采用Thermo-Calc热力学模拟计算与实验相结合的方法,优化设计了一种V、Ta微合金化的低活性F/M钢12Cr3WVTa,经1 050℃水淬及780℃回火后对其显微组织及析出相进行光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察以及能谱分析.实验钢淬火回火后显微组织由回火马氏体和少量δ铁素体相组成,析出相主要为M23C6和MX相(M=V,Ta;X=C,N),其中M23C6主要分布于回火马氏体板条界和相界,而MX弥散析出于回火马氏体板条内以及δ铁素体内.实验钢室温和高温(600℃)拉伸力学性能良好,600℃下材料抗拉强度为507 MPa,屈服强度为402 MPa,满足超临界水冷堆用包壳管的拉伸性能要求

利用熔铸-原位反应喷射成形技术制备7075+TiC (2.91%,体积分数)铝合金半固态坯料,将合金加热到固液两相区不同温度,保温不同时间,淬火固定其半固态组织.采用扫描电镜观察其组织,应用ImageTool软件及截线法统计晶粒尺寸.研究表明,原位TiC颗粒不仅细化喷射成形组织,而且在二次加热保温过程中有效地阻碍晶界的移动,抑制了显微组织的粗化过程,在600℃保温60min后合金平均晶粒尺寸仍小于30μm,表现出良好的钉扎效应

在扫描电镜下对CL60车轮钢单边缺口薄试样(厚度 ≤ 0.5mm)进行了原位拉伸实验,并研究了氢的影响.在金相显微镜下观察了带预裂纹的厚度为30mm的楔形张开加载试样开裂过程.结果表明,对薄试样拉伸变形时,不论是否有氢,先共析铁素体优先发生塑性变形,微裂纹沿先共析铁素体与珠光体团的边界形核、扩展;在有氢的情况下,微裂纹更容易通过夹杂物的剥落或夹杂物与基体界面的分离而萌生;薄试样拉伸主要是韧窝断口;对厚试样,裂纹主要通过珠光体中渗碳体片层开裂而扩展,断口也因此主要呈解理特征

采用雾化喷射沉积成形技术制备了含10%(体积分数)Al2O3颗粒的18Ni(250)马氏体时效钢金属基复合材料.沉积坯件具有高致密度、增强颗粒均匀分布、无界面反应等组织特征.同基体合金相比,复合材料表现出加速时效行为.经热处理后复合材料的拉伸强度接近基体材料,耐磨性明显提高.采用显微力学探针技术研究了复合材料的时效行为,发现在Al2O3颗粒附近存在陡峭的弹性模量和硬度分布,是热错配应力造成的位错密度分布引起的析出相分布变化的结果

用扫描电镜和透射电镜研究了自蔓延离心法制备的不锈钢内衬(Cr,Ni分别为13%~14%和14~16%)复合钢管不锈钢层的结晶特点和组织结构.研究表明,不锈钢熔体主要以柱状晶形式结晶,柱状晶由奥氏体组成,柱状晶间有一薄层铁素体,铁素体区有AlNi金属间化合物析出相,在奥氏体和铁素体相界的铁素体区一侧有σ相析出

利用自行研制的大试样平面应变热力模拟试验机,对宝钢DH36船板钢的轧制工艺进行了热模拟与优化,测量了变形过程中材料的流变曲线,并对模拟后的试样进行了显微组织、圆棒拉伸、夏比冲击等分析.结果显示,大试样平面应变模拟技术不仅能满足常规热模拟系统分析的要求,而且模拟后的试样能进行力学性能分析.实验数据表明所模拟的船板钢具有优异的力学性能

以河北宣化赤铁矿为主要原料,采用熔融还原法炼铁和浇铸工艺制备熔渣微晶玻璃,获得了可用于炼钢的生铁原料和建筑装饰用微晶玻璃.利用正交试验设计方法探讨了不同原料配比组成条件下渣铁分离和熔渣微晶玻璃晶化的效果,确定了可用于工业试验的最佳原料配比(质量配比)为:赤铁矿石77.3%,氧化铝粉2.2%,生石灰13.7%,萤石5%,氧化钠1.8%,焦炭5.5%.并通过光学显微分析、X射线衍射分析、物理化学性能测试等手段确定了微晶玻璃的物相组成及性能特征

在多功能热轧机上对广泛应用的代表性金属材料Q235碳素钢和L2铝分别进行了累积叠轧焊实验,重点研究了变形温度、累积叠轧次数和压下量对金属材料强度、应力-应变曲线、显微硬度、塑性的影响规律,分析了规律形成的原因.结果表明Q235碳素钢和L2铝在不加入任何强化元素的情况下完全可以达到良好的自身结合,材料的抗拉强度得到提高,金属材料的塑性分别有不同程度的下降

在Gleeble 3500热模拟试验机上进行热压缩实验、采用动态材料模型理论、双曲线本构方程及Liapunov稳定性判据,建立了T122耐热钢热变形加工图.利用所建立的加工图,分析了不同温度和应变速率下T122钢的热成形性及其与显微组织的关系、结果表明:T122钢在1085℃以上、应变速率小于0.37s-1压缩变形时,功率耗散效率达到峰值0.2,此时发生了完全动态再结晶;对于工业热加工,建议在变形温度为1085~1150℃和应变速率大于0.13s-1的范围内选择加工参数

通过双道次压缩实验对首钢迁安公司2160热连轧生产的厚规格X80管线钢形变奥氏体静态再结晶行为进行了研究,依据实验规律对生产工艺进行了改进与优化.通过力学拉伸、冲击及落锤实验,对改进工艺后生产的X80钢的综合性能进行了检测,利用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜对X80钢卷显微组织进行了观察分析.结果表明:变形温度是影响奥氏体静态再结晶行为的主要因素;微合金碳氮化物的析出抑制了再结晶的进行,使软化率曲线出现了平台;利用实验结果回归计算出了X80管线钢的静态再结晶激活能为380kJ·mol-1,并根据文献研究讨论了结果的合理性.通过工艺改进与优化,所生产X80钢卷的显微组织细小均匀,呈现典型的针状铁素体特征;析出相中主要包含复合的(Ti,Nb)(C,N)以及单个的NbC;X80钢卷棒状试样的拉伸性能较相关标准均有较大富余量,尤其在冲击、落锤性能方面表现出了良好的低温韧性