研究了含Fe-Mo-B预合金粉的铁基合金的温压和液相烧结行为,分析了成形温度和压制压力对压坯密度的影响,对比了不同Fe-Mo-B预合金粉含量下烧结前后试样的密度和显微组织．结果表明:与常温成形相比,温压能够明显提高压坯密度,在120℃时含10%和15．4% Fe-Mo-B预合金粉的压坯密度分别提高0．34g·cm-3和0．32g·cm-3;混合粉中加入一定量的Fe-Mo-B预合金粉,压坯烧结时可形成液相烧结,促进材料的致密化,密度最大可达7．49g·cm-3,其相对密度为97．74%,并可获得典型的贝氏体组织．

采用粉末冶金法制备出成分为Fe-12.5Cr-2.5W-0.4Ti-0.02V-0.4Y2O3(12Cr-ODS,质量分数,%)的铁素体钢.通过电镜观察及力学性能测试等手段研究了12Cr-ODS铁素体钢的组织与性能,并定量计算了不同强化机制对合金屈服强度的贡献.电镜观察发现12Cr-ODS钢为等轴的铁素体组织,平均晶粒尺寸为1.5μm,不同尺寸氧化物在基体中均匀分布.力学性能测试结果表明12Cr-ODS钢具有优异的室温拉伸性能,屈服强度达到738 MPa.合金主要强化机制为氧化物弥散强化、氧化物弥散强化钢加工强化、热错配位错强化和晶界强化机制,各种强化机制计算得到的理论屈服强度为750 MPa,与实测值吻合较好

以Cr3复合铸钢支承辊为研究对象,采用差温热处理工艺制备满足性能要求的支承辊.研究了支承辊在差温热处理过程中的温度分布情况,分析了轧辊工作层的硬度和组织,运用已开发的淬火温度场模拟系统对支承辊油淬过程温度场进行模拟,并将模拟结果与实测结果进行了比较.结果表明:使用差温热处理工艺可使支承辊的辊芯和辊身在加热完成后得到不同的温度,从而使其在随后的淬火过程中得到不同的组织.支承辊经差温热处理工艺加热后,轧辊工作层内的硬度和组织均满足使用要求.运用已开发的淬火温度场模拟系统对支承辊油淬过程进行模拟,模拟结果与实验结果相吻合,证明该系统具有较高的可靠性,可用于热处理工艺优化,能够为实际生产提供定量的参考依据

针对首次采用的兼有HCW和WRS两种机型特点的武钢2250热轧带钢平整机在平整过程表现出的工作辊磨损严重且不均匀、工作辊存在特殊的弯辊调节现象等问题,由连续跟踪测试发现该平整机在轧制服役过程中存在典型的\W\形工作辊磨损规律,通过定义磨损影响系数对\W\形磨损进行了分析.研究了工作辊磨损、工作辊窜辊和弯辊对板形调控的综合影响,并通过实验证明最终解释了热轧平整机特殊的弯辊调节现象.指出随着工作辊磨损的加剧,工作辊形成了特殊的\W\形磨损,使工作辊在板宽范围内形成了一定量的正凸度,造成辊缝凸度减小,必须通过使用工作辊由正弯辊向负弯辊逐渐变化的调节手段来增大承载辊缝凸度,以补偿平整过程中工作辊磨损和窜辊引起的承载辊缝凸度的减小,从而保证承载辊缝凸度的相对稳定

研究了平均粒度为2μm的超细赤铁矿粉和粒度分布为0.18～0.154mm的常规细矿粉在非熔态下的还原情况.以矿粉的还原度为目标,用改造后的L16(215)正交表安排4×23次试验,以排除还原气氛、还原温度和还原时间等因素的干扰.结果表明,在纯H2、100%CO两种气氛下,温度为650～850℃时,均能实现不同程度Fe2O3→Fe的还原,与常规粒度矿粉相比,超细矿粉的还原度较高,获得相同还原度时所需的还原温度约低365℃.试验中,各因子之间均无相关性,可分别估计其定量的影响,建立线性回归式.超细赤铁矿粉非熔态还原后的粒度分布观察表明,颗粒间并未发生烧结,还原产物仍为粉状

