金属热处理

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变形温度对GWZ1031K镁合金高温拉伸变形行为的影响

黄元春, 雒晓宇, 刘宇, 王旭, 王舟

金属热处理 2021, 46 (1): 1-6. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.001

摘要（315）

PDF （657KB）（242）

通过高温拉伸试验,研究了GWZ1031K镁合金在250~400 ℃、变形速率为0.2 mm/min条件下的高温变形行为。使用扫描电镜(SEM)、X射线能谱分析(EDS)等方法对微观组织和拉伸断口进行观察。结果表明,在不同温度下,GWZ1031K镁合金的高温拉伸应力-应变曲线均出现峰值,峰值应力随变形温度的升高而减小,而塑性则随着变形温度的升高呈现非线性快速升高,特别是在400 ℃时合金出现超塑性现象。结合高温力学性能测试对应的微观组织和断口形貌分析可以得出,GWZ1031K镁合金在250~350 ℃的温度区间内,具有较好耐热性能(高温抗拉强度)。

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固溶温度对2205双相不锈钢组织和硬度的影响

高晓丹, 李晶琨, 任学平, 闫强

金属热处理 2021, 46 (1): 7-10. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.002

摘要（285）

PDF （579KB）（176）

以热轧态2205双相不锈钢为原材料,在1000~1350 ℃对其进行30 min的固溶处理,通过X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、显微维氏硬度计等对固溶处理后的2205双相不锈钢的组织和硬度进行表征。结果表明,随着固溶温度的升高,铁素体含量增加,奥氏体含量减小,双相不锈钢组织发生再结晶和晶粒长大。铁素体与奥氏体中Cr、Mo、Ni元素发生均匀化,即两相中各元素的含量差异降低。当固溶温度为1050 ℃时,铁素体与奥氏体含量基本相当。2205双相不锈钢的硬度随着固溶温度的上升而增加;当固溶温度由1150 ℃升高至1200 ℃时,其硬度值陡然上升。为了获得较低的硬度以便进行后续的冷加工,2205双相不锈钢的固溶温度应控制在1000~1150 ℃。

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深冷处理对YG10硬质合金磨损性能的影响

闫献国, 姚永超, 陈峙, 郭宏, 李帆, 侯强

金属热处理 2021, 46 (1): 11-18. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.003

摘要（160）

PDF （582KB）（82）

以YG10硬质合金为研究对象,深冷处理技术为手段,采用正交试验的方法,在不同深冷温度、深冷时间、交变次数的情况下对其进行深冷处理,并对处理后的试样进行磨损试验、硬度试验和显微组织分析试验。结果表明,最优深冷处理工艺使YG10合金显微硬度提升33.6%,耐磨性提升72.8%,深冷温度是影响YG10合金耐磨性能最大的因素。究其原因,微观形貌上η相的弥散分布和粘结相Co相的致密变化提高了硬质合金的耐磨性能。

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真空退火处理对冷喷涂铝基复合材料组织与性能的影响

王强, 翟乐, 牛文娟, 张明星

金属热处理 2021, 46 (1): 19-27. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.004

摘要（115）

PDF （583KB）（55）

采用冷喷涂增材制造工艺制备了Al-25Al₂O₃、Al-50Al₂O₃和Al-75Al₂O₃(体积分数,%)具有不同体积含量Al₂O₃颗粒的铝基复合材料,并采用SEM、EBSD、硬度测试和拉伸测试等测试方法分析了真空退火处理对冷喷涂铝基复合材料的微观结构和力学性能的影响。结果表明,Al₂O₃颗粒的加入增加了冷喷涂增材材料的强度和硬度,并随着Al₂O₃含量的增加而增强。这是由于冷喷涂过程中Al₂O₃颗粒的锤击作用导致机械互锁以及严重塑性变形和动态再结晶引起的晶粒细化。退火后材料的强度和硬度将逐渐降低,伸长率逐渐增加,材料内部的组织结构逐渐变得均匀。

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热处理工艺对KD级抽油杆用钢组织和性能的影响

孙晓冉, 郑文跃

金属热处理 2021, 46 (1): 28-31. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.005

摘要（127）

PDF （579KB）（66）

采用力学、OM、SEM和TEM研究了某KD级抽油杆用试验钢经3种不同的工艺热处理后力学性能及微观组织的变化。结果表明:经室温入炉回火热处理的材料可获得的综合力学性能较好。500 ℃入炉回火的热处理工艺使材料冲击性能最差,其原因是粒状贝氏体中M+A岛分布不均匀、形状各异且以带尖角的大块状居多,造成应力集中;第二相颗粒析出物的存在使得材料具有较高的强度。

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回火温度对42CrMo钢组织和力学性能的影响

吕超然, 史超, 蒋伟斌, 刘进德, 徐乐, 王毛球

金属热处理 2021, 46 (1): 32-37. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.006

摘要（299）

PDF （585KB）（231）

通过显微组织观察和力学性能检测,分析了42CrMo钢在不同回火温度下微观组织形貌和力学性能的变化。通过三维原子探针(3DAP)技术分析500 ℃回火温度下42CrMo钢中元素分布情况,研究了Cr、Mn、Mo等合金元素对钢性能的影响。结果表明,42CrMo钢水淬后在450 ℃回火时显微组织为回火屈氏体,在500~650 ℃区间回火时显微组织均为回火索氏体,随着回火温度的增加,颗粒状碳化物增多;抗拉强度和规定塑性延伸强度降低,-40 ℃低温冲击性能升高。在500 ℃回火可达到12.9级螺栓力学指标(R_m≥1200 MPa,KV₂≥27 J),力学性能最佳,且满足低温环境下螺栓用钢的使用要求。3DAP结果表明,钢中的合金元素通过固溶强化和沉淀强化提高了钢的性能。

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热氢处理对TA15钛合金组织及性能的影响

郝国建, 杨刚, 梁培新, 朱卫东, 孙剑飞, 陈哲铭

金属热处理 2021, 46 (1): 38-42. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.007

摘要（99）

PDF （582KB）（47）

采用真空气相热氢处理炉得到不同氢含量的TA15钛合金试样,利用扫描电镜、夏比冲击设备以及带传感器的机床等对不同氢含量的钛合金试样进行切削力获取及组织形貌观察,研究热氢处理过程中不同氢含量TA15钛合金试样的组织结构演变和力学性能规律。结果表明,TA15钛合金试样热氢处理后会出现不同程度的组织细化;热氢处理后的TA15钛合金试样的主切削力会随着氢含量的增加而增加,在氢含量为0.51%时,主切削力随着切削速度增加而减少,其他氢含量的TA15钛合金试样的主切削力随切削速度增加而先增加后减小;热氢处理后的TA15钛合金试样冲击吸收能量会随着氢含量的增加而降低。

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退火温度对CSP冷轧低碳高强钢带组织和性能的影响

赵小龙, 王雄, 罗晓阳, 狄彦军, 蔺晓亮, 冯力

金属热处理 2021, 46 (1): 43-49. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.008

摘要（89）

PDF （580KB）（45）

以低碳高强钢冷轧钢带为研究对象,利用光学显微镜、场发射扫描电镜、全自动拉伸试验机等设备对试验钢进行组织观察和性能测试。结果表明:试验钢带采用520~580 ℃退火后,铁素体晶粒形态变化较小,呈变形纤维状,组织中分布的渗碳体数量较少,其屈服强度、抗拉强度变化较小,屈强比维持在0.9以上,伸长率为1%左右;采用610~700 ℃退火后,变形的铁素体周围出现了无畸变的再结晶晶粒,再结晶晶粒会随着退火温度的升高而长大成等轴状铁素体,渗碳体的球化过程是导致组织中颗粒状渗碳体数量增多的主要原因,其屈服强度、抗拉强度迅速下降,伸长率迅速增加,屈强比呈下降趋势,在670 ℃时达到最小值0.86;采用730~760 ℃退火后,铁素体晶粒充分长大,晶粒形态变化较小,组织中几乎没有游离的渗碳体存在,渗碳体仅在晶界上聚集分布呈片层状,其屈服强度、抗拉强度缓慢下降,伸长率缓慢增加,屈强比呈上升趋势,在760 ℃时达到0.91。综合考虑,试验钢带的最佳退火温度为670 ℃。

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退火工艺对DP590GA双相钢组织和性能的影响

李慧远, 戴杰涛, 冼玲标, 任建平, 李烈军

金属热处理 2021, 46 (1): 50-54. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.009

摘要（107）

PDF （584KB）（69）

研究退火工艺及快冷工艺对C-Mn系DP590GA双相钢性能和组织的影响。结果表明,该试验钢的规定塑性延伸强度随着均热温度的提高而上升,且温度越高规定塑性延伸强度的增加越显著;而伸长率随着均热温度的提高,先上升后下降;而快冷终止温度提高时,试验钢的强度上升,塑性下降。该试验钢在820 ℃进行退火时,可获得较优的力学性能,规定塑性延伸强度达到400 MPa,抗拉强度达到625 MPa,伸长率达到25.5%。

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两相区回火温度对含7%锰Q690钢组织和性能的影响

刘岗, 孙新军, 梁小凯

金属热处理 2021, 46 (1): 55-60. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.010

摘要（78）

PDF （639KB）（40）

采用SEM、XRD、TEM和Thermo-Calc软件计算等手段研究了两相区回火温度对0.02C-7Mn钢的组织和性能变化的影响。结果表明,淬火后试验钢组织以淬火马氏体为主,伴有极少量的残留奥氏体;两相区回火后,基体组织以回火马氏体为主,出现逆转变奥氏体,空冷后转变为残留奥氏体。随着回火温度的升高,残留奥氏体的含量逐渐增加,在650 ℃回火后到达峰值为18.78%;与此同时出现了6.57%的ε-马氏体。两相区回火后,试验钢的抗拉强度均有下降,但是屈服强度有不同程度的升高,这归因于回火过程中位错密度的下降以及弥散第二相的析出。另外,ε-马氏体的存在不仅迅速降低了屈服强度,而且还损害了韧性。在600 ℃回火后,试验钢具有优异的综合力学性能(横向:抗拉强度为984 MPa、屈服强度为973 MPa,-40 ℃冲击吸收能量为163 J,纵向:抗拉强度为947 MPa、屈服强度为919 MPa,-40 ℃冲击吸收能量为186 J),满足Q690用钢的力学性能需求。

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热处理工艺对510 MPa级船板用钢组织及性能的影响

刘璇, 赵刚, 李大航, 周洪庆, 张友鹏, 朱义轩, 吴宇新

金属热处理 2021, 46 (1): 61-64. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.011

摘要（108）

PDF （581KB）（56）

分别采用870、900、930 ℃淬火及620、650、680 ℃回火,研究不同热处理制度对510 MPa级船板用钢原始奥氏体晶粒度、显微组织、强韧性的影响。结果表明:510 MPa级船用试验钢随870、900、930 ℃淬火温度的升高,晶粒度变为7.5、7、6.5级,强度、平均冲击吸收能量下降;不同温度淬火试验钢随620、650、680 ℃回火温度升高,强度下降,平均冲击吸收能量均呈现先升高后下降趋势;510 MPa级船用试验钢在900 ℃×1.5 h淬火+650 ℃×2 h回火时具有优良的强韧性配合。对于强度有更高要求的试验钢可以选择870 ℃×1.5 h淬火+620 ℃×2 h回火。

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奥氏体化及回火温度对E550级低温钢组织和性能的影响

谢章龙, 陈锋, 胡其龙, 王兆华

金属热处理 2021, 46 (1): 65-69. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.012

摘要（92）

PDF （581KB）（43）

利用光学显微镜、扫描电镜、拉伸和冲击试验机等手段,研究了E550级高强度钢850~1000 ℃系列奥氏体化温度下组织演变规律和不同回火温度下的组织性能。建立了奥氏体化温度与奥氏体晶粒尺寸的数学关系模型,模型计算结果与实测值高度吻合。检测了不同奥氏体化温度试板分别在600 ℃和670 ℃回火后的组织和力学性能,结果表明:奥氏体化温度选择880~930 ℃范围得到原奥氏体晶粒均匀细小,配合670 ℃回火,得到的综合性能优良。

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淬火温度对2200 MPa级超高强度钢力学性能与微观组织的影响

张鹏杰, 王春旭, 厉勇, 韩顺, 刘少尊

金属热处理 2021, 46 (1): 70-74. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.013

摘要（112）

PDF （583KB）（39）

采用力学性能测试、光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等材料分析方法研究了淬火温度对2200 MPa级超高强度钢的力学性能及微观组织的影响。结果表明,试验钢最佳淬火温度为1025 ℃,再经后续热处理能获得最佳的强韧性匹配,此时抗拉强度为2244 MPa,屈服强度为1836 MPa,U型缺口冲击吸收能量为59 J,断裂韧性为57.7 MPa·m^1/2。淬火温度较低时,出现粗大一次碳化物富Mo型M₆C碳化物,严重影响强度和韧性。随着淬火温度升高,一次碳化物逐渐减少,直至1000 ℃完全消失,当淬火温度高于1025 ℃时晶粒显著粗化,晶粒尺寸成为主要的负面影响因素。

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固溶处理对GH4169合金晶粒长大和硬度的影响

付建辉, 周扬, 赖宇, 陈琦

金属热处理 2021, 46 (1): 75-79. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.014

摘要（131）

PDF （583KB）（216）

研究了GH4169合金在不同固溶温度和保温时间下进行固溶处理时晶粒长大的规律和其对硬度的影响。结果表明:该合金的δ相溶解温度在980～1000 ℃之间,不同固溶处理条件下GH4169合金的晶粒长大具有不同特点,在低于δ相溶解温度热处理时晶粒长大缓慢,当热处理温度高于δ相溶解温度时,晶粒尺寸随热处理温度的升高而快速长大;建立了GH4169合金在1000 ℃以上热处理过程中的晶粒长大动力学模型,晶粒长大的激活能为285.013 kJ/mol;GH4169合金的硬度随固溶温度的升高和保温时间的延长而降低,且合金的晶粒尺寸和硬度值遵循Hall-Petch关系。

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深冷处理在ZL204铝合金中的应用

李敬民, 李凤春, 滕宇, 周文凤, 汤光平

金属热处理 2021, 46 (1): 80-83. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.015

摘要（114）

PDF （584KB）（74）

研究了不同深冷处理工艺对ZL204铝合金力学性能以及残余应力消除效果的影响。结果表明,固溶后直接进行深冷处理,然后再进行人工时效时,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率与未深冷相比均得到一定的提升。另外,深冷处理的残余应力消除效果明显好于传统的去应力时效以及时效+循环热处理。ZL204铝合金最佳的残余应力消除工艺为540 ℃×9 h固溶,60 ℃水淬+-196 ℃×1 h深冷,在空气中放置1 h+175 ℃×3 h人工时效,空冷。

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18CrNiMo7-6渗碳钢等温正火新工艺探讨

牛文明, 张贵阳, 左永平, 王涛

金属热处理 2021, 46 (1): 84-87. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.016

