分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-31 合作期刊: 《中国腐蚀与防护学报》
摘要: 采用一种新型的土壤腐蚀评价方法——硅藻土模拟土壤实验室加速腐蚀法,进行了Q235钢在不同pH值模拟土壤腐蚀介质中的埋片20d的腐蚀实验。结果表明:随着模拟土壤的pH值从4.5升高至8.5,Q235钢的腐蚀速率持续下降,这一规律与已有的实际土壤下的腐蚀规律相同,而试样表面由较严重的全面腐蚀转变为轻微的局部腐蚀;酸性模拟土壤条件与碱性条件下的腐蚀产物组成一致,主要是α-FeOOH,Fe3O4,γ-FeOOH和Fe2O3,但α-FeOOH和Fe3O4含量差别大,碱性条件下腐蚀产物中Fe3O4的含量上升,α-FeOOH的含量下降。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-31 合作期刊: 《腐蚀科学与防护技术》
摘要: 通过周期浸润加速腐蚀实验,研究了不同Ni含量的耐候钢在模拟海洋大气环境下的腐蚀规律。采用失重法评价耐候钢的耐蚀性,并利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和电化学方法对耐候钢表面生成的锈层进行了分析。结果表明,随着Ni含量的增加实验钢的耐蚀性逐渐增加,当Ni含量超过3%(质量分数)其耐蚀性较对比钢提高了两倍;Ni的存在能够提高实验钢的自腐蚀电位,并促进保护性腐蚀产物α-FeOOH的形成;电化学阻抗测试结果表明,实验钢中Ni含量越多,实验钢的电阻越大,锈层的保护性越好。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-31 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 利用Gleeble-1500D热模拟压缩试验机对Si-Mn-Cr-B合金钢进行高温单道次热压缩试验,研究了不同应变速率(0.01-5s-1)、不同变形温度(950-1200℃)、50%变形程度条件下的热变形行为,探索了应变速率和变形温度对应力-应变曲线和微观组织演变的影响,并在Arrhenius型双曲正弦函数的基础上建立了Si-Mn-Cr-B合金钢的热变形本构方程。结果表明:Si-Mn-Cr-B合金钢高温变形时的峰值应力随应变速率的增大和变形温度的降低而升高,而高温变形受热激活能过程的控制,其热变形激活能为Q=372.6kJ/mol;材料在变形过程中发生了动态再结晶,随着温度的升高和应变速率的降低,动态再结晶晶粒的平均尺寸均呈增大趋势。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-31 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及拉伸和冲击试验等方法研究了V(0.03%-0.12%)(质量分数,下同)、Si含量(0.32%-0.89%)对中碳(0.54%)珠光体车轮钢显微组织及力学性能的影响。结果表明:提高V含量细化了实验钢的奥氏体晶粒尺寸、珠光体团尺寸及其片层间距,并且提高了铁素体体积分数。随着V含量的提高,由于VC沉淀强化和细化晶粒的作用,室温屈服强度和-20℃冲击韧性得到改善;但软相(先共析铁素体)增多,室温抗拉强度降低。提高Si含量显著降低了铁素体体积分数和细化了珠光体片层间距,略细化奥氏体晶粒和珠光体团尺寸;Si也促进VC的析出但作用很小。Si主要以固溶强化和细化片层间距的方式提高屈服强度和抗拉强度。结合适中含量的V(0.07%-0.08%)微合金化和较高含量的Si(0.8%-0.9%)合金化,可以使中碳珠光体钢获得较好的强韧性匹配。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 利用TEM, XRD和Vickers 硬度计等研究了回火时间对高Ti 微合金化马氏体钢组织及力学性能的影响, 阐明了高Ti 微合金化马氏体钢在回火过程中析出强化和组织软化之间的交互作用规律. 结果表明, 高Ti 钢在600 ℃不同时间回火, 硬度表现出不同的趋势. 10~300 s 回火, 硬度不断升高, 是由于TiC 的析出强化作用远大于基体回复而导致的软化作用; 300 s~10 h 回火, 硬度保持长时间的平台, 是由于细小TiC 粒子的不断析出, 且5 nm以下的粒子所占比例提高, 不断增加的细小TiC 粒子所产生的强化抵消了由于基体组织软化导致的硬度下降; 10~20 h 回火, 硬度快速降低, 且降低速率高于不含Ti 钢, TiC 粒子的平均尺寸由10 h 的2.76 nm粗化到20 h 的3.15 nm. 计算表明, TiC 粒子的粗化引起硬度降低11.94 HV, 基体软化引起硬度降低24.56 HV, 表明基体软化是硬度降低的主要因素, 而TiC 粒子的粗化加速了高Ti 钢硬度的降低, 是导致硬度降低的又一重要因素.