为了研究残余元素Cu、As和Sn对钢高温延塑性的影响,采用Gleeble-1500热模拟试验机测试了含有一定量Cu、As和Sn低合金钢连铸坯的高温延塑性,得到了低合金钢第Ⅲ脆性温度区在920~730℃之间.结果表明:第Ⅲ脆性温度区脆化的主要原因是奥氏体单相区低温域钢中Cu、As和Sn等残余元素在奥氏体晶界的偏聚削弱晶界结合能,导致试样沿晶脆性断裂;奥氏体和铁素体两相区在原奥氏体晶界析出的网状铁素体导致试样沿晶开裂.钢中的Cu、As和Sn元素增加第Ⅲ脆性温度区的宽度和脆性凹槽的深度,同时提高第Ⅲ脆性温度区的上限临界温度

提出了描述合金的腐蚀动力学存在两种腐蚀极化图:(1)合金的表观腐蚀极化图——以电极电位相对单位合金面积上的阳极电流和阴极电流为坐标系;(2)合金的真实腐蚀极化图——以电极电位相对合金中各相的真实阳极电流密度和阴极电流密度为坐标系.研究了在活化极化控制下,阴阳极面积比对合金腐蚀动力学的影响,获得了在两种坐标系中合金腐蚀动力学的定量关系式,由此建立了表观腐蚀极化图与真实腐蚀极化图之间的关系.将表观和真实腐蚀极化图两者结合起来,既可以直观地表示出合金的腐蚀速率,又可以清楚地分析控制腐蚀电池过程的机理

为了研制一种连铸结晶器耐高温耐磨材料,采用超音速等离子喷涂法在纯铜板上制备了氧化钇部分稳定的氧化锆(YPSZ)涂层.利用X射线衍射仪、扫描电镜、彩色3D激光显微镜和图形软件(Image-pro Plus3.0)对YPSZ涂层的微观组织进行表征,通过销盘式磨损仪在室温干摩擦条件下测试了涂层的耐磨性能及化学硬化对涂层耐磨性能的影响.研究发现YPSZ涂层完全由t’-ZrO2相组成,其断口形貌由柱状晶和一定量的部分熔融颗粒组成,截面组织形态表现出较好的完整性,涂层孔隙率为1.2%,表面粗糙度为6.457μm.磨损实验表明化学硬化前YPSZ涂层与刚玉球对磨时的摩擦因数在0.5~0.6之间,平均磨痕宽度为3638.8μm,磨损体积为1.25508×10-2mm3,磨损机制为脆性断裂导致的磨粒磨损;化学硬化后YPSZ涂层的磨痕宽度和磨损体积均有大幅降低,脆断程度也更轻,其磨损性能得到极大改善

以新型含铌高强细晶IF钢为研究对象,在实验室进行了冷轧以及轧后模拟连续退火实验.结果表明,选择合适的退火时间,晶粒变得细小、均匀,同时存在一定量的饼形晶粒.由于添加Si、Mn等固溶强化元素,增加了钢的固溶强化作用;而合金元素Nb的添加,在组织中形成了细小的碳氮化物Nb(C,N),这些碳氮化物弥散分布,通过细晶强化和沉淀析出强化增加了钢的抗拉强度,因而高强细晶IF钢的强化机制为固溶强化、细晶强化和沉淀析出强化.更值得注意的是,由于存在PFZ带(无析出物区)而使实验钢呈现高强度低屈服现象.与传统的IF钢相比,含铌高强细晶IF钢不仅具有细小的晶粒,而且具有低的屈服强度、较高的r值等良好的成型性能

针对高温含水条件下非氧化物材料经常面临的性能失效问题,以六方BN粉体(平均粒度为1.2μm)为研究对象,利用高温热重分析、X射线衍射以及扫描电镜等手段,考察了BN粉体在不同温度(1273-1373K)含水条件下f水和空气的体积比为3:7)的反应行为,并与其在干燥空气下的反应行为进行对比.BN粉体在含水条件下的反应有如下特点:在反应初期,试样质量增加率快速增加;在反应后期,试样质量增加率变缓.结合热力学分析探讨了BN材料在高温含水条件下的反应机理:质量快速增加阶段主要发生BN与O2之间的氧化反应,试样质量增加率变缓阶段主要是由于氧化产物B2O3与H2O反应生成了挥发性产物.随着温度的升高,两反应阶段试样的质量增加率均有所提高.利用周模型对BN材料在高温含水条件下的反应动力学进行了较为精确且定量的拟合,结果与实验数据吻合良好