摘要（134）

PDF （580KB）（82）

18CrNiMo7-6渗碳钢采用常规等温正火处理,极易产生粒状贝氏体组织,很难有效改善二次带状。对18CrNiMo7-6渗碳钢等温正火新工艺的组织和性能进行了研究,具体工艺为40 mm的试棒保温结束后,直接浸入正火液冷却至700～750 ℃出液,迅速转移到等温炉650 ℃等温5～7 h。结果表明,采用等温正火新工艺,获得了铁素体+片状珠光体的平衡态组织,消除了粒状贝氏体,晶粒大小均匀,无明显混晶,有利于降低热处理畸变;硬度达到170～185 HBW,有利于后续机加工。

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热处理工艺对P20模具钢组织和性能的影响

黄标彩, 宁博, 陈玉叶, 武会宾, 魏勇, 詹光曹, 严晓敏

金属热处理 2021, 46 (1): 88-91. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.017

摘要（168）

PDF （580KB）（59）

采用洛氏硬度和扫描电镜对“淬火+回火”、“正火+回火”和“热轧+回火”3种热处理工艺后P20钢的性能和组织进行对比分析。结果表明:3种工艺制备的试验钢回火热处理前的硬度虽有不同,随着回火温度升高硬度的变化趋势却相似,均呈现“缓降-陡降-再缓降“的趋势,其中580~600 ℃回火温度区间为3种工艺所共同具有的硬度“陡降”区间,此区间所对应的硬度范围分别为“淬火+回火”37.12~32.31 HRC,“正火+回火”34.87~31.07 HRC,“热轧+回火”35.00~31.63 HRC;“陡降”区间与GB/T 1299—2014所要求的硬度范围28~36 HRC基本重合。而对于相同的回火温度,“淬火+回火”试样的硬度值比“热轧+回火”试样的要高,而“正火+回火”试样的硬度比“热轧+回火”试样的要低。

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铌对高强度51CrV钢组织及性能的影响

王佳敏, 曹宇, 向浩亮, 曹祥智, 宋新莉, 刘中柱

金属热处理 2021, 46 (1): 92-96. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.018

摘要（106）

PDF （584KB）（62）

借助光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)与万能拉伸试验机等研究了铌元素的添加对51CrV钢奥氏体晶粒尺寸、淬火和回火组织以及力学性能的影响。结果表明:0Nb和0.02wt%Nb试验钢的奥氏体平均晶粒尺寸分别为10.0 μm和3.1 μm,添加0.02wt%Nb的51CrV钢奥氏体晶粒尺寸显著细化、板条马氏体尺寸减小,回火过程中析出碳化物的尺寸更细,两种试验钢850 ℃淬火+400 ℃回火后,屈服强度均大于1300 MPa,抗拉强度均大于1400 MPa。而加入0.02wt%Nb试验钢由于晶粒细化,断后伸长率达到9.50%,不含Nb试验钢伸长率为8.69%。51CrV钢添加微量的Nb元素在保证高强度的同时,塑性得到提高,综合性能比无Nb钢优异。

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镁与热处理对Al-4Si-(xMg)合金导电性及力学性能的影响

叶辉, 崔晓丽, 崔红卫, 李星辉, 祝泽, 赵娟

金属热处理 2021, 46 (1): 97-103. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.019

摘要（95）

PDF （585KB）（34）

利用SEM、XRD、EDS、硬度计及电阻率测试仪等方法分析Mg元素和不同热处理对Al-4Si-(xMg)(x=0~1.5%,质量分数)系列合金导电率及硬度的影响。结果表明:随Mg添加量增加,铸态合金的导电率和硬度先增后减,最佳添加量为1.1%。Mg使铸态合金硬度显著增加,但恶化了其导电率。Al-4Si-(xMg) 合金经不同热处理后,合金导电率大幅提高,硬度略有降低。其中,固溶时效对合金导电率的提高最显著,硬度降低幅度最小,使Al-4Si-1.1Mg合金导电率和硬度匹配关系最好。通过Mg元素和固溶时效的协同作用,可使铸态Al-4Si合金导电率由43.3%IACS提高至50.9%IACS,硬度由41.5 HV0.5增加至84.3 HV0.5。

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新型Fe_80.5Si_7.2B_12.3非晶合金带材的退火工艺与磁性能

宋苏, 陈文智, 张广强, 郑伟, 张迁, 邢彦兴, 周少雄

金属热处理 2021, 46 (1): 104-108. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.020

摘要（93）

PDF （654KB）（51）

研究了新型Fe_80.5Si_7.2B_12.3非晶合金带材在不同退火工艺下的磁性能及磁损耗特性,并与传统的铁基非晶合金Fe₈₀Si₉B₁₁进行了对比。结果表明:新型Fe_80.5Si_7.2B_12.3非晶合金带材比Fe₈₀Si₉B₁₁具有更高的饱和磁感应强度,在励磁磁场强度为3500 A/m下其磁通密度值为1.607 T;在f=50 Hz、B_m=1.4 T下,经无磁场退火处理后其磁损耗高于Fe₈₀Si₉B₁₁,达到0.411 W/kg;经纵磁退火后磁损耗与Fe₈₀Si₉B₁₁基本相当,其值为0.197 W/kg;经横磁退火后损耗仅为0.175 W/kg低于Fe₈₀Si₉B₁₁,而且初始磁导率和恒磁导率均优于Fe₈₀Si₉B₁₁;新型Fe_80.5Si_7.2B_12.3非晶合金带材的最佳退火温度区间(360~400 ℃)与Fe₈₀Si₉B₁₁相当。

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基于22MnB5钢的铌钒微合金化热成形钢的研发

刘纲, 干勇, 刘崇, 马鸣图, 吴坚, 杨应东, 胡春林

金属热处理 2021, 46 (1): 109-113. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.021

摘要（98）

PDF （647KB）（45）

基于现有热成形零件冷弯性能不足、氢脆敏感性强等共性技术问题,在22MnB5钢的基础上采用Nb、V微合金化的设计思路,对试验钢的显微组织、淬透性和极限尖冷弯性能进行研究。结果表明:微合金化前后22MnB5热成形钢的显微组织均为全马氏体,但是微合金化后的试验钢组织更为细小;Nb-V微合金化能有效提高22MnB5热成形钢的淬透性,其淬硬层深度达到13～14 mm,并且试验钢的极限尖冷弯角达到58°～72°,进一步拓宽了热冲压成形的工艺窗口。综合分析试验钢微观组织、淬透性能及极限尖冷弯性能的检测结果,添加0.04%Nb和0.04%V实现复合微合金化,提升材料的综合强塑性,满足了高冷弯性能汽车零部件用材需求。

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Nb微合金化对Cr-Ni-Mo渗碳齿轮钢组织和性能的影响

桂伟民, 刘义, 周根树, 何亮亮, 王梦梦, 汤文馨

金属热处理 2021, 46 (1): 114-119. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.022

摘要（85）

PDF （648KB）（48）

研究Nb元素对Cr-Ni-Mo系合金在不同渗碳热处理工艺下组织和性能的影响。结果表明,不同渗碳工艺下Nb元素对表面硬度及表面残留奥氏体含量、非马组织影响不大。但是,通过Nb元素细化晶粒的试验钢,在较长的渗碳工艺下能使得有效硬化层深加深10%且获得更细的表层马氏体片层组织。

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汽车用800 MPa级冷轧低合金高强钢的研制

王科强, 刘仁东, 郭金宇, 付薇, 黄秋菊, 孙荣生

金属热处理 2021, 46 (1): 120-124. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.023

摘要（119）

PDF （648KB）（57）

采用C-Si-Mn-Nb-Ti-Cr-Mo合金成分体系,全流程控制关键生产工艺参数,研发出具有良好塑性和成形性的800 MPa级冷轧低合金高强钢。结果表明,试验钢的显微组织由铁素体、马氏体和少量贝氏体组成,铁素体基体中有弥散分布的第二相粒子和碳化物沉淀相。试验钢的屈服强度在800 MPa以上,断后伸长率大于10.5%,抗拉强度和屈服强度相差小于35 MPa,扩孔率在56.5%以上,180°冷弯角度下弯曲无可见裂纹,表现出良好的成形性能。

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550 ℃表面渗氧对Ti-6Al-4V合金耐磨性能的影响

杨杰, 张青科, 李琼, 宋振纶, 吴晓春

金属热处理 2021, 46 (1): 125-132. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.024

摘要（72）

PDF （653KB）（37）

对Ti-6Al-4V合金550 ℃的空气中渗氧60 h后的表面形貌、显微组织、成分、硬度、划刻性能和耐磨性进行研究,并与未处理的钛合金进行了比较。结果表明,渗氧后的钛合金表面粗糙度有所增加,表层形成约3.5 μm厚的渗氧层,X射线衍射(XRD)检测到了锐钛矿相、金红石相、板钛矿相TiO₂和Al₂O₃相。渗氧层的显微硬度和纳米硬度分别为804.6 HV0.025和14.5 GPa,比未处理的基体提高了143.7%,且压痕周围未见裂纹;渗氧后钛合金表面最大划痕深度由12 μm降至4 μm,磨损率由354.33×10^-6mm³/Nm降至1.44×10^-6mm³/Nm,渗氧层的主要磨损机制为轻微的磨粒磨损。表面渗氧显著提高了Ti-6Al-4V钛合金表面硬度和耐磨性,同时其内部组织粗化和软化不明显,可作为提高钛合金表面耐磨性能的潜在方法。

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稀土Ce对激光熔覆高硼贝氏体涂层性能的影响

张坚, 黄道思, 赵龙志, 焦海涛, 唐延川, 刘德佳, 赵明娟, 李劲

金属热处理 2021, 46 (1): 133-137. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.025

摘要（89）

PDF （647KB）（31）

利用激光熔覆制备了不同Ce含量的高硼贝氏体涂层。采用扫描电镜对不同Ce含量的涂层组织进行表征;利用显微硬度计检测熔覆层显微硬度;通过万能拉伸机测试熔覆涂层的断裂韧性;用往复摩擦磨损试验机测试涂层的磨损性能。结果表明:经稀土Ce改性后,初生奥氏体晶粒尺寸减小,晶间网格状硼化物形态得到改善,呈现断网或颗粒状。三点弯曲断裂韧性得到改善,断口由沿晶脆断转变为准解理断裂。随着Ce含量的增加,熔覆涂层平均摩擦因数先减小后增大,磨痕中都存在严重的疲劳剥落。

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粉末电爆喷涂方法制备Ti₃SiC₂涂层

刘宗瀚, 朱亮, 林巧力, 张爱华, 李楚

金属热处理 2021, 46 (1): 138-142. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.026

摘要（90）

PDF （650KB）（44）

在自制的连续送粉电爆喷涂设备上,以Ti₃SiC₂粉末为电爆喷涂材料制备了Ti₃SiC₂涂层。根据所制备涂层的表面形貌和截面特征,分析了充电电压、粉末粒径、石墨掺入量对电爆喷涂过程的影响。结果表明,粉末粒径为28 μm,充电电压高于15 kV、掺入的石墨粉为10%时,涂层沉积率较高,均匀性较好。XRD分析表明,涂层由TiC与Ti₃SiC₂组成。采用胶结对偶试样拉伸试验法测定的涂层结合强度大于37 MPa。分析认为,掺和石墨粉可提高电爆时粉末的导电性,减少粉末粒子外边缘的沿面放电,使粉末获得更加充分的加热,有利于涂层的形成。

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铬过渡层对氮化铬/镁合金膜基界面结合强度的影响

刘瑞霞, 郭锋, 韩海鹏

金属热处理 2021, 46 (1): 143-148. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.027

摘要（75）

PDF （646KB）（31）

为了提高磁控溅射氮化铬膜与镁合金基底的结合强度,在两者之间以不同工艺溅射沉积铬过渡层,分析并讨论了铬过渡层对膜基界面结合强度的影响及其机制。结果表明,在镁合金/氮化铬之间增加铬过渡层可提高表征膜基结合强度的膜层破裂临界载荷,且当铬过渡层的溅射工艺为溅射功率100 W、负偏压30 V、基底温度25 ℃、溅射时间4 min时膜层破裂临界载荷最大,此工艺下铬过渡层表面在微观上具有最大的粗糙度和最小的突起间隔;铬过渡层增强界面结合的作用主要表现为改善了氮化铬与镁合金基底之间的结合状况,与铬/氮化铬接界面积较大且能有效机械互锁、铬过渡层缓减了界面应力等机制有关。

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DZ125定向凝固合金的喷丸工艺

王欣, 杨清, 于鹏, 马世成

金属热处理 2021, 46 (1): 149-153. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.028

摘要（80）

PDF （650KB）（46）

针对DZ125合金开展铸钢丸喷丸强化研究,分析了多种喷丸强度、覆盖率条件下合金700 ℃旋弯疲劳性能、表面残余应力和硬度梯度。结果表明:随喷丸强度的增大,中值疲劳寿命估计量逐渐增大,高喷丸强度时,700 ℃/500 MPa中值疲劳寿命估计量是原始试样的2倍;随表面覆盖率的增大,中值疲劳寿命估计量呈现先增大后稳定的趋势,当覆盖率达到400%时,中值疲劳寿命估计量达到稳定;高喷丸强度且表面覆盖率达到400%时疲劳极限为480 MPa,较原始试样疲劳极限(400 MPa)提高20%。残余应力和组织强化机制是DZ125合金喷丸的强化因素,随着喷丸强度的增大,残余压应力数值略有减小,但均明显大于原始状态;高喷丸强度时,覆盖率400%时DZ125合金表面产生超过200 μm深度的硬度场,且表面硬度较基体(430 HV0.1)提高37%。当缺口部位实际载荷大于屈服强度时,疲劳过程中残余应力和硬度都将明显松弛,经历700 ℃/600 MPa/1.5×10⁵周次的断裂试样,表面残余应力降低54%,表面硬度下降14%。

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铝合金无沉淀析出带的研究进展

廖斌, 曹玲飞, 吴晓东

金属热处理 2021, 46 (1): 154-160. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.029

摘要（105）

PDF （647KB）（77）

综述了过去50年来铝合金中无沉淀析出带(PFZ)的研究,重点论述了PFZ的主要形成机理、影响因素及其对合金性能(主要为力学性能和耐腐蚀性能)的影响,系统介绍了PFZ在形成机理及对合金性能上所持的不同观点及其相关理论。最后,提出了对铝合金中PFZ方面存在的难点以及重点研究方向。

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时效处理对新型Al-5.6Zn-1.6Mg-0.15Zr合金显微组织及耐腐蚀性能的影响

黄元春, 谭维杨, 张传超, 王艳玲

金属热处理 2021, 46 (1): 161-166. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.030

