304不锈钢/铝扩散焊接界面组织与性能

以304不锈钢钢板作为基材,工业纯铝板作为过渡层,用真空扩散焊接的方法制备304不锈钢/铝/304不锈钢复合试样.利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仅对界面组织、化学成分、断口形貌和组成相进行分析.通过硬度和剪切试验测定界面的显微硬度和剪切强度.结果表明,不锈钢/铝界面发生了原子互扩散,生成了多种脆性金属间化合物,并在原子扩散界面形成了不同层次的过渡组织.扩散层厚度随着加热温度的升高和保温时间的延长而增大.界面显微硬度值显著增大,剪切强度随着保温时间的延长先增加后降低.     

高碳高锰钢450℃时效处理后的拉伸断裂行为

采用金相分析、拉伸实验以及断口形貌观察等分析手段研究了100Mn13高碳高锰钢450℃时效处理后的组织、拉伸性能、断口形貌特征及其裂纹形核与扩展过程.结果表明:高碳高锰钢水韧处理及450℃时效处理后的金相组织为奥氏体基体上存在有少量沿晶界呈不连续分布的碳化物.具有这样组织的高碳高锰钢仍具有优越的塑性和高的抗拉强度,其断裂后的抗拉强度和延伸率可分别达到981 MPa和70%.拉伸断裂后的高碳高锰钢组织中出现了大量的孪晶,而且裂纹在孪晶界处以及晶界上的碳化物处形核,并沿晶界和孪晶界长大,相邻裂纹相互连接、扩展,直至断裂.拉伸断口微观形貌为石断状,其断裂面上存在有大量的韧窝.     

奥氏体不锈钢304L和304LN的加工硬化特点

以单轴拉伸试验测定了奥氏体不锈钢304L和304LN的室温加工硬化曲线,并用数学模型σ=K1ε1+exp(K2+n2ε)、σ=σ0+Kεn和σ=Kεn1+n2inε进行描述.比较三个数学模型的最大描述偏差表明,奥氏体不锈钢304L和304LN的加工硬化曲线可用σ=Kεm+n2mε描述.两种钢的形变结构中出现层错、晶界和退火孪晶处的位错塞积、位错胞状组织和形变孪晶.这些组织结构变化均产生加工硬化,其中位错塞积和形变孪晶的贡献大.     

冷轧退火不锈钢焊接接头的组织及性能研究

采用冷轧和退火处理工艺制备了异质层状结构的316L不锈钢,然后采用GTAW焊接工艺对处理后的钢板实施单、双面焊接成型,研究了处理前后试样以及单、双面焊接接头的微观组织与力学性能。试验结果表明:处理后的316L不锈钢内部形成明显的超细晶层状组织结构,其抗拉强度高达1058.9 MPa,比原始母材试样提高了70.6%;而韧性和塑性明显降低,断裂延伸率仅为16.9%。焊接接头的焊缝组织均表现为等轴状、树枝状的奥氏体和少量δ铁素体,热影响区形成较为粗大的奥氏体晶粒;单面焊接头的抗拉强度为608.1 MPa,延伸率为15.3%,而双面焊接头的力学性能稍有下降。拉伸断口均呈现等轴韧窝形貌。     

等离子体源渗氮AISI 304不锈钢在3.5%NaCl溶液中钝化膜的稳定性

采用等离子体源渗氮技术对AISI 304奥氏体不锈钢进行表面渗氮处理.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电子探针显微分析(EPMA)技术,并结合电化学交流阻抗(EIS)测试技术和Zsimp Win软件拟合技术研究改性前后AISI 304奥氏体不锈钢的表面组成结构及在3.5%NaCl溶液中钝化膜的稳定性.研究结果表明,等离子体源渗氮AISI 304奥氏体不锈钢表面形成了氮浓度峰值为23.0%、厚度约为17μm的相改性层.改性前后AISI 304不锈钢在3.5%NaCl溶液中浸泡不同时间形成的钝化膜电极过程的等效电路为R(QR);浸泡时间为10 h时,与AISI 304不锈钢相比,γN改性层的钝化膜电阻R_p从3.615×10~4Ω·cm~2增加至3.765×105Ω·cm~2,增大了1个数量级,具有更好的耐点蚀性能.随着浸泡时间增加至48 h,γN相改性层的钝化膜电阻始终高于AISI 304不锈钢1个数量级,保持在105Ω量级,具有良好的稳定性.     

改性纳米SiC粉体强化铸造双相不锈钢的组织与性能

采用冲入法制备改性纳米SiC粉体强化的双相不锈钢材料.通过金相组织观察,力学性能检测以及在扫描电镜下的断口形貌分析,研究了不同改性纳米SiC粉体加入量对铸造双相不锈钢的组织和性能的影响.研究结果表明,经改性纳米SiC粉体强化后的双相不锈钢组织明显细化,力学性能得到显著提高.断口结果分析表明,经过强韧化处理后,双相不锈钢的断裂方式为典型的韧性断裂.     

