-Cr相以及MC相。在时效500 h内,基体中弥散分布的球形γ′相的质量分数和尺寸快速增加。时效时间从500 h增加至2000 h,γ′相的质量分数和尺寸增加速率逐渐降低。在长期时效过程中,σ相沿晶呈块状或条状分布,并与α-Cr相同时在晶内以针状或条状析出。随时效时间增加,σ相和α-Cr相数量增加,逐渐粗化。沿晶不连续分布的σ相逐渐相连,存在向网状分布发展的趋势。随时效时间增加至2000 h,合金强度先升高后降低,在时效500 h后达到峰值,硬度保持增加趋势。

关键词：铁镍基合金长期时效 γ′相 σ相 α-Cr相

Nd-Fe-B速凝合金晶界相组成与组织结构研究

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中国稀土学报 2024年第2期42卷 236-244,I0002页

作者：李彦儒李安华冯海波李卫钢铁研究总院有限公司功能材料研究院北京100081

钕铁硼烧结磁体中的晶界相组成、微结构及化学成分对其矫顽力有重要的影响,为了阐明钕铁硼烧结磁体中晶界相组成和微观组织结构的演变机制,有必要对其先驱体材料Nd-Fe-B速凝合金片中晶界富Nd相的相组成和微结构特点进行研究。采用速凝... 详细信息

钕铁硼烧结磁体中的晶界相组成、微结构及化学成分对其矫顽力有重要的影响,为了阐明钕铁硼烧结磁体中晶界相组成和微观组织结构的演变机制,有必要对其先驱体材料Nd-Fe-B速凝合金片中晶界富Nd相的相组成和微结构特点进行研究。采用速凝工艺制备Nd-Fe-B速凝合金片,重点对速凝合金的晶界区域进行TEM研究。研究发现:在富Nd三角晶界存在两种衬度明显不同的区域,衬度均匀一致的区域为非晶微晶相,在衬度明暗对比的区域发现有双六方结构的Nd相(dhcp-Nd)、低熔点共晶相"Nd+Nd_(2)Fe_(14)B"和和少量非晶微晶相存在。晶界线扫描结果表明,晶界区域的Nd:Fe原子比并非恒定值,晶界非晶微晶区的Fe含量较高,其Fe含量平均值大于60%(原子分数);而晶界晶化区的成分波动较大,这可能是因为该区域是dhcp-Nd相、"Nd+Nd_(2)Fe_(14)B"共晶相以及少量非晶微晶相的混合物。在钕铁硼合金的晶界处普遍存在非晶相,是因为Nd-Fe-B合金体系属于深共晶体系,合金熔液在冷却过程中提早凝固,无序状态亚稳到室温造成的。

关键词： Nd-Fe-B速凝合金晶界相组成组织结构

取向硅钢热轧板中纤维织构及Goss织构的形成和演变

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材料导报 2024年第S1期38卷 466-472页

作者：邹翔刘清友仇圣桃钢铁研究总院北京100081

在热轧过程中,取向硅钢热轧板形成了不均匀的微观组织和织构梯度,其中热轧板表层和次表层中的Goss织构对取向硅钢的磁性能有重要影响。因此,热轧板微观组织和织构沿厚度方向的形成和演变,特别是Goss织构的形成,仍然是一个值得讨论的课... 详细信息

在热轧过程中,取向硅钢热轧板形成了不均匀的微观组织和织构梯度,其中热轧板表层和次表层中的Goss织构对取向硅钢的磁性能有重要影响。因此,热轧板微观组织和织构沿厚度方向的形成和演变,特别是Goss织构的形成,仍然是一个值得讨论的课题。为了研究热轧板组织和织构的形成及其演变,使用光学显微镜和扫描电镜(SEM-EBSD)观察了热轧板不同厚度层(表层、次表层和中心层)组织,研究了热轧板组织形貌沿厚度方向的演变,并使用XRD测量了热轧板各厚度层(从表层s=1到中心层s=0)的宏观织构。结果表明,在高剪切力的作用下,热轧板表层s=1形成了大量等轴晶粒(晶粒长宽比为1.0~1.5)和具有一定随机性的织构。表层以下,随着剪切力从表层向中心层逐渐减小,等轴晶粒(晶粒长宽比为1.0~1.5)占比逐渐降低,再结晶晶粒的晶粒长宽比沿着厚度方向逐渐增大,再结晶晶粒形状倾向于沿轧向延伸和呈不规则状。最后,在中心层s=0中,一些大尺寸再结晶晶粒的晶粒长宽比可以达到3.0~6.5。在压缩力和沿厚度方向逐渐减小的剪切力的共同作用下,热轧板次表层s=0.5~0.9形成由众多特定取向组成的纤维织构,而中心层s=0~0.4形成典型的α纤维织构,纤维织构中的一些典型的特定位向包括{100}〈011〉、{112}〈111〉、{110}〈112〉、{213}〈364〉、{441}〈104〉和{110}〈100〉Goss。热轧板次表层s=0.5~0.9中的纤维织构沿厚度方向逐渐演变,并且在次表层s=0.5中有稳定的Goss织构形成。然而,次表层s=0.5中形成的高强度的Goss织构,而次表层中形成的Goss织构只是纤维织构的一小部分。