摘要（97）

PDF （650KB）（36）

通过晶间腐蚀试验(IGC)、剥落腐蚀试验(EXCO)及电化学腐蚀试验,结合光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及配套能谱分析仪(EDS)和透射电镜(TEM)等手段,研究Al-5.6Zn-1.6Mg-0.15Zr合金板材在120 ℃下时效不同时间后微观组织、腐蚀状态及耐腐蚀性能的变化。结果表明:新型Al-5.6Zn-1.6Mg-0.15Zr合金整体耐腐蚀性能较好,其晶间腐蚀和剥落腐蚀敏感性随着时效时间的增加明显降低,经电化学腐蚀试验所得极化曲线也表现出了相同的趋势。时效处理对合金耐蚀性的影响主要与晶界析出相η(MgZn₂)和无沉淀析出带(PFZ)的变化有关。随着时效时间的增加,晶界析出相聚集粗化,且由连续析出转变成不连续析出,无沉淀析出带变宽,这些变化使得阳极腐蚀通道被切断,腐蚀不能连续进行,从而提高了合金的耐腐蚀性能。

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高压扭转变形Mg-Zn-Y合金的组织演化和时效行为

王金辉, 尹晓明, 李彦生, 渠成, 徐瑞

金属热处理 2021, 46 (1): 167-172. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.031

摘要（69）

PDF （647KB）（43）

采用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪和显微硬度计研究了高压扭转(HPT)变形Mg-Zn-Y合金的微观组织演变和时效行为。结果表明,在HPT变形前后,合金中的第二相颗粒是W相和Mg₂₄Y₅相,且在HPT处理后没有观察到任何新沉淀物的形成,说明HPT变形并未导致合金发生相变。同时,发现HPT变形过程是伴随着形变孪晶的产生和大量位错增殖而进行的,其中形变孪晶在HPT处理过程中被第二相颗粒所细分。与未变形合金相比,HPT变形可以加速时效进程,即在更短的时效时间达到相对高的峰值硬度。对HPT变形7圈的试样进行175 ℃×8 h时效处理后,峰值显微硬度达到约114 HV0.1。经过时效处理后,析出相优先在位错和孪晶界处形核,说明位错和孪晶界充当析出相优先形核位点。

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Zr与固溶处理对Mg-1.5Zn-0.5Ca-0.8Ce合金耐腐蚀性能的影响

姚旭东, 孙博林, 蔡振飞, 江斌, 马扬洲, 凤晓华, 宋广生

金属热处理 2021, 46 (1): 173-180. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.032

摘要（81）

PDF （650KB）（61）

以Mg-1.5Zn-0.5Ca-0.8Ce合金作为研究对象,分别进行合金化和固溶处理,研究Zr的添加及固溶处理对镁合金Mg-1.5Zn-0.5Ca-0.8Ce耐腐蚀性能的影响,并探究合金化和热处理对镁合金耐腐蚀性能影响机理。结果表明:Zr的加入和固溶处理均有效提高了材料的耐腐蚀性,其中Mg-1.5Zn-0.5Ca-0.8Ce-0.7Zr镁合金固溶试样具有最优异的耐腐蚀性能。研究表明合金化及热处理对镁合金的组织和耐腐蚀性均具有重要影响。

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后处理对选区激光熔化成形K536合金显微组织及力学性能的影响

王栋, 苏梦瑶, 莫战海, 徐杏杏, 周晓卫, 谢晓林

金属热处理 2021, 46 (1): 181-186. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.033

摘要（80）

PDF （646KB）（37）

采用选区激光熔化技术成形K536合金并对其进行后处理,分别分析了沉积态、退火态、退火+固溶态、退火+固溶+热等静压态合金试样的显微组织和力学性能。结果表明:沉积态试样横、纵向截面均产生微裂纹;退火态试样的横向截面组织为等轴晶,纵向晶粒形态为柱状晶,且晶粒尺寸波动较大,形成了交替分布的细晶区和粗晶区;退火+固溶态试样发生部分再结晶,在再结晶部分可以观察到孪晶的存在,且出现明显的等轴晶组织,晶粒大小不均匀,晶界析出物呈长条状形态;经热等静压处理后试样的晶粒明显增大,沉积态产生的裂纹基本愈合,且高温持久性能指标达到ASTM标准要求,其晶内析出的碳化物分布均匀,晶界处的碳化物呈链状分布。

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贝氏体含量对F/B双相管线钢力学性能的影响

史显波, 殷培华, 严伟, 单以银, 任毅

金属热处理 2021, 46 (1): 187-192. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.034

摘要（78）

PDF （647KB）（48）

采用700、720、740、760 ℃临界区热处理的方法,依次获得了4种不同贝氏体体积分数(16%、28%、41%、48%)的铁素体/贝氏体(F/B)双相管线钢。利用SEM、TEM及力学性能测试手段,研究了贝氏体含量对管线钢的强度、塑性和韧性的综合影响规律。结果表明,相比原始组织,F/B双相管线钢具有较低的屈服强度和相当的抗拉强度,从而具有较好的应变能力,表现为较低的屈强比,较高的伸长率和加工硬化指数。贝氏体含量对F/B组织管线钢的强度、伸长率和加工硬化指数影响较小,对冲击性能的影响显著。贝氏体含量在40%左右时可获得最佳的强度、塑性和韧性。

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含铜超级奥氏体不锈钢的析出行为

李兵兵, 陈海涛, 郎宇平, 屈华鹏, 田志凌, 陈清明

金属热处理 2021, 46 (1): 193-199. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.035

摘要（93）

PDF （650KB）（54）

含Cu超级奥氏体不锈钢经1200 ℃保温2 h固溶后,在600、700、800、900、1000和1100 ℃分别进行2 h时效处理,然后采用Thermo-Calc热力学计算、SEM、EDS及TEM等方法对析出相进行研究。结果表明,所有试验钢在低温600~800 ℃时效时析出相主要为沿晶σ相,在中温900 ℃时效时析出相主要是沿晶的块状σ相和晶内圆棒状的Laves相与长针状、梭状的χ相,在高温1000 ℃时主要是沿晶块状σ相,时效温度升高到1100 ℃时无析出相;随着温度的升高,析出相尺寸增大,析出相总量先增加后减少,在900 ℃时达到峰值;Cu的增加促进了Laves相与χ相的析出。

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终轧温度对443铁素体不锈钢组织、织构及成形性能的影响

任娟红, 陈安忠, 王长波, 钱张信, 高仁强

金属热处理 2021, 46 (1): 200-203. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.036

摘要（62）

PDF （654KB）（29）

通过光学显微镜、EBSD等分析技术,研究了终轧温度对443超纯铁素体不锈钢显微组织、织构、成形性能及抗表面起皱性能的影响规律。结果表明,降低终轧温度有利于促进443钢热轧退火态及冷轧退火态的再结晶,并使冷轧退火态组织更为细小均匀;降低终轧温度可有效强化冷轧退火态的γ纤维织构,是提高r值和杯突值、改善冷轧退火板成形性能、抗表面起皱性能的有效方式。

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高铁刹车盘用CrMoV钢的高温热塑性

王程明, 安治国, 孙晓冉, 孙岩, 海岩

金属热处理 2021, 46 (1): 204-208. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.037

摘要（72）

PDF （529KB）（37）

采用Gleeble-3800热模拟试验机研究了600~1350 ℃范围内高铁刹车盘用CrMoV钢的高温热塑性,利用扫描电镜观察断口形貌,利用光学显微镜观察断口截面显微组织。结果表明:试验钢在600~1350 ℃范围内存在3个脆性温度区间,即熔点~1320 ℃的第Ⅰ脆性区、1100~1000 ℃区间的第Ⅱ脆性区和800~650 ℃区间的第Ⅲ脆性区,晶界V(C,N)和VN的析出是造成第Ⅱ脆性区塑性恶化的主要原因,在制定轧制工艺时应避开这些区域。

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β退火参数对Ti6Al4V合金组织和性能的影响

谭海波, 师周龙, 张书美, 朱娟娟

金属热处理 2021, 46 (1): 209-213. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.038

摘要（83）

PDF （529KB）（60）

钛合金β退火产生的片层组织可以显著提高材料的损伤容限性能。通过不同的β退火温度和冷却速率试验研究了β退火参数对Ti-6Al-4V合金组织和性能的影响。结果表明:β退火温度在T_β+10 ℃~T_β+50 ℃范围内,随着退火温度的提高,β晶粒尺寸不断长大,温度提高到T_β+50 ℃,合金强度、塑性降低明显;β退火保温时间基本与退火温度对组织和性能的影响规律一致,即保温时间延长强度和塑性降低,但断裂韧性提高;去应力退火温度在一定范围内提高,α片层厚度增加,抗拉强度和规定塑性延伸强度降低,塑性和断裂韧性提高;β退火后冷却速率对材料组织性能影响较大,冷速越大,α片层厚度、晶界α宽度和α集束尺寸明显减小,拉伸强度提高,但塑性下降。

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大型航空构件专用热氢处理炉流-热-固耦合仿真分析

乔达, 卞祥德, 付经伦, 丁林超, 王同, 陆文林

金属热处理 2021, 46 (1): 214-219. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.039

摘要（79）

PDF （520KB）（51）

采用冷壁结构设计的大型航空构件专用热氢处理炉结构复杂,多层隔热结构炉胆隔热屏板厚度极薄,导致网格划分和模拟计算十分困难。本文采用等效热阻的简化思路,在保证计算精度的前提下,将多层结构的炉胆等效为一层,节约了计算资源,实现了热氢处理炉的全尺寸流-热-固耦合仿真。评估了热氢处理炉的隔热效果,在炉温1000 ℃时,炉胆外壁面温度只有200~350 ℃,呈条纹状分布;冷壁结构设计的炉壳外层壁面温度约25 ℃,具有较好的保温隔热效果;最大热应力264 MPa,位于料台底座;拉伸性能测试表明,料台底座Q235钢经300 ℃渗氢处理后抗拉强度约为565 MPa,安全系数为2.14。本文分析了热氢处理炉的温度场、热应力场,并评估了其安全储备系数,为大型热氢处理炉全尺寸仿真提供了思路,为结构设计提供了数据支撑。

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核电站用钢制安全壳纵焊缝的焊后热处理畸变

胡广泽, 王刚, 于杰, 晏桂珍

金属热处理 2021, 46 (1): 220-224. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.040

摘要（72）

PDF （522KB）（54）

基于SYSWELD软件对钢制安全壳筒体环建立了有限元模型,对拟定的筒体纵焊缝热处理工艺采用有限元法进行了模拟分析,计算了热处理后的畸变和残余应力,并将数值模拟分析的畸变数据与实测数据进行了对比,证明了拟定的工艺满足产品技术要求,可为超大型容器局部焊后热处理提供参考。

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基于钢中残留奥氏体定量的EBSD扫描面积参数优化

崔桂彬, 鞠新华, 孟杨, 尹立新

金属热处理 2021, 46 (1): 225-229. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.041

摘要（86）

PDF （527KB）（47）

为了优化基于残奥定量的EBSD扫描面积参数,详细研究并讨论了置信区间和A类标准不确定度与扫描面积参数的关系。研究表明,综合考虑与扫描面积参数优化有关的扫描视场数(n≥6)、置信区间、A类标准不确定度、分析时间等主要影响因素可知,扫描总面积须达到65 000 μm²。

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DP980-GA双相钢色差斑和黑点缺陷分析与控制

张鹏, 刘学良, 周屿, 贾冬梅

金属热处理 2021, 46 (1): 230-234. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.042

摘要（163）

PDF （518KB）（102）

利用扫描电镜分析了DP980-GA双相钢镀层表面出现色差斑和黑点缺陷的原因,阐述了缺陷形成的机理。结果表明:退火炉加热段的湿气氛不充分、氢气含量过高,快冷段的带钢温度过低,引起Mn、Cr等合金元素在基体表面的氧化富集,影响Zn-Fe之间的扩散均匀性;带钢经热处理后入锅温度过高,镀层的热镀锌合金化程度加剧,导致基体铁从金属氧化物边界扩散显著。在实际生产中,通过调整退火炉的湿气氛注入量,注入方式由带钢的单面改为双面;提高带钢的快冷温度;降低炉内热区的氢气含量和带钢的入锅温度等措施,合金化镀层表面的色差斑和黑点缺陷得到了较好控制。

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台架试验中齿轮断齿的原因分析

何亮亮, 王元栋, 王梦梦, 侯圣文, 王妍

金属热处理 2021, 46 (1): 235-238. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.043

摘要（111）

PDF （524KB）（66）

采用显微组织分析,结合断口形貌分析、齿形齿向分析对齿轮断齿原因进行失效分析。结果表明,齿根圆角表层非马氏体组织深度不符合技术要求,但非本次断齿的主要原因。齿轮断齿根本原因为齿根次表面存在大尺寸氧化物夹杂,在试验持续受力过程中以该夹杂为疲劳源发生鱼眼状疲劳断裂。

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高强韧共晶高熵合金的研究进展

杨恬, 许军锋, 李卓

金属热处理 2021, 46 (2): 1-7. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.001

摘要（90）

PDF （694KB）（66）

共晶高熵合金具有高硬度、高耐腐蚀性、高耐磨性、极好的铸造性、优异的抗氧化性和磁性等诸多传统合金无法比拟的特点,是传统物理冶金领域对合金设计的一次突破,为新材料、新性能的探索开辟了新的平台。虽然目前已出现多种类型的共晶高熵合金,但对共晶高熵合金的性能和设计思路还缺乏宏观的认识。本文将综述近年来共晶高熵合金的设计方法:试验法、代换法、伪二元法和计算相图法,对比分析每种方法的优缺点,进一步分析共晶高熵合金的结构特征和热机械处理对其组织和力学性能的综合影响,总结共晶高熵合金设计可能出现的问题,并展望其未来的研究方向。

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氮含量对无镍含钼奥氏体不锈钢相变的影响

翁建寅, 彭伟, 宁小智, 刘腾轼, 鲍贤勇, 李北, 董瀚

金属热处理 2021, 46 (2): 8-13. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.002

摘要（74）

PDF （624KB）（41）

以Cr₁₈Mn₁₄Mo₃无镍含钼不锈钢为基本成分,设计并冶炼了电渣重熔锭实测氮含量为0.008%~0.770%的4炉高氮CrMnMo奥氏体不锈钢(氮含量设计范围为0.004%~0.850%),对各试验钢的平衡相转变进行了热力学计算,对试验钢的显微组织形貌进行了观察。结果表明:试验钢的氮含量在0.40%到0.85%区间内时,在900~1200 ℃内存在较宽的单相奥氏体区。通过计算获得了不同氮含量钢的平衡相转变图,试验钢中δ铁素体的最大析出量随着氮含量的升高而降低,当N含量在0.77%时,δ铁素体最大析出量约为30%;获得了试验钢加热时δ铁素体析出温度与氮含量的关系式为T_δ=876+433w(N);随着氮含量的升高,试验钢在冷却时Cr₂N的析出温度逐渐升高,其定量关系式为T_Cr₂N=711+350w(N)。

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稀土元素La对300M钢疲劳性能的影响

刘跃, 韩顺, 厉勇, 王春旭, 高远航, 王瑞, 李建新

金属热处理 2021, 46 (2): 14-19. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.003