奥氏体不锈钢固溶渗氮研究

对304和904 L两种奥氏体不锈钢进行了固溶渗氮研究.用电子探针测定了渗氮层的氮浓度分布,用扫描电子显微镜观察了试样渗层的显微组织,用显微硬度计测量了表面至心部的显微硬度,用X射线衍射仪分析了渗氮层的物相组成,对试样在1 mol/L的稀硫酸溶液中的耐蚀性进行了阳极极化曲线分析.结果表明显微硬度随表面至心部距离的增加而降低.固溶渗氮水冷试样表面的物相为单相奥氏体,炉冷试样的表面物相除高氮奥氏体外,还出现了CrN.渗氮后的试样在1 mol/L稀硫酸溶液中的耐蚀性优于未氮化试样.     

Ti/Al扩散焊接界面的组织与性能

以纯钛TA2为基材,纯铝箔为过渡连接层,在不同工艺参数条件下采用真空扩散焊方法进行焊接,对焊接后试样界面的组织、化学成分、断口形貌和组成相进行分析.结果表明,钛/铝界面附近形成钛铝金属间化合物的显微硬度值比钛基体和铝基体的硬度值都大;550、600、650℃时各试样的断裂位置均为铝基体或者钛铝扩散层;加热温度为600℃保温时间为120 min时剪切强度达到最大,最大值为86 MPa.     

改性纳米SiC粉体强化铸造双相不锈钢的组织与性能

采用冲人法制备改性纳米SiC粉体强化的双相不锈钢材料．通过金相组织观察,力学性能检测以及在扫描电镜下的断口形貌分析,研究了不同改性纳米SiC粉体加入量对铸造双相不锈钢的组织和性能的影响．研究结果表明,经改性纳米SiC粉体强化后的双相不锈钢组织明显细化,力学性能得到显著提高．断口结果分析表明,经过强韧化处理后,双相不锈钢的断裂方式为典型的韧性断裂．     

EA4T车轴钢的超声冲击表面强化

利用超声冲击设备对EA4T车轴钢进行了表面强化处理.采利用金相显微镜和透射电镜表征了车轴钢表面结构的变化,并对超声冲击处理前后试样表面粗糙度和显微硬度进行了分析.结果表明:经超声冲击处理后,试样表面发生了剧烈的塑性变形,晶粒明显细化,显微硬度呈梯度化.随着超声冲击功率的增加,变形层厚度增加,粗糙度减小,表面硬度增大;与未经超声冲击处理的试样相比,在超声冲击功率180瓦作用下,表面粗糙度降低了6.5倍,试样的表面硬度提高了25%,变形层厚度大约为80μm.     

Al/18-8异种材料真空钎焊工艺的研究

采用扫描电镜(SEM)、显微硬度、X-射线衍射(XRD)等测试方法,对Al/18-8钢真空钎焊界面附近的显微组织性能进行了试验研究.试验结果表明,结合面钎料润湿效果良好,界面附近没有发现裂纹等微观缺陷,钎缝显微组织大多为等轴晶.钎缝断口形貌呈粗糙暗灰色纤维状,以准解理断口为主.钎缝中主要存在δ(Al,Fe,Si),α-Al(Si)等物相.钎焊界面附近没有生成明显的高硬度脆性相.     

表面微喷丸对CuNi2Si合金疲劳短裂纹行为影响

在拉压载荷作用下，分别开展了CuNi₂Si合金微喷丸前后漏斗型圆棒试样的疲劳短裂纹复型试验；试验在预先确定的一系列载荷循环周次中断，以使用醋酸纤维膜对试样表面进行复型，进而采用逆序观察法获取了短裂纹萌生与扩展相关数据。分析结果表明:2种试样疲劳裂纹均萌生于试样表面，裂纹扩展受微观组织影响呈现曲折性增长, 整体表现出初期增长缓慢，后期裂纹长度迅速增长至试样断裂的趋势, 失稳扩展临界尺度约为750.0 μm; 微喷丸处理可以使裂纹增长模式由以晶间为主转为以穿晶为主，微喷丸前后断口形貌表现出巨大差异，相对未喷丸试样，微喷丸试样裂纹萌生位置呈现较大的晶体平面，无明显晶粒特征，裂纹源区面积较小，在疲劳过程中产生的纤维条纹数量较多，瞬断区韧窝形貌更为明显; 经微喷丸处理后，试样平均疲劳寿命提高约31.5倍，裂纹萌生和缓慢扩展阶段占比从整体疲劳寿命的60%增加至80%，可知微喷丸处理对于疲劳寿命的大幅提高主要体现在短裂纹的萌生和稳定扩展阶段，而这种强化效果主要受表面有效应力、硬度、晶界数目的共同影响，但该强化效果对疲劳裂纹扩展后期影响不大。      

高氮奥氏体钢低温脆断机理的研究

研究了18Cr-18Mn-0.7N奥氏体钢低温脆断过程与断口,发现该钢断裂过程中存在沿晶断裂、退火孪晶界断裂及穿晶断裂三种断裂模式,且沿晶及退火孪晶界裂纹先于穿晶裂纹形成,在此基础上对其低温脆断机制提出了新见解.     