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-18 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 用水冷+盐浴等温淬火、空冷+盐浴等温淬火和直接盐浴等温淬火等方式对中碳低合金钢进行热处理, 借助彩色金相技术和XRD分析方法研究了热处理方式对合金钢组织、力学性能的影响, 并探索了性能与组织的关联性。结果表明, 对中碳低合金钢进行空冷+盐浴等温淬火和水冷+盐浴等温淬火热处理, 可得到不同下贝氏体含量的贝氏体/马氏体复相组织, 材料的性能比铸态有大幅度地提高, 冲击韧性提高92%-183%、硬度提高31%-55%。对材料进行空冷+盐浴等温淬火热处理,随着空冷时间的增加复相组织中下贝氏体含量逐渐降低、马氏体含量逐渐升高, 而硬度和冲击韧性分别呈增加和降低趋势。中碳低合金钢的性能与各组织的含量密切相关, 当下贝氏体含量为30%-40%、马氏体含量50%-60%时, 贝氏体/马氏体复相组织强韧性匹配较好, 材料具有较高的综合性能。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-18 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 使用材料试验机对等腰梯形蜂窝芯玻璃钢夹芯板面的内压缩性能进行了实验测试与模拟研究。结果表明, 夹芯板面内压缩的破坏方式主要有面板折断、夹芯板屈曲失稳及面板和蜂窝脱粘。面板是夹芯板面内压缩的主要承载构件, 蜂窝芯对面板起固支作用。面板的结构参数和材料参数是影响夹芯板面内压缩抗压强度与承载应力的主要因素, 蜂窝芯的结构参数和材料参数对夹芯板面内压缩抗压强度的影响较小, 而蜂窝芯的高度对夹芯板面内压缩承载应力有显著的影响。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-18 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 用XRD, SEM及TEM等手段表征5.5Ni 钢在不同回火温度下逆转变奥氏体的含量、形貌和尺寸等的变化, 研究了回火温度对5.5Ni 钢力学性能的影响规律。结果表明: 在580-600℃回火后5.5Ni 钢的抗拉强度和屈服强度变化不明显; 在620℃回火后抗拉强度小幅度提高, 屈服强度却大幅度降低, 延伸率持续升高; 在580-620℃回火, 随着回火温度的提高5.5Ni 钢中的逆转变奥氏体体积分数虽逐渐增加, 冲击功却不断降低。稳定程度高且细小均匀弥散分布的片层状逆转变奥氏体, 是在580℃回火后冲击功高达148 J 的主要原因。钢中有两类逆转变奥氏体, 一类是片层状的, 宽度为20 nm, 长度不一, 有利于提高钢的低温韧性; 另一类是块状的, 呈团簇状分布, 尺寸约为200 nm, 对钢的低温韧性有害。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-18 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 通过高Nb、V或Ti(~0.1%), 低Mo(≤0.2%)微合金化设计, 在经TMCP工艺后用恒载荷拉伸实验测定了Fe-C-M-Mo(M=Nb、V或Ti)系合金钢的失效温度。用EBSD分析了TMCP后样品中的界面密度, 用TEM观测了恒载拉伸实验后样品中的纳米析出相。结果表明: 在Fe-C-V/Nb 钢中添加约0.2% Mo使其在280 MPa恒载荷拉伸升温过程中的失效温度提高约40℃。小角度界面为MC型析出相形核析出提供了有利位置, 加速了MC相的析出, 在升温过程中细小弥散的MC相在小角度界面形核析出起到了良好的高温沉淀强化作用, 提高了耐火钢的失效温度。含Mo的Ti-Mo钢具有较高的小角度界面密度, 导致其中MC型析出相析出较快, 因此具有最高的失效温度, Nb-Mo钢次之, V-Mo钢因小角度界面密度最小使其在高温下MC相析出的动力学减缓, 因此失效温度最低。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-18 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 采用热轧与重熔的SIMA法制备了ZCuSn10 铜合金半固态坯料。先通过多向热轧对ZCuSn10 铜合金坯料进行预变形, 然后对其进行半固态温度区间保温不同时间的二次加热处理。使用光学显微镜、扫描电镜、能谱及图像分析软件等手段研究了坯料二次加热过程中微观组织的演化, 并分析了α(Cu)球化组织的形成机制。