摘要（67）

PDF （616KB）（51）

采用力学性能测试、疲劳断口形貌及裂纹源非金属夹杂物扫描电镜分析等方法,研究了稀土元素La对300M钢常规力学及高周疲劳性能的影响,以及稀土La对300M钢非金属夹杂物形态及尺寸的改性作用。结果表明:添加0.006%(质量分数)的稀土La对300M钢的常规力学性能影响较小,却显著提高300M钢的高周疲劳性能;300M钢加入稀土La后,其疲劳极限σ_-1由867 MPa提高至940 MPa;添加稀土La改性后的钢中夹杂物尺寸变大,并转变为含S、O的稀土夹杂物,其硬度、弹性模量、膨胀系数与钢基体更接近,有效减小了夹杂处的应力集中,有利于提高钢的高周疲劳性能。

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高强度矿用圆环链23MnNiMoCr54钢的研发与应用

郭晓霞, 温慧, 李志豪

金属热处理 2021, 46 (2): 20-24. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.004

摘要（78）

PDF （614KB）（31）

对23MnNiMoCr54钢采用Gleeble3500热模拟机、TEM及SEM等试验方法进行基础数据分析及成分设计优化,通过制定合理的冶炼、轧制及退火工艺,成功开发出高强度矿用圆环链用钢。分别向用户提供试制的成品钢材样钢,样钢通过测试其各项指标均达到了GB/T 10560—2017规定的C级圆环链的要求。

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Nb对Q345低Mo耐火钢CCT曲线的影响

万荣春, 孙锋, 付立铭, 单爱党

金属热处理 2021, 46 (2): 25-29. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.005

摘要（72）

PDF （618KB）（36）

通过测定两种不同Nb含量的Q345级低Mo(约0.25 wt%)耐火钢连续冷却转变(CCT)曲线,研究了Nb对Q345低Mo耐火钢CCT曲线的影响。试验结果表明,添加Nb元素可以使Q345级低Mo耐火钢的CCT曲线向右移动,贝氏体相变临界冷却速度降低,同时降低试验钢奥氏体临界转变温度,抑制奥氏体转变为珠光体,从而有利于贝氏体相变。此外,要获得Q345级低Mo耐火钢F+B+P的理想组织,不添加Nb试验钢的最佳冷却速度应在0.28 ℃/s左右,添加Nb试验钢的最佳冷却速度应在0.14 ℃/s左右。

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选区激光熔化TC4合金微观组织研究进展

孙京丽, 柯林达, 肖美立, 杜磊, 陈舸, 刁威, 聂敬敬

金属热处理 2021, 46 (2): 30-36. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.006

摘要（97）

PDF （618KB）（43）

选区激光熔化成形技术是制造TC4钛合金等难加工金属的一种非常有前景的方法,内部组织的难以控制是制约其大规模应用的一个瓶颈。本文概述了选区激光熔化成形中加工参数对TC4合金显微组织、残余应力分布的影响,以及热处理后显微组织的变化这3个方面的研究进展,并对今后组织相关的研究发展方向进行了展望。

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亚稳态ARB-Cu的微观结构与力学行为对退火工艺的响应关系

李小红, 姜庆伟, 李敏, 杨鹏

金属热处理 2021, 46 (2): 37-44. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.007

摘要（61）

PDF （615KB）（34）

为研究退火热处理对累积叠轧法(ARB)制备的亚稳态超细晶纯铜的微观结构和力学性能的影响,在100~250 ℃内对ARB-Cu分别退火10、30及60 min。通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计和万能力学试验机对ARB-Cu的微观结构、力学性能以及断口形貌进行了分析。结果表明:随着退火温度的升高,ARB-Cu晶粒尺寸略有长大,亚晶粒弥散分布,位错密度逐渐降低,晶粒形状由不规则态转变为等轴晶粒。ARB-Cu在100~250 ℃分别退火10 min和30 min后,屈服强度和抗拉强度随着退火温度升高呈现先升高后降低的变化趋势。显微硬度随退火温度升高和退火时间增加逐渐下降。在150 ℃退火30 min,ARB-Cu的强度和塑性达到退火态最优匹配。ARB-Cu的断裂机理由叠轧态的解理断裂逐渐变为退火态的韧性断裂,其塑性变形能力得到改善。

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过共析钢轨钢的连续冷却转变行为

王东梅, 赵磊城, 陈林, 董瑞

金属热处理 2021, 46 (2): 45-49. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.008

摘要（80）

PDF （616KB）（31）

以碳含量(质量分数)大于0.9%的过共析钢轨钢为研究对象,采用L78淬火膨胀仪研究了其在连续冷却过程中的微观组织及力学性能演变规律,并建立了过共析钢轨钢的连续冷却曲线,为制定过共析钢轨钢的合理轧后冷却工艺提供了理论依据。结果表明:当冷却速度在5~10 ℃/s内时,能够有效减少渗碳体与马氏体等异常组织的产生以及细化珠光体的片层间距,从而提高过共析钢轨钢的力学性能。

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GH3230合金M₂₃C₆型碳化物的析出行为

杜星霖, 鞠泉, 马惠萍, 杜金辉

金属热处理 2021, 46 (2): 50-54. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.009

摘要（106）

PDF （618KB）（46）

研究了固溶态GH3230合金在800~1100 ℃时效不同时间下的碳化物析出行为。结果表明:GH3230合金固溶态组织主要为γ相+初生粒状碳化物M₆C+少量晶界粒状碳化物M₂₃C₆。试验合金在800~1100 ℃短时时效后,晶界和晶内析出的碳化物主要为M₂₃C₆型。其中晶界粒状M₂₃C₆型碳化物有沿着晶内长大的倾向,并逐渐变成胞状碳化物。在同一时效温度下,晶内碳化物析出数量会随着时效时间的增加而增加,此后会逐渐回溶,回溶开始的时间会随着时效温度的提高而逐渐提前。

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热处理工艺对5Cr5Mo2V钢组织与性能的影响

殷军伟, 周健, 蒋业华, 迟宏宵, 林鹏

金属热处理 2021, 46 (2): 55-60. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.010

摘要（90）

PDF （616KB）（32）

利用洛氏硬度计及场发射扫描电镜等研究了奥氏体化温度和回火温度对热锻模具用钢5Cr5Mo2V组织和性能的影响。结果表明:试验钢经过不同温度的淬火和回火处理后,组织均为回火马氏体+残留奥氏体+碳化物。当5Cr5Mo2V钢在920~1030 ℃淬火时,随淬火温度升高硬度值增加并于1030 ℃达到最大值62.53 HRC,之后硬度值趋于稳定,且在1030 ℃淬火时晶粒较为细小,超过1030 ℃淬火晶粒开始粗化;试验钢在480~550 ℃回火时,硬度值随回火温度升高逐渐增加,并于550 ℃出现二次硬化峰值,但在此温度下试验钢的冲击性能为最低,此后随回火温度升高冲击性能逐渐增加,当回火温度为600 ℃时,试验钢在维持较高硬度(49 HRC)的同时,冲击吸收能量可达21 J,故5Cr5Mo2V钢的最佳热处理工艺为:1030 ℃淬火30 min后油冷,随后在600 ℃回火(2 h)2次空冷。

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高饱和磁感Fe₈₂Si_3.8B_13.9C_0.3非晶铁芯的退火及浸漆工艺

宋苏, 陈文智, 张广强, 刘洋, 郑伟, 张迁, 周少雄

金属热处理 2021, 46 (2): 61-65. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.011

摘要（68）

PDF （624KB）（27）

研究了不同磁场退火和浸漆固化工艺对Fe₈₂Si_3.8B_13.9C_0.3非晶合金环形铁芯损耗和磁性能的影响,并与1K101合金铁芯进行了对比。结果表明:与1K101合金相比,Fe₈₂Si_3.8B_13.9C_0.3合金铁芯的最佳退火温度低于1K101合金,其中纵磁退火时达到最低,为330 ℃。纵磁退火Fe₈₂Si_3.8B_13.9C_0.3合金铁芯有着更高的饱和磁感应强度,B_{3500 A/m}=1.611 T。经350 ℃无磁场退火处理后,Fe₈₂Si_3.8B_13.9C_0.3合金铁芯的损耗P_{50 Hz, 1.4 T}=0.360 W/kg,稍高于1K101合金;经330 ℃纵磁退火处理后,Fe₈₂Si_3.8B_13.9C_0.3合金铁芯的损耗P_{50 Hz, 1.4 T}=0.257 W/kg,也高于1K101合金;经350 ℃横磁退火处理后损耗P_{50 Hz, 1.4 T}=0.163 W/kg,低于1K101合金。纵磁退火Fe₈₂Si_3.8B_13.9C_0.3合金铁芯经浸漆固化处理后,磁通密度B_{800 A/m}=1.341 T,比纵磁退火1K101合金浸漆固化铁芯高15%;纵磁退火且浸漆的Fe₈₂Si_3.8B_13.9C_0.3合金铁芯损耗低于1K101合金浸漆铁芯,且随着频率升高优势更加明显;当频率大于1000 Hz时,纵磁退火且浸漆的Fe₈₂Si_3.8B_13.₉C_0.3合金铁芯的损耗值低于未浸漆铁芯。

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喷丸对马氏体耐热钢高温蒸汽氧化行为的影响

谌康, 蔡文河, 杜双明, 董树青, 高大伟, 白银

金属热处理 2021, 46 (2): 66-73. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.012

摘要（69）

PDF （627KB）（35）

利用高温蒸汽氧化试验装置对比研究P92、G115钢以及喷丸的G115钢的高温蒸汽氧化行为,结果表明,这3个试样的650 ℃蒸汽氧化动力学曲线符合ΔW＝ktⁿ规律。相同蒸汽氧化时间下G115钢的氧化质量增加远小于P92钢,主要是因为G115钢中富Cr层的形成和富Cu相在氧化层界面的析出。经喷丸处理的G115钢氧化质量增加小于未喷丸的G115钢,喷丸后的G115钢表面产生大量塑性变形,从而引入高密度的位错和滑移带,且内壁马氏体板条发生碎化,马氏体板条界增多。大量增加的滑移带、位错及马氏体板条界为Cr元素向表面扩散提供了通道,加快了基体中Cr元素向表面的扩散速度,是提高抗蒸汽氧化性能的主要原因。

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喷丸和盐酸酸洗对2205双相不锈钢热轧板氧化层微观结构的影响

王剑, 孟浩杰, 李朋, 李国平, 李俊, 刘洁, 韩培德

金属热处理 2021, 46 (2): 74-80. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.013

摘要（79）

PDF （614KB）（25）

利用光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)配合能谱仪(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)研究了 2205双相不锈钢热轧板经过退火和喷丸处理后的氧化层组成和结构,并分析了盐酸及混酸(HNO₃+HF)酸洗后表面钝化膜微观组织结构,利用电化学测试手段分析了酸洗后钢的耐蚀性,进一步提出了热轧退火2205双相不锈钢板在喷丸和酸洗过程中氧化层去除演变模型。结果表明:喷丸处理对于2205双相不锈钢表层富Fe氧化物的去除效果明显,但是不能去除内层致密的富Cr氧化层。盐酸预酸洗由外向内可以进一步去除喷丸后致密氧化层,硝酸和氢氟酸终酸洗可去除退火产生的贫Cr层,使得钢表面形成富含Cr₂O₃的钝化膜。2205双相不锈钢经混酸终酸洗后表现出比盐酸预酸洗后更高的自腐蚀电位和更大的容抗弧半径,说明混酸酸洗有利于提高2205双相不锈钢的耐蚀性能。

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直齿齿轮类零件的喷丸工艺试验

杨扬, 车永平, 海侠女, 李阳, 王晔

金属热处理 2021, 46 (2): 81-86. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.014

摘要（62）

PDF （743KB）（48）

以某公司零件的喷丸工艺开发为切入点,在模拟直齿齿轮的阿尔门试片工装的研究设计下,完成了直齿齿轮类零件喷丸工艺试验,保证了齿面与齿根喷丸状态与残余应力的一致性,为后续喷丸工艺开发提供了新思路。

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回火温度对DP600钢氢扩散及氢脆敏感性的影响

王贞, 刘静, 黄峰, 毕云杰, 柯书忠

金属热处理 2021, 46 (2): 87-94. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.015

摘要（65）

PDF （615KB）（32）

利用慢应变速率拉伸和双电解池氢渗透试验,结合SEM、TEM、EBSD表征手段研究了不同回火温度下DP600钢中显微组织变化对其氢扩散及氢脆敏感性的影响。结果表明,DP600钢的氢脆敏感性和有效氢扩散系数均随回火温度的升高呈下降趋势,这主要与钢中位错、小角度晶界等可逆氢陷阱浓度降低以及碳化物/基体界面、大角度晶界等不可逆氢陷阱浓度增加有关。其中弥散分布的碳化物使碳化物/基体界面捕获的氢原子分布均匀,导致试验钢的氢脆敏感指数由44.6%(270 ℃)下降至1.8%(350 ℃)。综合考虑回火温度对试验钢强度和氢脆敏感性的影响,DP600钢的最佳回火温度为330 ℃。

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镐型截齿深冷工艺的多目标优化模型

闫献国, 李帆, 陈峙, 姚永超

金属热处理 2021, 46 (2): 95-99. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.016

摘要（58）

PDF （614KB）（31）

为优化镐型截齿硬度、耐磨性、冲击性能3项性能指标,对镐型截齿材料实施深冷处理,并取得了良好效果。为得出镐型截齿整机产品最优深冷工艺组,从多目标规划角度,基于QFD模型构建了镐型截齿深冷工艺多目标优化模型,并寻优得出镐型截齿整机产品的最优深冷工艺组为:深冷温度77 K,深冷时间24 h,交变2次。且通过试验验证了此模型的有效性。

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不同气体流量比对Cu/a-C∶H复合薄膜结构及摩擦学性能的影响

孟杰, 田林海, 刘颖, 周兵, 吴玉程, 于盛旺, 吴艳霞

金属热处理 2021, 46 (2): 100-104. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.017

摘要（57）

PDF （616KB）（35）

采用磁控溅射技术结合等离子体气相沉积技术,通过调节CH₄与Ar的气体流量比例,获得了不同Cu含量的Cu/a-C∶H复合薄膜。采用XPS、Raman等表征方法分析了不同气体流量比对Cu在复合薄膜中的存在形式及薄膜结构的影响,利用纳米压痕仪测量了复合薄膜的硬度与弹性模量,采用往复式摩擦磨损试验机、白光干涉仪、FESEM等分析了复合薄膜在空气中的摩擦学性能及相关机理。结果表明:随着CH₄在混合气体中所占比例增加,复合薄膜中sp²C含量升高,Cu含量降低,Cu晶粒的尺寸变小,复合薄膜的硬度逐渐升高,韧性降低。CH₄气体流量比为60%、Cu含量为 6.68at%的复合薄膜具有较高的硬度、良好的韧性以及在空气中最低的摩擦因数(0.091)与磨损率(1.77×10^-6 mm³·N^-1·m^-1),这与复合薄膜中sp²C含量及Cu纳米粒子的尺寸和含量有关。