焊接工艺对6061-T6铝合金接头疲劳性能的影响

通过脉动拉伸疲劳性能试验和对疲劳断口的形貌分析,分别对不同线能量、不同预热温度和不同层间温度下的6061-T6铝合金MIG焊对接接头疲劳性能进行了研究.结果表明:随着线能量的增加和预热温度的降低,接头指定寿命为1×107的中值疲劳极限σ01有所升高,且在不同层间温度下,层间温度为70 ～90℃时中值疲劳极限σ01较高.疲劳试验中所有断裂试件均在焊缝处断裂,其断口形貌分析表明:试验试件焊缝处表面或近表面的气孔是整个疲劳断裂的启裂源,在脉动载荷的作用下,裂纹从此处产生并向内部逐渐扩展.疲劳裂纹启裂区和扩展区具有典型的疲劳断裂特征,疲劳纹清晰,终断区为韧窝型断口形貌.     

奥氏体不锈钢固溶渗氮研究

对304和904L两种奥氏体不锈钢进行了固溶渗氮研究．用电子探针测定了渗氮层的氮浓度分布，用扫描电子显微镜观察了试样渗层的显微组织，用显微硬度计测量了表面至心部的显微硬度，用X射线衍射仪分析了渗氮层的物相组成，对试样在1mol／L的稀硫酸溶液中的耐蚀性进行了阳极极化曲线分析．结果表明：显微硬度随表面至心部距离的增加而降低．固溶渗氮水冷试样表面的物相为单相奥氏体，炉冷试样的表面物相除高氮奥氏体外，还出现了CrN．渗氮后的试样在1mol／L稀硫酸溶液中的耐蚀性优于未氮化试样．     

奥氏体不锈钢304L和304LN的加工硬化特点

以单轴位伸试验测定了奥氏体不锈钢304L和304LN的室温加工硬化曲线,并用数学模型σ=K1ε^n1 exp(K2 n2ε)、σ＝σ0＋Kε^n和σ＝Kε^n1 n2lnε进行描述。比较三个数学模型的最大描述偏差表明,奥氏体不锈钢304L和304LN的加工硬化曲线可用σ＝Kε^n1 n2lnε描述。两种钢的形变结构中出现层错、晶界和退火孪晶处错塞积、位错胞状组织和形变孪晶。这些组织结构变化均产生加工硬化,其中位错塞积和形变孪晶的贡献大。     

纳米化对1Cr17不锈钢耐高温氧化的影响

喷丸处理可以使铁素体不锈钢1Cr17实现表面自身纳米化.对不同工艺的试样进行在高温空气介质中的耐氧化试验,结果表明1Cr17不锈钢经纳米化喷丸后,在氧化20 h后材料的表面可以形成一层富Cr的致密的内氧化物层,有效的防止了材料的进一步氧化.喷丸后又经过退火的试样,在氧化12 h时表面就形成了一层致密的内氧化物层,因为退火可以有效地释放因为喷丸而产生的压应力,可以更好地促进Cr向表面的扩散,更快的在合金表面形成富Cr的氧化物,从而显著提高了合金的抗高温氧化性.     

纳米化对1Cr17不锈钢耐高温氧化的影响

喷丸处理可以使铁素体不锈钢1Cr17实现表面自身纳米化.对不同工艺的试样进行在高温空气介质中的耐氧化试验,结果表明1Cr17不锈钢经纳米化喷丸后,在氧化20 h后材料的表面可以形成一层富Cr的致密的内氧化物层,有效的防止了材料的进一步氧化.喷丸后又经过退火的试样,在氧化12 h时表面就形成了一层致密的内氧化物层,因为退火可以有效地释放因为喷丸而产生的压应力,可以更好地促进Cr向表面的扩散,更快的在合金表面形成富Cr的氧化物,从而显著提高了合金的抗高温氧化性.     

盐酸溶液中二环己基硫脲对304不锈钢的缓蚀作用

通过动电位极化曲线以及扫描电子显微镜观察,研究了四个温度下,二环己基硫脲（DCTU）对304L不锈钢在2 mol/L盐酸溶液中的缓蚀作用.结果表明：二环己基硫脲（DCTU）是304L不锈钢有效的阳极缓蚀剂,缓蚀效率随缓蚀剂的浓度和温度变化.二环己基硫脲（DCTU）在304L表面的吸附符合Temkeins吸附等温式,遵循化学吸附机理.相应的吸附动力学参数表明了金属基体与缓蚀剂间强烈的交互作用和自发吸附行为.     

Fe-Al合金堆焊层的组织和性能研究

借助能谱的成分分析,用透射电镜选区电子衍射(SAED)技术,确定了堆焊金属的组织结构,并对堆焊金属、2.25Cr-1Mo钢母材及304不锈钢的高温(900℃)抗氧化性能进行试验比较.研究结果表明,用Fe-Al合金条(ω(Al)=16%)堆焊2.25Cr-1Mo钢,其堆焊层组织为α-Fe(Al).堆焊层金属的高温抗氧化性能优于304不锈钢.