材料科学与工程

  • 淬火介质对Fe-Cr-B-C耐磨合金显微组织和强韧性的影响

    王楚今;于镇铭;赵广迪;王茜雯心;杜磊;常渼鑫;周亚豪;荆百荣;

    Fe-Cr-B-C合金是一种新型铁基耐磨材料,具有成本低和易加工等优点,正在逐步替代高铬耐磨合金,应用潜力巨大。本文研究了淬火介质对该合金显微组织、硬度和冲击韧性的影响,为进一步提高其耐磨性提供参考。结果表明,在淬火保温过程中初生(Fe,Cr)_2(B,C)部分溶解并断网,同时析出大量二次碳化物/碳硼化物(Ⅰ类),导致经3种介质淬火后洛氏硬度均较铸态显著下降,而冲击韧性明显提高。在空淬和油淬过程中,弥散析出了更加细小的球状二次碳化物/碳硼化物(Ⅱ类),且空淬过程析出的更多、更粗大,但水淬的冷速过快,抑制了这类二次相的析出。这导致空淬的洛氏硬度居中,为(46.4±2.6)HRC,冲击韧性最佳,冲击功为(5.12±0.26)J;油淬的洛氏硬度最低,为(44.3±1.6)HRC,冲击韧性居中,冲击功为(4.23±0.18)J;水淬的洛氏硬度最高,为(53.7±2.0)HRC,冲击韧性最差,冲击功为(4.0±0.21)J。

    2024年05期 v.47;No.226 321-329+387页 [查看摘要][在线阅读][下载 1974K]
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  • EH36船板钢在控轧控冷和正火态下的拉伸性能及疲劳裂纹扩展行为

    王露;马文豪;王亮;朱庆岩;

    通过拉伸试验和疲劳裂纹扩展速率试验,研究了EH36船板钢在控轧控冷和正火态下的拉伸性能和疲劳裂纹扩展行为。采用扫描电镜观察了钢板的显微组织结构形貌,以及拉伸断口和疲劳裂纹扩展的断裂特征。结果表明:EH36钢的显微组织由铁素体和珠光体组成,并伴有少量碳化物。根据实验数据得到了EH36船板钢在两种状态下的抗拉强度、屈服强度、断裂伸长率,并计算了相应的Paris公式。拉伸断口表面存在大量韧窝,断裂机理主要为韧性断裂;疲劳断口存在大量的疲劳辉纹、二次裂纹和撕裂棱,疲劳裂纹以穿晶方式扩展。

    2024年05期 v.47;No.226 330-336页 [查看摘要][在线阅读][下载 1394K]
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  • Fe-Mn-Al-Ni-C系低密度钢热变形行为和热加工图的研究

    夏博;王忠军;吴伟平;庞启航;李维娟;

    采用MMS-200热模拟试验机对Fe-15Mn-15Al-5Ni-1C低密度钢在变形温度(T)为1 050~1 200℃和应变速率(■)为0.01~0.5 s~(-1)的条件下进行热压缩实验。基于真应力-应变曲线,结合Arrhenius双曲正弦本构方程,通过多元线性回归分析获得热激活能Q、结构因子A及材料常数n和α对应变的响应规律,建立流变应力(σ)与应变量(ε)、T和■之间的Arrhenius本构模型;建立了输入参数为T、■、ε和输出参数为σ的BP(Back propagation)神经网络本构模型。对比发现:BP神经网络本构模型具有更高的预测精度,平均相对误差仅为4.71%。此外,建立了实验钢的热加工图,发现高应变速率易导致实验钢热变形失稳。结合显微组织动态再结晶程度,确定实验钢适宜热加工区域为:变形温度1 120~1 150℃和应变速率0.01~0.1 s~(-1)。

    2024年05期 v.47;No.226 337-345+394页 [查看摘要][在线阅读][下载 1925K]
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  • 核反应堆用奥氏体不锈钢的研究进展

    王勇;陈翠;杨洋;李维娟;庞启航;

    核反应堆作为核电站的核心已历经四代更替,核反应堆用钢的安全性和经济性备受行业瞩目。本文综述核反应堆用钢的性能要求和主要类别;重点分析合金化设计中的几类重要元素、成型工艺中的轧制和锻造、热处理工艺中的固溶处理和稳定化处理对核反应堆用奥氏体不锈钢性能的影响;最后对当前核反应堆用钢的发展趋势进行了展望,旨在为核反应堆用钢的设计和开发奠定理论基础。

    2024年05期 v.47;No.226 346-354页 [查看摘要][在线阅读][下载 1315K]
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  • 原始组织对20#钢冷变形及退火工艺的影响

    姚金辰;景维军;苗虎巍;刘庆如;卜丽青;吴法宇;

    为探究原始组织的变化对钢材变形与热处理工艺的影响,选择20~#钢为研究对象,通过淬火+不同温度的回火工艺,构建回火马氏体、回火屈氏体和回火索氏体三种原始组织。使用万能试验机、光学显微镜、扫描电子显微镜、显微维氏硬度计等实验设备,表征分析不同原始组织的钢材经冷轧和退火工艺后的微观形貌差异与碳组织及基体组织演化对力学性能的影响规律。研究结果将为生产过程中20~#钢材的组织调控和性能优化提供理论参考和实验依据。