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深冷及深冷后回火处理对截齿硬质合金头耐磨性的影响

董良

金属热处理 2021, 46 (2): 105-108. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.018

摘要（71）

PDF （617KB）（25）

选取YG8硬质合金作为掘进机截齿硬质合金头的材料,研究深冷工艺和深冷后回火工艺对YG8硬质合金耐磨性和平均摩擦因数的影响,并通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)探究两种工艺对YG8硬质合金相组织的影响。结果表明,深冷后回火处理在减少YG8硬质合金磨损量方面更明显。深冷处理在降低YG8硬质合金平均摩擦因数方面更有效。深冷处理和深冷回火后处理后YG8硬质合金的η相含量基本一致,但深冷后回火处理更容易促进η相的均匀分布。

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GH4169合金铸态组织特征及均匀化处理工艺

蒋世川, 张健, 韩福

金属热处理 2021, 46 (2): 109-117. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.019

摘要（93）

PDF （616KB）（40）

通过CLSM、OM和SEM等测试方式,研究了GH4169合金铸态组织和均匀化热处理工艺对晶粒尺寸、析出相、氧化层厚度以及溶质元素均匀性的影响。研究表明,铸态组织枝晶间存在Laves相、δ相、γ′相和MC碳化物等析出相,主要偏析元素Nb在铸锭中心偏析最严重;在第一段1160 ℃×16 h,第二段1190 ℃×30 h均匀化处理后,合金铸锭可以达到最合适的均匀效果,Nb元素残余偏析系数δ在0.2左右,晶粒尺寸约6117 μm,氧化层厚度约为41.6 μm。

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高速及重载道岔在线热处理钢轨压型跟端的感应热处理

张大伟

金属热处理 2021, 46 (2): 118-124. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.020

摘要（77）

PDF （608KB）（27）

为使高速及重载道岔AT钢尖轨跟端锻造热处理后组织与性能满足最新标准和线路使用要求,采用自主研发钢轨全断面感应加热+喷风冷却生产线,对高速及重载道岔60AT2-U71MnG及60AT1-U75V在线热处理钢轨压型跟端进行了热处理工艺试验,观察了硬化层的显微组织,检测了钢轨化学成分、硬化层深度、表面硬度、断面硬度、抗拉强度、伸长率及疲劳性能。结果表明,60AT2-60 kg/m(U71MnG材质)及60AT1-60 kg/m(U75V材质)在线热处理钢轨压型跟端经热处理后,钢轨轨头中心踏面硬化层深度不小于30 mm,显微组织为索氏体,表面硬度不小于320 HBW,抗拉强度不小于1200 MPa,伸长率不小于11%,表面硬度变化范围小于30 HBW,热影响软化区小于40 mm,弯曲疲劳强度达到200万次不断,各项技术指标均满足相关要求,可满足线路使用需求。

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淬回火对10Cr5MoVRE钢组织性能的影响及其第二相析出行为

石晓霞, 李晓, 任慧平, 靳燕, 贾鹏霞

金属热处理 2021, 46 (2): 125-129. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.021

摘要（63）

PDF （610KB）（27）

以10Cr5MoVRE钢为研究对象,对轧态及淬回火(QT)态试样组织性能进行对比研究,利用TEM和能谱仪对QT态试样析出物进行观察分析。力学性能检测结果表明,QT态试样获得了较好的强韧性配比,相较于轧态试样,QT态试样伸长率提高了93.8%,0 ℃条件下的冲击吸收能量提高了6倍以上。借助SEM观察的轧态及QT态10Cr5MoVRE试验钢低温冲击断口形貌,轧态试样的低温冲击断口形貌为脆性解理断裂,QT态的为韧性韧窝断裂。借助OM观察分析,轧态试样组织为粒状贝氏体而QT态为回火索氏体。QT态10Cr5MoVRE钢第二相析出物的TEM观察分析结果表明,碳化物析出相主要是碳化钒、碳化钼及碳化铬形成的复合相,显微夹杂物析出相则是Al₂O₃、MnS、Ca₃(PO₄)₂及稀土化合物等组成的复合夹杂物。

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锻后固溶预处理对H13钢退火组织和冲击性能的影响

孙立国, 周健, 马党参, 迟宏宵

金属热处理 2021, 46 (2): 130-135. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.022

摘要（69）

PDF （611KB）（34）

利用相分析、SEM及TEM试验方法,结合Thermo-Calc热力学软件计算了H13钢平衡相图,研究了不同固溶预处理及等温球化退火工艺对H13热作模具钢的组织和冲击性能的影响。结果表明:H13钢经1000、1050和1100 ℃固溶预处理后,随着固溶温度的升高,以V为主的MC型未溶碳化物数量逐渐减少,1100 ℃固溶预处理后,未溶碳化物基本溶解,同时晶粒粗化;经过固溶预处理及等温球化退火后,试验钢中碳化物分布均匀性和圆整度均提高,但1100 ℃固溶时晶粒尺寸粗化,退火过程形成粗大网状碳化物并沿粗大马氏体界面形核,降低了组织均匀性。H13钢经1000 ℃固溶预处理等温退火后,冲击性能较好,随着固溶预处理温度的升高,试验钢的冲击性能呈现明显的下降趋势。

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回火温度对Cr5NiMoVNb支承辊用钢组织与性能的影响

李彦龙, 吴琼, 刘常升

金属热处理 2021, 46 (2): 136-139. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.023

摘要（50）

PDF （608KB）（25）

为了研究回火温度对Cr5NiMoVNb支承辊用钢显微组织及力学性能的影响,采用扫描电镜、X射线衍射仪、洛氏硬度计、拉伸试验机和冲击试验机对不同回火温度下Cr5NiMoVNb钢进行了测试。结果表明:Cr5NiMoVNb钢的回火态组织以回火马氏体为主,并含有少量的残留奥氏体。回火过程中伴随有碳化物的析出和马氏体相变。随着回火温度的升高,Cr5NiMoVNb钢的强度(抗拉强度与屈服强度)与硬度逐渐降低,塑性(伸长率与断面收缩率)与韧性(冲击吸收能量)逐渐提高。在试验选定范围内,520 ℃回火的Cr5NiMoVNb钢的硬度、抗拉强度、断面收缩率和冲击吸收能量分别达到53.5 HRC、1735 MPa、25.2%和7.3 J,综合力学性能最优。

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回火保温时间对A-100钢力学性能和组织的影响

胡生双, 史利利, 何坤, 赵刚, 王清, 王文博, 王亚星

金属热处理 2021, 46 (2): 140-143. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.024

摘要（80）

PDF （610KB）（38）

采用力学性能测试、显微组织观察和断口失效分析等方法研究了回火保温时间对淬火+深冷处理后的A-100超高强度钢组织和力学性能的影响。结果表明,A-100超高强度钢482 ℃回火时在板条马氏体晶界上会析出逆转变奥氏体,马氏体周围析出M₂C型碳化物,且随回火保温时间增加,逆转变奥氏体数量增多、分散更均匀,马氏体晶粒尺寸有所增大;回火保温时间从5 h增加到8 h,规定塑性延伸强度从1890 MPa降低到1728 MPa,下降约8.57%;抗拉强度从2045 MPa降低到1988 MPa,下降约2.78%;而断裂韧性却从98.75 MPa·m^1/2上升到114.3 MPa·m^1/2,增加约15.74%。增加回火保温时间,冲击断口的韧窝区面积降低,平均韧窝区面积约占总断口面积由回火保温5 h的86.2%降到回火保温8 h的70.1%。

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热处理温度对窄深槽类零件环保铬镀层组织与性能的影响

洪子康, 骆祎岚, 朱巧莲, 朱世根

金属热处理 2021, 46 (2): 144-148. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.025

摘要（65）

PDF （607KB）（36）

采用环保三价铬电镀工艺对窄深槽类零件进行电镀铬后,再对铬镀层进行不同温度(0~400 ℃)的热处理,研究热处理温度对窄深槽类零件环保铬镀层组织和性能的影响,并对热处理前后铬镀层的微观形貌、相结构、显微硬度、结合力和耐磨性进行了分析。结果表明:镀态镀层表面存在微裂纹,经热处理后微裂纹间隙扩大,并且随着温度的升高,镀层结构逐渐由非晶转变为晶态,显微硬度、结合力及耐磨性可得到一定程度的改善。经400 ℃热处理后铬镀层各项性能表现最佳,显微硬度为781 HV0.1,结合力超过40 N,磨损体积最小为0.0136 mm³。

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退火温度对新能源汽车用含Ce无取向电工钢组织和织构的影响

孔祥兵, 任慧平, 金自力, 李涛, 吴忠旺

金属热处理 2021, 46 (2): 149-152. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.026

摘要（72）

PDF （611KB）（33）

采用SEM、EBSD和XRD等分析手段研究了退火温度对含Ce新能源无取向电工钢组织及织构的影响。结果表明:800 ℃退火后,试验钢边部和中心部位均能观察到再结晶组织及亚晶组织,α线织构中的{112}<110>取向密度最高,γ线织构中的{111}<112>取向密度较弱,退火板存在少量η织构;830～920 ℃退火后,温度越高,再结晶越充分,α线织构取向密度下降,γ线织构取向密度增加,η织构基本消失;试验钢在950 ℃退火后发生了完全再结晶,平均晶粒尺寸为48.29 μm,γ线织构中的{111}<112>取向密度最高,为11.36。

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大直径锻造耐磨钢球的热处理工艺

高丽梅, 侯建民, 梁柱, 孙晓磊

金属热处理 2021, 46 (2): 153-156. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.027

摘要（95）

PDF （613KB）（29）

采用二次加热淬火和低温回火工艺改善ø120 mm锻造耐磨钢球的使用性能,研究了二次加热淬火工艺中不同升温速率和淬火冷却时间对钢球硬度分布、冲击性能和显微组织的影响。得出钢球的最佳热处理工艺为:以2.8 ℃/min的速率升温至840 ℃并保温1 h,出炉空冷至800 ℃后淬入35 ℃水中冷却 350~400 s,然后出水空冷至80 ℃以下并在200 ℃回火4 h,炉冷至80 ℃以下出炉空冷。此工艺下耐磨钢球表面至心部硬度均在58~60 HRC范围内,且球心处室温无缺口冲击吸收能量≥15 J,单颗落球次数大于5000次,证明此工艺方法可提高大直径锻造耐磨钢球的质量和寿命。

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热处理对双FCC相CoCrFeNiCu高熵合金组织与性能的影响

张骁, 刘亮, 商剑, 赵作福, 张越, 齐锦刚, 王冰

金属热处理 2021, 46 (2): 157-160. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.028

摘要（71）

PDF （613KB）（38）

用真空感应熔炼法制备了CoCrFeNiCu高熵合金,研究了不同退火温度对合金组织及力学性能的影响。结果表明,铸态CoCrFeNiCu合金具有双FCC相结构,分别为富Cu相和贫Cu相,而且相分离现象随热处理温度的升高逐渐明显。铸态合金的组织形貌为典型树枝晶组织,随热处理温度的升高,富铜相增多,枝晶间隙变宽,且出现了大量纳米颗粒。经600 ℃退火处理后,合金的屈服强度和断裂强度显著提高,屈服强度达到233 MPa,断裂强度接近铸态合金的3倍,并且伸长率无明显降低。

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热成形钢的脱碳影响因素分析

陈波, 魏焕君, 耿志宇, 华永兴, 张继国, 薛力强, 毕彦雷

金属热处理 2021, 46 (2): 161-167. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.029

摘要（74）

PDF （612KB）（37）

采用Gleeble-3500热力模拟试验机模拟热成形工艺过程,分析了不同加热温度(890~950 ℃)、保温时间(240~1000 s)、化学成分(T1500HS和CR1300/2000HS钢两种不同材料)及不同表面涂油(有油和无油)对冷轧热成形钢表面脱碳的影响。结果表明,在正常加热温度(910~950 ℃)、保温时间(240~480 s)和炉内有良好保护气氛条件下,冷轧热成形钢热成形后脱碳较少;随着加热温度升高、保温时间延长、C含量增加、涂油量增多,冷轧热成形钢热成形后脱碳层深度增加;当脱碳层深度不大时(≤20 μm),脱碳层对热成形后材料拉伸性能影响很小;脱碳层对热成形后材料硬度有较大影响,脱碳层深度增大,硬度减小。

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不同热处理状态Al-Mg-Si合金的热压缩力学行为及微观组织

刘伟, 刘巍, 邹文杰, 吴远志, 邓彬, 刘安民, 叶拓

金属热处理 2021, 46 (2): 168-172. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.030

摘要（78）

PDF （609KB）（36）

利用Gleeble-3500热模拟试验机对不同热处理状态的Al-Mg-Si合金进行了高温压缩试验,研究了变形温度为100~400 ℃和应变速率为0.01 s^-1条件下固溶态和时效态合金的热压缩流变行为。结果表明:合金在压缩变形过程中主要经历了应变硬化和稳态变形两个阶段。流变应力随变形温度的升高而下降,同一变形温度下,时效态合金的流变应力高于固溶态合金的流变应力,随着变形温度的升高,两种状态合金的流变应力差值越来越小。在热变形过程中,合金内部产生了大量的位错组织,时效态合金中由于有弥散分布的析出相钉扎位错,其位错分布更均匀,因而变形抗力更大,随着变形温度升高,位错密度下降,合金在高温条件下软化的主要机制为动态回复。

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粉末形貌对选区激光熔化316L不锈钢力学性能的影响

张亚民, 吴姚莎, 杨均宝, 刘孝青

金属热处理 2021, 46 (2): 173-177. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.031

摘要（83）

PDF （611KB）（45）

以气雾化316L不锈钢粉为原料,结合等离子球化和选区激光熔化技术制备了不锈钢块体,并用XRD、SEM、激光粒度仪、振实密度仪和万能力学试验机等对等离子球化粉体和选区激光不锈钢块的组织结构和性能进行了表征。结果表明:316L不锈钢粉经等离子球化处理后,不规则扁平状颗粒数量减少,球形颗粒数量增加,振实密度与松装密度的比值(HR值)从1.28减少到1.08,流动性得到明显改善。等离子球化颗粒经SLM成形后的块体物相组成与前驱粉体一致,均为典型的奥氏体不锈钢组织(γ-Fe+α-Fe)。与气雾化块体相比,等离子球化块体力学性能和致密性均有一定程度提高,这主要归因于经等离子球化处理后的前驱粉体致密度提高,球形度增加且流动性良好。

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不同冷速对700 MPa级汽车大梁钢过冷奥氏体转变的影响

赵楠, 薛峰, 潘进, 郭维超, 李建朝

金属热处理 2021, 46 (2): 178-181. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.032