关键词：取向硅钢热轧板纤维织构 Goss织构

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表面脱碳对高氮不锈轴承钢中析出相的影响

冶金分析 2024年第4期44卷 40-44页

作者：许洁李玲霞王存宇李菁菁钢铁研究总院有限公司

X30N高氮不锈轴承钢在经过热处理后，材料表面会出现脱碳脱氮层，为研究C、N等局部成分变化对材料中第二相析出的影响，采用10 g/L氯化锂-40 g/L磺基水杨酸-5%（V/V）甘油甲醇溶液，通过电解萃取的方法将析出相从基体中分离，并利用X射... 详细信息

X30N高氮不锈轴承钢在经过热处理后，材料表面会出现脱碳脱氮层，为研究C、N等局部成分变化对材料中第二相析出的影响，采用10 g/L氯化锂-40 g/L磺基水杨酸-5%（V/V）甘油甲醇溶液，通过电解萃取的方法将析出相从基体中分离，并利用X射线衍射仪（XRD）和扫描电镜（SEM）研究了析出相的结构和形貌，用碳硫分析仪、定氮仪和电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）研究了析出相的元素含量。研究结果表明：经过热处理后，试验钢中主要析出相的类型为M23C6和Cr2（C,N）,脱碳表面以Cr2（C,N）为主，随着距离脱碳表面深度的增加，M23C6的衍射谱峰逐渐明显，总析出相的含量逐渐增加，在脱碳表面下0.4 mm时基本达到稳定，C元素含量较脱碳层表面增加了460%,N元素含量较脱碳层表面增加了38.9%,总析出相元素含量较脱碳层表面增加了85.2%。Cr2（C,N）的形貌为球状颗粒，M23C6的形貌为不规则的短棒状。

关键词：电解萃取高氮不锈轴承钢混合析出相表面脱碳定性定量分析

退火工艺对30Cr15Mo1N钢组织和力学性能的影响

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同方期刊数据库

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金属热处理 2024年第4期49卷 110-115页

作者：李菁菁王存宇杜敏徐海峰俞峰曹文全钢铁研究总院有限公司特殊钢研究院北京100081 钢铁研究总院有限公司中心实验室北京100081

对比研究了软化退火和球化退火工艺对热轧30Cr15Mo1N钢线材析出相特征,淬火、深冷、回火处理后微观组织和力学性能的影响。结果表明,退火后析出相为Cr_(2)(C,N)、M_(23)C_(6),球化退火试样析出相尺寸更细小,球化效果更好,分布更均匀,软... 详细信息

对比研究了软化退火和球化退火工艺对热轧30Cr15Mo1N钢线材析出相特征,淬火、深冷、回火处理后微观组织和力学性能的影响。结果表明,退火后析出相为Cr_(2)(C,N)、M_(23)C_(6),球化退火试样析出相尺寸更细小,球化效果更好,分布更均匀,软化退火试样具有更高的强度,其抗拉强度为819 MPa,比球化退火试样高63 MPa,球化退火试样在拉伸过程中出现不连续屈服现象。软化退火试样中更多的析出相有效抑制了再加热过程中晶粒长大,使其在热处理后具有更细小的晶粒尺寸,硬度达到61.4 HRC,高于球化退火试样。

关键词： 30Cr15Mo1N钢软化退火球化退火显微组织

440 MPa级高强钢焊条熔敷金属组织与低温冲击韧性研究

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焊接学报 2024年第3期45卷 120-128,I0010页

作者：曾道平郑韶先安同邦代海洋马成勇兰州交通大学兰州730070 钢铁研究总院焊接研究所北京100081

为满足440 MPa级高强钢对焊接材料的需求,研制了三种焊条,并进行了熔敷金属焊接试验,使用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等手段研究了熔敷金属组织与低温冲击韧性.结果表明,随着Mn,Ni,Cr和Cu含量的增大,熔敷金属的-40℃平均冲击吸收功... 详细信息

为满足440 MPa级高强钢对焊接材料的需求,研制了三种焊条,并进行了熔敷金属焊接试验,使用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等手段研究了熔敷金属组织与低温冲击韧性.结果表明,随着Mn,Ni,Cr和Cu含量的增大,熔敷金属的-40℃平均冲击吸收功从35.7 J逐渐增至96.3 J,低温冲击韧性逐渐提高;随着Mn,Ni,Cr和Cu含量的增大,虽然熔敷金属中M23C6型碳化物含量逐渐增大,但是熔敷金属的CCT曲线逐渐右移,相变温度逐渐降低,使得针状铁素体含量逐渐增加,铁素体板条尺寸逐渐减小和板条间交织状分布趋势逐渐增强,M-A组元含量及尺寸逐渐减小,是低温冲击韧性逐渐提高的主要原因;含Cu熔敷金属中夹杂物外层会形成CuS,针状铁素体形核更容易,有利于低温冲击韧性提高.