    2024年05期 v.47;No.226 355-362页 [查看摘要][在线阅读][下载 1626K]
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  • 钼表面热浸镀铝涂层工艺研究

    洪鸣阳;王茜;张亚龙;王丹彤;张峻巍;张亮;

    采用热浸镀技术在钼基体表面制备镀铝涂层,结合X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱仪等对不同热浸镀温度和时间条件下涂层的显微组织、成分、厚度以及相组成进行研究。结果表明,热浸镀温度和时间影响涂层相组成、显微结构和厚度。热浸镀温度为800℃时,涂层主要由Al_8Mo_3组成;850℃时涂层由纯铝层、Al_4Mo层和Al_8Mo_3层组成;900℃时涂层由纯铝层、Al_5Mo层、Al_4Mo层和Al_8Mo_3层组成。提高温度和延长时间能够增加镀铝涂层的厚度,涂层的形成过程主要受涂层和基体界面处的反应控制。

    2024年05期 v.47;No.226 363-371页 [查看摘要][在线阅读][下载 1676K]
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  • Y2O3对X65管线钢激光熔覆层冲蚀行为影响机制

    姚佳龙;任毅;陈东旭;王爽;周艳文;李静;

    通过激光熔覆技术在X65管线钢表面制备不同Y_2O_3添加量的铁基合金熔覆涂层,利用自主搭建的多相流冲刷腐蚀模拟实验装置,对不同熔覆层的硬度及腐蚀行为进行研究。结果表明:激光熔覆及掺杂Y_2O_3对X65管线钢熔覆层形貌有显著影响。添加Y_2O_3后的组织更加均匀致密,熔覆层中缺陷和孔隙数量减少,硬度从606 HV提高至667 HV及633 HV。激光熔覆及添加Y_2O_3可显著提高X65管线钢在CaCl_2溶液中的耐蚀性能,并且Y_2O_3添加量对X65管线钢的冲刷腐蚀行为影响显著。Y_2O_3质量分数为0.1%时,熔凝层腐蚀电位最高为-430.7 mV,腐蚀电流密度最小为1.080×10~(-6)A·cm~(-2),过量添加Y_2O_3至0.2%(质量分数)时,由于第二相析出导致耐蚀性能下降。本研究范围内,添加质量分数为0.1%的Y_2O_3,激光熔覆层的耐CaCl_2溶液的冲蚀性能最好。

    2024年05期 v.47;No.226 372-380+400页 [查看摘要][在线阅读][下载 1666K]
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  • 出炉温度对热轧中间坯宽向温度分布的影响

    张新宇;李岳杭;彭兴东;

    中间坯是热轧带钢生产中粗轧与精轧之间的过渡板坯,保证其温度均匀性可以提高产品质量并降低成本。本文以Deform为基础,对1 580 mm生产线热轧带钢中间坯成形过程中除鳞机出口、定宽压力机出口和两组粗轧机架出口处板坯宽度方向的温度分布规律进行研究,确定最佳出炉温度为1 150~1 175℃,并对最优轧制方案进行验证。

    2024年05期 v.47;No.226 381-387页 [查看摘要][在线阅读][下载 1572K]
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  • 钎焊温度对ZTA陶瓷钎焊接头显微组织与力学性能的影响

    王文博;张琦;王忠军;

    使用Ni-Ti合金钎焊连接ZrO2增韧Al_2O_3陶瓷(ZTA),研究钎焊温度对接头显微组织和力学性能的影响。结果表明:1 300℃保温30 min的钎焊条件下,界面处生成AlNi_2Ti+Ni_2Ti_4O反应层,焊缝中心由TiNi和TiNi_3两种相构成。当钎焊温度在1 300~1 380℃范围内升高,Ni_2Ti_4O层逐渐增厚,AlNi_2Ti增多;当钎焊温度达到1 400℃,Ni_2Ti_4O消失,AlNi_2Ti大量存在于焊缝中,ZrO_2-x颗粒漂移至焊缝中心,TiO相在ZrO_(2-x)颗粒周围生成。接头强度随着钎焊温度的升高先增大后减小,钎焊温度1 350℃、保温时间30 min时,接头强度最大,达到106 MPa。

    2024年05期 v.47;No.226 388-394页 [查看摘要][在线阅读][下载 1265K]
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  • “双碳”背景下钢铁企业节能减排技术发展趋势

    罗光敏;

    “双碳”目标下钢铁企业节能减排意义重大。当前,钢铁企业节能减排虽有进展,但仍面临许多问题。本文旨在深入分析钢铁行业钢渣处理、炼铁工序降碳、大气污染防治以及水环境保护四个方面节能减排的现状,评估各方面技术应用的成效以及存在的问题,展望未来节能降碳新技术发展趋势,以期为钢铁行业节能降耗和绿色低碳可持续发展以及行业转型升级提供参考。

    2024年05期 v.47;No.226 395-400页 [查看摘要][在线阅读][下载 1000K]
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