摘要（67）

PDF （608KB）（34）

在DIL805L型淬火膨胀仪上测定了一种700 MPa级汽车大梁钢(700L)的连续冷却转变曲线(CCT曲线),结合金相-硬度法分析其相变规律、相变组织及影响因素。结果表明:试验钢的临界点Ac₃=898 ℃,Ac₁=772 ℃;当冷速小于0.5 ℃/s时,过冷奥氏体的转变产物为铁素体、珠光体和少量贝氏体;当冷速大于0.5 ℃/s时,珠光体消失;当冷速为5 ℃/s时,铁素体消失,转变产物全部为贝氏体;当冷速为10 ℃/s时,转变产物中出现少量马氏体组织,随着冷速增大,马氏体逐渐增多,贝氏体逐渐减少直至完全消失;随着冷速的提高,试验钢的硬度逐渐增大,当冷速为10 ℃/s时,硬度值有明显大幅度的增加。

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渗氮温度对42CrMo钢零件表面后氧化渗层的影响

孟璇, 岳佳宏, 孔令飞, 杨阳, 贾鹏

金属热处理 2021, 46 (2): 182-184. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.033

摘要（92）

PDF （611KB）（38）

采用硬度测试、显微组织观察、脆性等级和疏松等级评价等方法研究了渗氮温度对42CrMo钢零件渗氮后氧化渗层性能的影响。结果表明:在渗氮后氧化处理过程中,渗层的表面硬度随着渗氮温度的升高出现先增后降的趋势;渗层深度和疏松等级随渗氮温度的升高而增加,但脆性等级变化不大。当渗氮温度为560 ℃时,42CrMo钢零件可获得表面硬度≥600 HV、渗层(白亮层)深度≥15 μm、1级脆性等级、2级疏松等级的优秀渗层。

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低碳钢表面激光熔覆不锈钢的组织和性能

王戈, 富玉竹, 姚权桐, 佟伟平

金属热处理 2021, 46 (2): 185-189. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.034

摘要（77）

PDF （612KB）（41）

采用JHM-1GY-400型脉冲Nb∶YAG固体激光器和316L不锈钢粉末在20低碳钢表面制备了激光熔覆层。利用OM、XRD、SEM等表征方法分析了不锈钢熔覆层的物相组成和显微组织,并分别利用旋转摩擦试验机和电化学工作站对熔覆层和基材的耐磨损和耐腐蚀性进行了研究。试验结果表明,不锈钢熔覆层厚度约为50 μm,由γ相(奥氏体)和α相(铁素体)组成,其显微组织主要包括细小的树枝晶、粗大的胞状晶以及平面晶;不锈钢熔覆层表面硬度约为基材的2倍,摩擦因数比基材低0.0418,磨损量更低,不锈钢熔覆层比基材具有更高的耐磨性。与基材相比,不锈钢熔覆层具有更低的自腐蚀电流和更高的自腐蚀电位,其耐腐蚀性能更优异。

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激光冲击强化对7050-T7451铝合金残余应力和力学性能的影响

韩培培, 权纯逸, 焦清洋, 陆莹, 赵栋, 乔红超, 赵吉宾

金属热处理 2021, 46 (2): 190-195. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.035

摘要（70）

PDF （614KB）（26）

对7050-T7451铝合金试样进行激光冲击强化,研究不同激光功率密度和冲击次数对铝合金残余应力和性能的影响。试验结果表明:激光冲击强化可以有效提高试样表面显微硬度,且硬度随着冲击次数的增加而增大,最高达172 HV0.05,较未强化试样提高了17%,硬度影响层深度可达750 μm。当激光功率密度为7.28 GW/cm²时,激光冲击1次后试样表面粗糙度为0.279 μm,比原始磨削表面的粗糙度下降了22.5%,随着冲击次数的增加,表面粗糙度逐渐增大,但均小于原始表面粗糙度。激光冲击强化可以大幅提高试样表面残余压应力,当激光功率密度为7.28 GW/cm²、冲击3次时残余压应力最大,可达－227.0 MPa。当激光功率密度为4.37 GW/cm²、冲击3次时,激光冲击强化可以有效提高试样的疲劳寿命(大于10⁶次),相比未强化试样提高2.3倍。激光冲击强化后表面残余压应力和显微硬度大幅提升可以有效抑制疲劳裂纹的萌生和扩展,从而提升7050-T7451铝合金的抗疲劳性能。

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Ti-6Al-4V合金表面激光熔覆TiAlSi+xB₄C涂层的组织及耐磨性

高苑, 刘冉, 吴韬, 马文, 韵茗香, 朱远志

金属热处理 2021, 46 (2): 196-199. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.036

摘要（70）

PDF （614KB）（29）

利用激光熔覆在Ti-6Al-4V合金表面制备了TiAlSi+xB₄C涂层,分析比较不同B₄C含量对于涂层显微组织、显微硬度和耐磨性能的影响。结果表明:B₄C含量不同,涂层中的物相种类差别不大;涂层的微观形貌由颗粒状晶、层状晶、胞状晶和短棒状晶组成;不同B₄C含量涂层的显微硬度分布趋势大致相同,与基材相比均有明显的提高,随着B₄C含量的增高,整体上涂层显微硬度逐渐增大,当B₄C的含量为8%时,涂层的显微硬度最高,达到1216 HV0.1,约为基体的4.2倍;而当B₄C含量过高时,涂层硬度降低,且涂层中出现微裂纹。通过磨损试验表明,不同B₄C含量的涂层耐磨损性能均明显的优于Ti-6Al-4V合金基体,含8%B₄C的涂层磨损量最小。熔覆不同含量B₄C的涂层明显改善了基体Ti-6Al-4V合金的表面性能。

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12CrNi3A钢凸轮轴的激光熔覆再制造技术

何建群, 吴成武, 王靖雯, 王文涛, 刘志伟, 韩景伟, 殷子强, 成巍

金属热处理 2021, 46 (2): 200-203. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.037

摘要（75）

PDF （611KB）（35）

采用2 kW光纤激光器,在12CrNi3A钢制喷油泵凸轮磨损面获得了高硬度激光熔覆层,通过表面PT探伤、维氏硬度计、光学显微镜、摩擦磨损试验对熔覆层的完整性、硬度、显微组织及性能进行了表征。结果表明:熔覆层厚度约1 mm;显微硬度650 HV,熔覆层组织致密、晶粒细小,与12CrNi3A钢呈冶金结合;熔覆层的耐磨性优于凸轮本体,凸轮轴修复质量好,满足使用要求。采用激光熔覆技术实现了喷油泵凸轮轴严重损伤升程表面的修复,克服了常规修复手段易导致整轴畸变的问题。

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多晶材料细观力学建模与模拟软件的开发与应用

薛轩, 申刚, 杨幸运, 顾剑锋, 王婧, 张伟民

金属热处理 2021, 46 (2): 204-208. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.038

摘要（64）

PDF （507KB）（33）

Thermal Prophet-RVE是最近自主开发的一款基于实际微观组织数据的多晶材料细观力学模拟软件。本文着重对其软件架构、基本功能及技术特点进行介绍,并模拟了铁素体/马氏体双相钢生产过程马氏体相变引起的变形和双相组织在拉伸载荷作用下的细观力学行为。结果表明,基于材料实际微观组织数据构建的微结构模型能够高度还原组织相组成以及晶粒之间的几何拓扑关系,由此建立的细观力学模型能够对多晶材料在复杂热力耦合作用下的变形行为以及整体力学性能进行可靠预测。

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热氢处理炉真空加热温度场数值模拟与分析

王同, 陆文林, 李勍, 杜春辉, 陈旭阳, 薛丹若

金属热处理 2021, 46 (2): 209-212. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.039

摘要（80）

PDF （506KB）（33）

钛合金热氢处理技术是利用氢在钛合金中的可逆化作用,改善钛合金微观组织与机加工性能的一种新技术。其中,热氢处理炉是钛合金加热渗氢、脱氢的重要设备,加热均匀性和加热效率是加热室设计过程中需考虑的关键技术,会直接影响钛合金热氢处理过程中的效率和质量。针对适用于钛合金的热氢处理炉进行真空加热过程温度场数值模拟分析,建立真空加热数学模型,对空载状态下的数值模拟和试验结果进行比较,二者基本相符,在此基础上深入研究了负载状态下加热功率、发热带宽度等设计参数对加热均匀性和加热效率的影响。结果表明:选择合理的加热功率、发热带宽度能够适当提高加热效率和加热均匀性。

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40CrNiMo7钢锻轴淬火开裂的原因分析

张家文, 付天亮, 吴昊, 王昭东

金属热处理 2021, 46 (2): 213-217. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.040

摘要（87）

PDF （507KB）（33）

通过宏观形貌观察、化学成分分析、硬度测试、金相分析、能谱分析等方法,对40CrNiMo7钢锻轴开裂的原因进行了分析讨论。结果表明,锻轴的裂纹属于淬火纵向裂纹,钢中Cr元素含量偏高,增加了开裂倾向,试样表层有较多TiN夹杂物以及Al₂O₃、MnS等夹杂,同时试样有0.6 mm左右的脱碳层,促进了裂纹的形成。淬火时产生的组织应力使表面呈现拉应力状态,并在脱碳层和非金属夹杂物的影响下超过了材料的断裂强度而产生了开裂。

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重型汽车后桥主动锥齿轮的失效分析

程源, 胡芳忠, 胡乃悦, 汪开忠, 王良林, 金国忠, 郝震宇

金属热处理 2021, 46 (2): 218-222. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.041

摘要（81）

PDF （509KB）（39）

采用扫描电镜、光学显微镜、火花放电原子发射光谱仪、定氢仪以及布氏硬度计对重型汽车后桥主动齿轮失效原因进行了分析。结果表明:失效齿轮的各项性能指标均满足标准要求,氢含量较低,失效原因主要是由于预紧力过大致使在齿轮轴尾部螺纹空刀槽与花键连接处应力集中导致的延迟断裂失效。

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机器人用关节减速器的失效分析及改善措施

黄彬, 常安全, 潘安霞, 王晓雨

金属热处理 2021, 46 (2): 223-227. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.042

摘要（65）

PDF （689KB）（43）

结合理化检测分析和有限元应力分析,研究了机器人用关节减速器摆线轮及行星轮在寿命试验过程中接触疲劳失效的成因。结果表明:摆线轮齿面失效形式为胶合,行星轮齿面失效形式为过度磨损。摆线轮和行星轮齿面接触疲劳强度设计值均满足服役要求,所用材料符合设计要求。根据金相检测结果,行星轮表面热处理性能不符合设计要求,导致齿面硬度和接触疲劳强度下降,这是行星轮失效的主要原因。且基于分析结果提出了行星轮后续制造工艺的改进措施。

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40CrMnMo钢钻杆料的裂纹缺陷分析

钟彬, 陈义庆, 孟凡磊, 高鹏, 艾芳芳, 李琳, 伞宏宇

金属热处理 2021, 46 (2): 228-231. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.043

摘要（68）

PDF （507KB）（30）

利用OM、SEM、EDS等技术手段对产生裂纹的40CrMnMo钻杆料进行失效原因分析。结果表明:钻杆料显微组织为回火索氏体,晶粒细小均匀,夹杂物为D0.5级,组织未见异常;裂纹形成于淬火过程中,热应力和组织应力致使40CrMnMo钻杆料淬火开裂,开裂位置可见明显氧化,未见脱碳,裂纹扩展中产生二次裂纹;同时,高温回火后裂纹继续扩展,尖端持续氧化。基于失效分析,通过适当降低淬火加热温度和稳定淬火油的性能,可以避免开裂。

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冷却过程H₂含量对800 MPa级热镀锌双相钢性能及表面质量的影响

富聿晶, 刘宏亮, 付东贺, 陈宇, 马峰

金属热处理 2021, 46 (2): 232-236. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.044

摘要（60）

PDF （582KB）（23）

针对目前热镀锌双相钢在生产过程中随着合金元素的添加而出现的表面质量问题,对热镀锌双相钢表面出现小黑点以及麻面缺陷进行了显微组织分析,研究了不同冷却段H₂含量对800 MPa级热镀锌双相钢力学性能及表面质量的影响。结果表明,随着热镀锌冷却段H₂含量的不断增加,试样的屈服强度及抗拉强度明显升高,主要因为H₂含量增加造成试样在冷却过程中马氏体转变量的增加,从而提高了综合力学性能;同时表面小黑点及麻面缺陷数量明显减少,试样在冷却过程中得到了还原,减少了Mn、Si等元素氧化物,保证了试样形成致密的抑制层,但H₂含量超过10%后对表面质量影响变小并且伸长率下降明显,所以考虑能耗,冷却段H₂投入量应控制在10%。

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罩式退火Ti-IF钢的粗晶缺陷成因及对策

田飞, 王自荣, 李昭东, 李雷

金属热处理 2021, 46 (2): 237-241. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.02.045

摘要（82）

PDF （505KB）（27）

通过对罩式退火卷粗晶缺陷分布、不同程度粗晶缺陷试样中FeTiP的析出和Ti-IF钢FeTiP析出溶解温度及晶粒长大行为的分析,找到了粗晶缺陷的成因,并得到了解决粗晶缺陷的方法。结果表明:780 ℃或略高的温度是晶粒粗化临界温度,FeTiP析出相细小粒子的溶解导致了析出相粒子分布状态发生明显变化,此为诱发晶粒异常长大导致粗晶缺陷的根本原因。钢卷外圈局部过热导致退火温度超过了780 ℃,导致钢卷外圈产生了粗晶缺陷,通过在罩式炉退火工艺高温升温阶段添加适温保温平台,可有效解决粗晶缺陷问题。

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时效制度对新型Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响

薛克敏, 李云辉, 许兵, 严思梁, 李萍

金属热处理 2021, 46 (3): 1-6. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.001

摘要（79）

PDF （651KB）（47）

采用X射线衍射、金相和扫描电镜等手段,结合力学性能检测和电导率测定,研究了单级时效和双级时效处理对铸态新型Al-Zn-Mg-Cu合金微观组织和综合性能的影响。结果表明:随时效温度的升高和时效时间的延长,晶粒尺寸缓慢增大,电导率逐渐增加。铸态新型Al-Zn-Mg-Cu合金最佳的单级时效工艺为135 ℃×12 h,此时合金的硬度为231.8 HV0.2、抗拉强度为568 MPa、伸长率为2.8%、电导率为33.7%IACS;最佳的第二级时效制度为155 ℃×4 h,此时合金的硬度为216.9 HV0.2、抗拉强度为558.7 MPa、伸长率为4.1%、电导率为35.2%IACS。

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热处理对1Cr18Ni9Ti与2Cr13钢板焊接接头耐腐蚀性的影响

王玉峰, 赵勇桃, 马洪浩, 任慧平

金属热处理 2021, 46 (3): 7-11. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.002