关键词： 440 MPa级高强钢熔敷金属针状铁素体 M-A组元低温冲击韧性

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电硅热法提磷新工艺基础研究

电硅热法提磷新工艺基础研究

作者：程晓宇钢铁研究总院

学位级别：硕士

黄磷是一种极重要的基础工业原料,主要用于军事、化工、农药等多个领域。现有黄磷生产工艺为电炉碳热法还原提取,该工艺随着近几年发展虽有逐步改善但其能耗和碳排放依旧居高不下,后续的收磷和洗磷工序繁琐,且生产过程中易产生大量磷泥... 详细信息

黄磷是一种极重要的基础工业原料,主要用于军事、化工、农药等多个领域。现有黄磷生产工艺为电炉碳热法还原提取,该工艺随着近几年发展虽有逐步改善但其能耗和碳排放依旧居高不下,后续的收磷和洗磷工序繁琐,且生产过程中易产生大量磷泥和磷渣。为实现黄磷制备工艺的绿色发展、节能降碳,在前期相关研究的基础上,课题组提出电硅热法还原提磷新工艺。本论文就电硅热法提磷新工艺开展基础研究工作,主要研究内容及结论如下:通过热力学计算明确了硅可作为磷矿石的还原剂进行提磷,电硅热法提磷过程中磷矿与硅发生主要反应:2Ca5（PO4）3F+7Si=3P2（g）+F2（g）+7Ca Si O3+3Ca O、2Ca3（PO4）2+5Si+Si O2=2P2（g）+6Ca Si O3;真空度对电硅热法提磷还原反应起正向作用,真空度越高,电硅热法提磷还原反应标准吉布斯自由能越小,硅热还原反应越容易发生;反应产物主要以Ca O-Si O2系化合物为主,反应为固-固反应。通过模式配合法对电硅热法提磷等温动力学进行研究,且采用Coats-Redfern法和?atava–?esták相互验证的方式对非等温动力学进行研究。等温动力学研究结果表明,硅热提磷还原反应过程分为反应前期、后期两个阶段,低温下（1050℃、1100℃、1150℃）,两阶段动力学过程分别受界面化学反应、外扩散控制,高温下（1200℃、1250℃、1300℃）,两阶段动力学过程分别受界面化学反应、成核与生长Ⅰ级控制。非等温动力学研究发现,电硅热法提磷还原反应过程受成核与生长（Avrami-Erofeev）控制。电硅热法提磷还原历程可分为两个阶段,第一阶段矿粉中部分Ca5（PO4）3F与Si O2生成中间产物Ca3（PO4）2,之后Ca3（PO4）2与还原剂Si发生反应,第二阶段剩余的Ca5（PO4）3F直接与还原剂Si发生反应。以磷矿还原率及渣中残磷率为预设实验指标,用常规电加热方式进行实验,得到不同参数对电硅热法提磷影响规律:提高还原温度可以提高磷矿还原率、降低渣中残磷率,当还原温度超过1250℃后,还原温度的增加对提磷效果的影响不明显;配硅系数越高,磷矿还原率越高,渣中残磷率越低,配硅系数超过1.2后,提高配硅系数对提磷效果的作用不明显;延长保温时间,磷矿还原率逐渐提高,渣中残磷率逐步降低,保温时间超过2.5 h后,进一步增加保温时间对提磷效果的影响不大。基于常规电加热方式下实验获得的提磷效果和经济性,电硅热法提磷新工艺各工艺参数可设定为:配硅系数1.2、还原温度1250℃、保温时间2.5 h,此时磷矿还原率可达96.78%,渣中残磷率可达0.87%。采用微波加热方式下进行电硅热法提磷放大性实验研究,结果表明:微波加热方式下各工艺参数对磷矿还原率和渣中残磷率的影响规律同常规电加热方式基本一致,在配硅系数1.2、还原温度1230℃、保温时间2.5 h条件下,磷矿还原率为97.33%,渣中残磷率为0.72%,提磷效果优于新工艺设定的预期目标。两种加热方式下的实验均收集到粗黄磷,常规电加热方式下收得粗黄磷在苯中的含量为95.03%,微波加热方式下收得粗黄磷在苯中的含量为96.2%。采用微波加热方式相较于常规电加热方式进行电硅热法提磷,所需还原温度更低,效率更高,效果更好。电硅热法提磷新工艺从提磷原理、实验效果、设备的选择及原料的适配性等方面来分析,具备良好的可行性,采用新工艺能够实现黄磷制备工艺的低碳、环保、节能和安全,有效促进磷矿资源的高效利用。

关键词：硅热还原黄磷热力学微波动力学模型工艺验证