结果表明:在热轧变形量为16%、加热温度为930℃时, 随着保温时间的延长半固态ZCuSn10 铜合金坯料初生α(Cu)逐渐发生球化, 平均晶粒直径先减小后增大, 由二次加热保温8 min 的68.24 μm先减小至10 min 的62.31 μm然后增大至25 min 的71.09 μm; 保温10 min 时平均晶粒直径最小, 液相率由保温8 min时的18.14%逐渐增加到保温25 min时的25.32%; 形状因子随着保温时间的延长先减小后增加, 由保温8 min时的2.91 先减小至15 min时的1.67, 然后增大到保温25 min时的2.43。保温15 min时的半固态组织最优, 其平均晶粒直径为65.64 μm、液相率为23.66%、形状因子为1.67。在半固态铜合金二次加热过程中, 组织演变的主要机制是加热前期的晶粒合并长大和液相增加后的原子扩散导致的晶粒长大并球化。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-18 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 在草酸盐、硅酸盐和磷酸盐电解液体系中, 在钛合金Ti-6Al-4V(TC4)表面制备阳极氧化TiO2膜层, 研究了TiO2膜层的表面显微结构、化学组成和生物活性。在室温用恒压阳极氧化法制备TC4 表面阳极氧化TiO2膜, 以TC4 为阳极, 不锈钢为阴极, 电解液组成为: 20 g/L 的Na2C2O4、10 g/L 的Na2SiO3·9H2O、9.25 g/L 的NaH2PO4和2 g/L 的NaOH, 阳极氧化电压为10-120 V, 氧化时间50 min, 电源频率200 Hz。用XRD、AFM、SEM及XPS等手段分别测量了膜层的物相、三维形貌、氧化膜层表面的显微结构及化学组成。结果表明: 氧化电压对TiO2膜层的物相组成基本没有影响, 氧化膜层呈非晶态TiO2。当氧化电压为30 V时, TiO2膜层表面由孔径1.3 μm左右的孔和凸起颗粒组成的粗糙结构, 随着氧化电压增加表面凸起颗粒逐渐减少, 粗糙度降低, 当氧化电压为100 V时场致溶解的作用使TiO2膜层表面凸起颗粒不明显, TiO2膜层表面的粗糙度低于TC4 基体, 表面孔径为240 nm。TC4 阳极氧化TiO2膜层表面的微纳米结构和大量的羟基—OH, 有利于提高TiO2膜层的生物活性和骨生长特性。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2017-03-31 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 为了研究焊接工艺条件对焊缝金属组织性能的影响,采用不同热输入对1200 MPa级低合金高强钢进行熔化极气体保护焊,利用OM、SEM、TEM观察并分析不同焊接热输入对焊缝组织及力学性能的影响规律。结果显示,当热输入为16、20、25 kJ/cm时,焊缝组织主要以针状铁素体为主,并含有少量M-A组元以及粒状贝氏体。随焊接热输入增大,针状铁素体组织有所增多且板条宽度逐渐增大,而粒状贝氏体组织减少。焊缝内非金属夹杂物类型多为促进针状铁素体形核的Ti-Mn-Al-O-S系复合氧化物夹杂。焊缝金属硬度、冲击韧性及焊接接头强度随热输入增大基本呈下降趋势,并且各焊接热输入条件下焊缝金属具有良好的强韧性匹配。随热输入增大,焊缝金属断裂特征由韧性、脆性混合型断裂向脆性断裂转变。热输入为20 kJ/cm时,焊接接头综合性能最佳。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2016-11-15 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 利用OM, EBSD, XRD及物理化学相分析法,对不同卷取温度下Ti-V-Mo复合微合金化热轧高强钢的强化增量进行了估算和分析,分别讨论了卷取温度对屈服强度和MC相粒子对均匀塑性的影响规律。结果表明,在600 ℃卷取时,实验钢具有最佳的综合力学性能:抗拉强度UTS为1134 MPa,屈服强度YS为1080 MPa, 延伸率A为13.2%, 均匀延伸率Au为6.8%,其析出强化增量σp高达444~480 MPa左右,主要是由质量分数高达72.6 wt%的10 nm以下的(Ti, V, Mo)C粒子提供的。析出强化和细晶强化是实验钢主要的强化方式,σp的改变是导致实验钢不同卷取温度下YS变化的主要因素。随着卷取温度由500 ℃升高至600 ℃,实验钢的UTS和YS不断增加,Au不但没有降低,反而呈线性缓慢增加。其主要原因是σp对屈服强度的贡献量不断提高,在提高强度的同时改善了均匀塑性。