摘要（103）

PDF （575KB）（45）

通过填丝钨极氩弧焊方法对1Cr18Ni9Ti与2Cr13钢板进行焊接,并对焊接接头进行焊后热处理。采用SEM对焊接接头热处理前后的组织进行观察及分析;采用模拟海水浸泡试验,测量了焊接接头的交流抗阻和极化曲线。结果表明,1Cr18Ni9Ti和2Cr13钢板焊接接头热处理前焊缝为典型的柱状晶,组织为板条马氏体+奥氏体+第二相;热处理后焊缝组织为回火索氏体+奥氏体+第二相。热处理前后,焊接接头耐腐蚀性由强到弱的顺序都为:奥氏体母材>奥氏体侧热影响区>焊缝区>马氏体侧热影响区>马氏体母材。对比而言,热处理后焊接接头中马氏体母材区的耐蚀性略有升高,其他区域均有下降。

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淬火冷速对过共析轨钢中珠光体组织的影响

王东梅, 赵磊城, 陈林, 包喜荣, 郭瑞华

金属热处理 2021, 46 (3): 12-16. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.003

摘要（88）

PDF （572KB）（42）

采用OM、SEM以及硬度测试等方法研究了淬火工艺中冷却速率对过共析轨钢珠光体组织特征的影响规律。结果表明,随着冷却速率的提高,珠光体片层间距和渗碳体厚度均逐渐减小,分别由302 nm和43.6 nm减小到205 nm和29.2 nm。珠光体片层间距的细化对硬度提高起到了一定作用,使其由286 HV提高到了348 HV。

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相对挤压比对Al-Zn-Mg合金构件不同部位组织和性能的影响

黄元春, 章强, 聂昌昌, 谭维杨

金属热处理 2021, 46 (3): 17-23. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.004

摘要（84）

PDF （575KB）（35）

采用全谱直读光谱仪、X射线衍射技术、拉伸试验测试方法和光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、能谱仪观察方法,研究了相对挤压比对Al-Zn-Mg合金构件不同部位热处理前后微观组织和性能的影响。结果表明:挤压态和时效态构件中都存在Al₃(Zr,Ti)粒子。相对挤压比越大,Al₃(Zr,Ti)粒子含量越高,对热处理过程中再结晶抑制程度越强,热处理后构件仍保留大量的纤维组织,且MgZn₂相会在晶界处析出聚集;相对挤压比越大,热处理后构件平均晶粒尺寸增幅越低,屈服强度、抗拉强度和伸长率提升越大。

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60Si2Mn冷拔珠光体钢丝快速球化退火工艺

杨臣, 柳永宁, 孙俊杰, 王浩, 赵睿澍

金属热处理 2021, 46 (3): 24-27. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.005

摘要（83）

PDF （573KB）（35）

通过对60Si2Mn冷拔珠光体钢丝进行快速球化退火处理,即将其加热到810 ℃奥氏体化,保温1.5 min后随炉冷却至500 ℃出炉空冷,研究了其力学性能、球化效果、球化时间和快速球化的机理,并与普通球化退火及等温球化退火这两种常用球化退火工艺进行了对比。结果表明,与两种常用球化退火工艺相比,快速球化退火显著缩短了退火时间,且球化效果更好,其屈服强度、抗拉强度、伸长率、断面收缩率分别为620 MPa、745 MPa、21%和66.7%。球化时间的缩短主要是因为冷拔变形使钢中的位错密度和畸变能增加,促使片层状珠光体能够在加热过程中快速溶断,并促进渗碳体组织的球化。

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瓷质氧化预处理对6061铝合金弱酸性介质中微弧氧化膜的影响

伍宇昊, 魏晓伟, 谢晓伟

金属热处理 2021, 46 (3): 28-32. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.006

摘要（77）

PDF （574KB）（24）

以6061铝合金为研究对象,对其在弱酸性介质中的微弧氧化膜的成分及性能进行了分析,探讨瓷质氧化预处理对微弧氧化膜的影响。结果表明:在弱酸性介质中,6061铝合金瓷质氧化预处理+微弧氧化膜的主要成分是γ-Al₂O₃和α-Al₂O₃,同时由于残留的瓷质氧化膜,无定型的Al₂O₃也存在于氧化膜中;其厚度和硬度分别为25.3 μm、1690 HV0.1,对比未预处理的微弧氧化膜,瓷质氧化预处理可显著提高氧化膜的厚度、硬度及耐腐蚀性。

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退火温度对冷轧气相沉积高纯钨再结晶行为的影响

檀校, 郝玉朋, 于晓东, 王玉天, 谭成文, 胡劲

金属热处理 2021, 46 (3): 33-38. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.007

摘要（83）

PDF （573KB）（34）

通过不同温度的退火试验研究了化学气相沉积高纯钨冷轧后的再结晶行为。结果表明,冷轧钨中形成层状异质结构,提高了材料的应变硬化率,进而提高了塑性,韧脆转变温度降低到200 ℃以下,硬度从沉积态的402 HV0.2提高到547 HV0.2。高温退火后,冷轧钨在1100 ℃发生再结晶,与沉积态钨相比,再结晶温度降低了880 ℃,这是由于低温塑性变形导致材料储存能升高,再结晶驱动力提高,再结晶温度降低。随着退火温度的升高,由于晶粒尺寸的增大,层状异质结构逐渐消失,硬度迅速降低到完全再结晶态的370 HV0.2,而屈服强度从冷轧态的1224 MPa逐渐降低到1800 ℃退火后的558 MPa,但韧脆转变温度仍保持在200 ℃以下。

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26CrMoVNbRE钢高效热处理调质工艺边界探索

石晓霞, 任慧平, 李晓, 王超, 宫鑫

金属热处理 2021, 46 (3): 39-45. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.008

摘要（82）

PDF （575KB）（28）

研究了不同淬火温度、淬火保温时间、回火温度及回火保温时间对26CrMoVNbRE钢组织与性能的影响,结果表明,试验钢870~900 ℃淬火后高温回火,显微组织为回火索氏体,原始奥氏体晶粒细小均匀。870 ℃保温40 min淬火,与900 ℃保温30 min淬火屈服强度相近,前者有良好的综合力学性能,后者更有利于现场高效热处理。900 ℃保温30 min淬火,再经720 ℃回火60 min调质处理,BT110TS钢级油套管各项力学性能满足技术要求。采用SEM结合EDAS对不同回火温度条件下的析出物进行观察,结果表明,试验钢第二相析出物为M₂C型碳化钼以及M₃C型碳化铬形成的复合相,随着回火温度的降低,分布在晶界上的析出物增多,不利于低温冲击性能与耐应力腐蚀。

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球化温度对4Cr5Mo2V热作模具钢组织和性能的影响

常永, 李立, 吴少君, 左鹏鹏, 吴晓春

金属热处理 2021, 46 (3): 46-50. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.009

摘要（74）

PDF （575KB）（43）

采用光学显微镜和扫描电镜观察了4Cr5Mo2V钢在不同球化温度退火过程中的显微组织变化,利用图像处理软件Image Pro Plus定量分析了碳化物的数量、平均粒径及体积分数,进而研究了球化退火对4Cr5Mo2V钢淬回火状态下力学性能的影响。结果表明,当球化温度在820~900 ℃时,碳化物的单位面积个数、体积分数和平均粒径分别在(10.0~14.0)×10⁸ cm^-2、8.0%~10.0%和0.30~0.43 μm之间。球化温度为840 ℃时,可有效消除不均匀退火组织,碳化物平均粒径为0.31 μm;其室温冲击吸收能量为392 J,具备良好的力学性能。

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热处理工艺对ER7车轮钢力学性能的影响

霍雄勃, 党淑娥, 赵家兴, 张晓峰, 陈莹, 朱雪彤

金属热处理 2021, 46 (3): 51-55. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.010

摘要（100）

PDF （575KB）（36）

ER7车轮钢经不同工艺热处理后,可获得珠光体片层间距以及铁素体含量不同的显微组织,并对不同工艺处理试样的拉伸性能及－20 ℃冲击性能进行了测试。结果表明,随冷却速度的增大,车轮钢铁素体含量增加,珠光体片间距和珠光体球团尺寸减小。增大冷却速率,会使车轮钢的屈服强度、抗拉强度、伸长率和断面收缩率都随之增加。随着珠光体片间距和晶粒尺寸减小,车轮钢的断裂韧性也相应增大。在850 ℃加热并通过水雾冷却后的车轮钢试样强韧匹配最好,综合力学性能最好。

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选区激光熔化GH3536合金的热处理工艺

胡聿珩, 彭为康, 润长生, 戴延丰

金属热处理 2021, 46 (3): 56-60. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.011

摘要（83）

PDF （573KB）（36）

采用OM、SEM和力学性能测试等分析研究了不同热处理工艺对选区激光熔化成形GH3536合金组织及力学性能的影响规律。结果表明,随着固溶温度越高,晶粒尺寸越大,且抗拉强度在高温条件下逐渐增加而室温条件则下降。当固溶温度达到1120 ℃时,室温条件下横向试棒与纵向试棒的抗拉强度分别达到816和731 MPa;900 ℃高温条件下则分别达到189和204 MPa。800 ℃时效处理后合金基体组织析出细小碳化物,产生第二相强化作用,强度得以提升。随着时效时间的增加,碳化物变的密集,但晶粒尺寸几乎没有发生变化,表现为室温抗拉强度与断后伸长率得到提升。当时效时间达到20 h时,室温条件下横向试棒与纵向试棒的抗拉强度分别达到832和747 MPa;900 ℃高温条件下横向试棒与纵向试棒的断后伸长率分别达到8.5%和21.5%。最后得出选区激光熔化成形GH3536合金最优的热处理工艺为:固溶(1120 ℃×1 h)+时效(800 ℃×20 h)。

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采用正交试验优化Cu-Ni-Sn合金的热处理工艺

李健, 冯再新, 左森, 姚宇康, 郭小森

金属热处理 2021, 46 (3): 61-66. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.012

摘要（83）

PDF （575KB）（34）

采用正交试验研究了预变形量和时效处理对新配比Cu-Ni-Sn合金(固溶态Cu-Ni-Sn合金)的力学性能的影响,并使用正交极差分析法得出最佳工艺参数。结果表明,影响Cu-Ni-Sn合金硬度的变化因素为时效温度＞预变形量＞时效时间;影响合金抗拉强度的变化因素为预变形量＞时效时间＞时效温度;影响合金断后伸长率的变化因素为时效温度>冷变形量>时效时间。由此确定最佳的工艺为时效温度360 ℃,时效时间5 h,预变形量40%。随着时效温度和预变形量的增加,合金拉伸断口形貌由大量韧窝的韧性断裂转变为河流状形貌准解理断裂,再到冰糖状沿晶脆性断裂,表明合金塑性逐渐下降。

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二次退火温度对无取向硅钢组织和磁性能的影响

陆佳栋, 吴圣杰, 岳重祥, 李化龙

金属热处理 2021, 46 (3): 67-70. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.013

摘要（98）

PDF （577KB）（40）

对1.2%Si无取向硅钢进行不同温度的二次退火试验,研究了不同二次退火温度对无取向硅钢组织和磁性能的影响。结果表明:二次退火能显著增大铁素体晶粒尺寸,降低无取向硅钢铁损;在780~820 ℃下进行二次退火,铁损降幅最大,达到1.0 W/kg,无取向硅钢的磁性能达到最佳水平,此时平均晶粒尺寸为83~114 μm。通过扫描电镜对不同温度二次退火后的试样进行析出物统计,发现试样中的析出物主要为MnS-Cu_xS,当二次退火温度为780~820 ℃时,0.1~0.2 μm的细小MnS-Cu_xS析出物比例最低。

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时效硬化型渗氮模具钢20Cr3MnMoV的热处理工艺特点

杜树芳

金属热处理 2021, 46 (3): 71-75. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.014

摘要（87）

PDF （575KB）（28）

研究了20Cr3MnMoV钢热处理工艺参数对力学性能和渗氮硬化性能的影响。结果表明:20Cr3MnMoV钢热处理由固溶处理、时效、预时效和渗氮组成。合理控制时效过程是20Cr3MnMoV钢热处理的主要工艺特点。分别采用固溶处理后充分时效,无预时效直接渗氮和先预时效再渗氮等多种工艺,可以适应于不同工作条件的模具和构件,以满足耐磨性和强韧性的不同要求。20Cr3MnMoV钢氮碳共渗处理,可实现快速渗氮,深层渗氮硬化和基体强化,有广泛应用前景。

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预变形对Al-Zn-Mg铝合金组织及力学性能的影响

田敬成, 仲维锋, 乔玉新, 孙艳波

金属热处理 2021, 46 (3): 76-79. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.015

摘要（67）

PDF （573KB）（30）

系统研究了预变形温度对Al-Zn-Mg铝合金微观组织结构及力学性能的影响。运用光学显微镜和透射电镜观察了微观组织,扫描电镜表征了拉伸断口形貌,X射线衍射仪测试了宏观织构构成,万能拉伸试验机测试了力学性能。结果表明,在400 ℃的热轧温度下,力学性能指标最佳,屈服强度和抗拉强度分别达到325 MPa和455 MPa,伸长率达到14%。不同热轧温度下的拉伸试样断口均呈现为韧性断裂,断口处均存在数量和尺寸不一的韧窝。400 ℃热轧变形温度下,晶粒内部的位错缠结消失,形成了晶界附近规则排列的位错墙;450 ℃时,晶内的位错消失,主要为再结晶晶粒。在350 ℃和400 ℃热轧变形温度下,织构中存在明显的剪切织构,包括旋转立方织构{001}<110>和黄铜R织构{111}<112>和{111}<110>。450 ℃热轧变形温度下,出现明显的再结晶织构Cube_ND {001}<310>。

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固溶工艺对挤压态Mg-9.2Gd-1.9Y-1.8Zn-0.5Zr合金组织和硬度的影响

吴晓宝, 张星, 张晋禄

金属热处理 2021, 46 (3): 80-85. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.016

摘要（86）

PDF （576KB）（38）

通过差热分析(DSC)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等分析手段研究了不同固溶处理工艺对挤压态Mg-9.2Gd-1.9Y-1.8Zn-0.5Zr合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:挤压态Mg-9.2Gd-1.9Y-1.8Zn-0.5Zr合金经过固溶处理后显微组织主要由α-Mg基体、Mg₁₂Zn(Gd, Y)相、富稀土相等组成。当固溶温度达到490 ℃后,随着保温时间的延长,合金基体中析出规则条纹状14H-LPSO相,该相主要起到第二相强化的作用,并能显著提高试验材料的显微硬度。该合金的最佳固溶处理工艺为490 ℃×13 h时,其平均显微硬度最高,达到77 HV0.2。

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冷轧Cu-Cr-Zr-Co-Si合金的时效行为

帅歌旺, 王智, 刘金辉, 周清泉

金属热处理 2021, 46 (3): 86-89. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.017

摘要（79）

PDF （572KB）（39）

通过测量Cu-Cr-Zr-Co-Si冷轧合金在等温时效过程中导电率的动态变化,基于合金导电性能与析出相转化率间的近似线性关系,建立了不同冷变形量下合金时效析出过程的动力学Avrami方程及曲线,在此基础上分析了再结晶与时效析出的相互影响。结果表明:Cu-Cr-Zr-Co-Si合金形变时效过程中,随变形量和时效时间的增加,导电率及析出相转化率均增加,这是时效过程中再结晶与时效析出相互影响、共同作用的结果。随冷变形量增加,强化相析出进程明显加快,但时效析出没有明显阻止或延缓再结晶软化过程的发生,因此大冷变形+短时时效使合金获得更高的硬度峰值,但无法同时获得最优的导电性能。只有在时效析出提前于再结晶启动,且形成的第二相对再结晶存在明显阻碍的前提下,采用冷变形+时效工艺,时效强化型铜合金才能达到最佳效果。

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G115钢大口径管件的热处理

丛相州, 彭杏娜, 彭先宽, 王涛, 陈正宗, 姜海峰, 李传永, 张书迎

金属热处理 2021, 46 (3): 90-95. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.018

摘要（80）

PDF （573KB）（37）

采用正交试验法,分析了正火温度、正火时间、回火温度、回火时间热处理参数对G115钢性能的影响,并通过热压三通热模拟,研究G115钢大口径管件的热处理工艺。结果表明,回火温度对G115钢强度、硬度和冲击性能的综合影响最大。回火温度为780 ℃时,强度和硬度保持在较高的水平,冲击性能较优。G115钢大口径管件的热处理推荐工艺为正火温度1070~1090 ℃,保温时间1~2 min/mm且不小于1.5 h;回火温度770~790 ℃,保温时间3.5~5 min/mm且不小于4 h。试制G115钢大口径管件经推荐工艺处理后,性能均符合T/CSTM 00017—2017标准要求。

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固溶和时效温度对IMI834钛合金板材组织和性能的影响

王瑞琴, 葛鹏, 侯鹏, 廖强, 刘宇

金属热处理 2021, 46 (3): 96-99. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.019

摘要（73）

PDF （579KB）（28）

研究了不同固溶时效温度对IMI834合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:IMI834合金板材经低温热处理的组织和轧态没有明显差别,室温强度也与轧态基本保持不变;合金在α+β两相区热处理后得到双态组织,随着固溶温度的升高,初生α相含量减少,室温强度略有增加,塑性的变化规律与强度相反,初生α相含量的减少对板材的室温强度没有明显的影响。随着时效温度的提高,板材的室温强度降低,塑性有所降低。板材的600 ℃高温力学性能变化规律与室温相似,但断面收缩率较室温好。本试验得到的较优的热处理制度为1035 ℃×1 h, AC+(700~750) ℃×4 h, AC。

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退火软化对高强度钢300M组织及硬度的影响

王洪利, 吴铖川, 杜思敏, 李源, 罗祥华, 叶文冰

金属热处理 2021, 46 (3): 100-103. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.020

摘要（92）

PDF （577KB）（28）

为提高300M钢的后续切削性能,拓宽300M钢的应用领域,研究了退火软化工艺对300M高强度钢显微组织及硬度的影响。结果表明,300M钢在Ac₁以下(730 ℃)退火,显微组织由马氏体转变为回火索氏体,碳化物呈球状或颗粒状;在两相区(780 ℃)退火,显微组织为珠光体+先共析铁素体,碳化物呈球状或短棒状;在Ac₃以上(860 ℃)退火,显微组织转变为珠光体+先共析铁素体,碳化物呈长薄片状。退火冷速对300M钢软化影响显著,冷速缓慢才能使碳化物充分析出并球化,硬度显著降低。300M钢两相区等温+缓慢冷却退火工艺下有更显著的软化效应,硬度可控制在240 HBW以下。

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工业机器人用SCM420钢行星齿轮热处理工艺的优化

殷和平, 殷敏洁

金属热处理 2021, 46 (3): 104-108. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.021

摘要（87）

PDF （633KB）（31）

针对工业机器人用SCM420钢制行星齿轮热处理畸变问题,采用改进的正火工艺以调整渗碳前的预备组织,并设计合理的装料方案和冷却方式等措施,同时在渗碳过程中采用阶梯升温的工艺,有效地控制了渗碳淬火过程中齿轮畸变。结果表明,采用优化正火后可得到均匀一致的铁素体+珠光体的组织,硬度为175 ~180 HBW。随后经渗碳淬火回火后,批量生产的行星齿轮表面硬度、心部硬度和有效硬化层深度均值分别为59.74 HRC、40.44 HRC和0.530 mm。渗碳层中的马氏体级别为1级,残留奥氏体和碳化物级别为1~2级;心部组织级别为1~2级。齿轮精度、平面翘曲、齿沟振幅和齿形齿筋等全部满足技术要求。

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拉/压冷变形对2A14铝合金时效强化的影响

李姚君, 韩振, 兰箭

金属热处理 2021, 46 (3): 109-112. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.022

摘要（66）

PDF （638KB）（35）

利用X射线衍射仪和DSC差热扫描量热仪进行测试,结合铝合金的析出相强化和位错强化理论模型,研究了在固溶-拉/压冷变形-时效过程中2A14铝合金强度的变化规律。结果表明:相比于压缩冷变形,拉伸冷变形引入的位错密度较大,因而位错强化作用更强;拉伸冷变形欠时效阶段(θ相析出之前)促进合金中强化相θ′相的析出,过时效阶段(θ相析出之后)抑制θ相的析出,拉伸冷变形的析出强化效果更好。经过拉伸冷变形的2A14铝合金时效强化效果更加显著。

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热处理对铬钼钢刀具畸变的影响

郑业方, 姜影, 谢小军, 夏玉亮, 李泉, 游菲

金属热处理 2021, 46 (3): 113-115. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.023

摘要（67）

PDF （633KB）（30）

对25CrMo、30CrMo和42CrMo钢刀具进行了860 ℃淬火工艺试验,且对42CrMo钢刀具进行860、850、830 ℃淬火及预热+830 ℃淬火试验,对比了刀槽的畸变量。结果表明:随着碳含量增加,低中碳铬钼钢刀槽860 ℃淬火时刀槽畸变量呈上升趋势,最大畸变量在－0.15~+0.15 mm波动。随着淬火温度的降低,42CrMo钢刀槽畸变量下降到－0.10~+0.09 mm,增加预处理对刀槽畸变量无显著影响。

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La添加对FeMnCrNiCo高熵合金铸态组织及硬度的影响

董方, 毛宁, 瞿伟

金属热处理 2021, 46 (3): 116-120. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.024

摘要（65）

PDF （643KB）（46）

研究了La的添加对FeMnCrNiCo高熵合金(HEAs)铸态组织及硬度的影响,借助XRD、OM、EDS和维氏硬度计分别对FeMnCrNiCo和FeMnCrNiCoLa_0.2高熵合金的微观组织及硬度进行了对比分析。研究表明:添加La后,合金的枝晶细化了49.1%,同时由fcc单相固溶体结构变为fcc相和LaNi相的两相结构,LaNi相呈连续大面积分布于枝晶间;添加La后,枝晶间脆硬的LaNi相以及组织的细化使合金的硬度提高了37%。

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H级高强防腐抽油杆用钢的过冷奥氏体连续冷却转变

孙晓冉, 郑文跃, 孙岩, 白丽娟, 丁辉

金属热处理 2021, 46 (3): 121-124. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.025

摘要（60）

PDF （633KB）（28）

采用DIL805L淬火膨胀仪,研究了H级高强防腐抽油杆用钢过冷奥氏体连续冷却转变过程中,冷速对显微组织和硬度的影响。结果表明:该试验钢在连续冷却过程中,CCT曲线呈现明显的整体右移现象,珠光体转变非常少,铁素体-珠光体转变区与贝氏体-马氏体转变区分离。硬度随冷速变化呈现两个阶段:包括低冷速下的快速增长和高冷速下的趋于稳定,这与微观组织的变化趋势有关。冷速＜1.5 ℃/s时,组织中才能存在贝氏体,该试验钢想要获取优良的贝氏体组织,可选择的冷速区间范围非常小,该试验研究可为抽油杆用钢的组织控制、工艺制定提供有效的技术支撑。

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固溶处理AZ91-xCu合金的组织与腐蚀性能

桑恒, 敬和民, 宋广生, 陈政

金属热处理 2021, 46 (3): 125-129. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.026

摘要（60）

PDF （647KB）（40）

以真空熔炼方法制备的AZ91-xCu(x=0、0.5、1、2)合金为研究对象,对其进行400 ℃保温12 h固溶处理,利用X射线衍射、扫描电镜、浸泡失重法及极化曲线测试等手段对合金的微观结构和腐蚀性能进行了研究。结果表明:铸态与固溶态AZ91-xCu合金基体主要由α-Mg与β-Mg₁₇Al₁₂相组成,Cu的添加使基体产生了Mg₂Cu、Cu₅Zn₈等相,其中固溶态AZ91-2Cu合金中出现了新相Al₂Cu;固溶处理时合金中的β-Mg₁₇Al₁₂相大量溶入基体,晶界明显,剩余第二相主要分布于晶界处,少量弥散分布于晶内;添加Cu与固溶处理均加快AZ91合金的腐蚀速率,其中固溶态AZ91-2Cu合金腐蚀速率最大。

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淬火温度和氮含量对马氏体不锈钢组织和性能的影响

纪显彬, 李照国, 魏海霞, 钱张信

金属热处理 2021, 46 (3): 130-134. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.027

摘要（82）

PDF （649KB）（32）

研究了淬火温度和氮含量对20Cr13、20Cr13N、20Cr13HN钢显微组织、力学性能和腐蚀性能的影响。结果表明,在850 ℃退火条件下,随着氮含量升高,氮化物钉轧作用增强,组织细化明显,屈服强度、抗拉强度和维氏硬度增加,而伸长率降低。相同淬火温度和冷速下,在固溶、析出和相变强化的作用下维氏硬度增加。随着冷速增大,相变驱动力增大,马氏体板条逐渐向细小的隐晶马氏体转变,并且硬度增加。腐蚀性能和点蚀电位随着氮含量的增加而增强。

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Al/Si比例对TC4合金表面激光熔覆Ti-Al-Si涂层组织与摩擦性能的影响

刘冉, 高苑, 吴韬

金属热处理 2021, 46 (3): 135-139. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.028

摘要（65）

PDF （638KB）（26）

以不同Al/Si比例的Ti-Al-Si复合粉末为原料,采用激光熔覆技术在TC4合金表面制备Ti-Al-Si涂层,研究了Al/Si比例对涂层物相、微观组织、显微硬度及摩擦磨损性能的影响。结果表明,单道熔覆的涂层中没有发现明显的裂纹及气孔,涂层与基体之间呈现良好的冶金结合。不同Al/Si比例涂层中组织均以熔断的枝晶为主,枝晶的成分主要为α-Ti,增强相为板条状的Ti₅Si₃及Ti₇Al₅Si₁₂,枝晶间主要是TiAl、Ti₃Al、TiAl₃金属间化合物。Si元素含量越高,涂层中原位生成的增强相的含量越多,涂层的显微硬度也比较高,最高可达1194 HV0.1,约为基体的4.1倍,但增强相过多会使涂层的脆性增加,耐磨性降低。Al元素含量较多时,组织细化效果明显,增强相对硬度和耐磨性能的影响比晶粒细化的作用更强。

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钒对高碳珠光体钢组织及拉伸性能的影响

万志健, 刘学华, 赵海, 江波, 邹强

金属热处理 2021, 46 (3): 140-145. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.029

摘要（72）

PDF （634KB）（31）

设计并冶炼了钒质量分数为0%~0.13%的高碳钢,采用光学显微镜、扫描电镜、电子背散射及拉伸试验等研究了钒含量对高碳珠光体钢组织及拉伸性能的影响。结果表明,钒可以提高组织均匀性及铁素体含量,并且减小晶粒尺寸,但钒含量超过0.08%时,晶粒细化作用减弱。钒质量分数为0%~0.13%时,珠光体片层间距与强度的关系紧密,并获得了相应关系式。试验钢塑性对钒含量并不敏感,钒含量不超过0.08%时,略微提高塑性,反之,则降低塑性。

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均热温度对Ti-V复合微合金钢组织演变和硬度的影响

倪玲玲, 付锡彬, 张可, 赵时雨, 任武彬, 李昭东, 李景辉, 张明亚

金属热处理 2021, 46 (3): 146-152. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.030

摘要（81）

PDF （641KB）（30）

利用OM、SEM、Vickers硬度计等手段研究了均热温度对Ti-V复合微合金钢组织转变及硬度的影响,并阐明了组织演变和硬度变化的原因。结果表明,Ti-V钢不同均热温度淬火后组织均为马氏体。随着均热温度由1000 ℃升至1250 ℃,Ti-V钢的硬度由333 HV降低到212 HV,原始奥氏体晶粒尺寸由52 μm升至209 μm。全固溶温度以上时,仍存在少量TiN粒子,且随温度升高逐渐溶解,其对晶界的钉扎作用是阻止晶粒长大的主要因素。Ti-V钢原始奥氏体尺寸对硬度的影响随其尺寸的增大逐渐减小,均热温度应选择1220 ℃以下,以避免粗大晶粒。

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电塑性轧制V-Ti-Ni氢分离合金的组织与性能

黄焕超, 刘美娟, 孙明, 江鹏

金属热处理 2021, 46 (3): 153-158. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.031

摘要（70）

PDF （634KB）（42）

包含富V相和共晶Ni-Ti化合物的多相V-Ti-Ni合金能够在氢渗透率与氢脆抗性之间达到较好的平衡,在氢气膜分离领域具有广阔的应用前景。但此类合金变形抗力大、易氧化、低温成形困难。本研究对多相V₆₀Ti₂₀Ni₂₀合金进行热处理+电塑性轧制以提高轧制成形性能与效率,降低合金膜制造成本,并利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪及维氏显微硬度计,研究轧制过程中脉冲电流密度对合金显微组织、轧制成形性能和显微硬度的影响规律。研究结果表明:电塑性轧制能够有效提高合金的轧制成形能力,其单道次轧制极限压下量达到13.3%,相较于热处理态合金冷轧成形的增幅达到155%。在电塑性轧制成形过程中,随着脉冲电流密度增加,合金组织变形更加均匀,组织的流变方向一致性较好,而合金的显微硬度随之下降,其原因主要是电致塑性效应在轧制过程中促进了位错运动,从而减少位错的缠结。

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13Cr超级马氏体不锈钢热压缩变形行为与组织演变

季慧玲, 吕金峄, 张义伟, 杨磊, 尹元德

金属热处理 2021, 46 (3): 159-165. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.032

摘要（82）

PDF （634KB）（39）

通过Gleeble-3500热模拟试验机对13Cr超级马氏体不锈钢进行单道次压缩变形试验,系统研究变形温度在950~1150 ℃、应变速率为0.001~10 s^-1条件下的热变形行为。利用双曲正弦模型建立了13Cr超级马氏体不锈钢的流变应力本构方程,求得试验钢的热变形激活能为412 kJ/mol,并基于动态材料模型(DMM)理论绘制了材料的热加工图,得出材料的最佳热变形工艺参数窗口为:变形温度1032~1072 ℃,应变速率0.039~0.087 s^-1。组织演变结果表明,试验钢在高变形温度和低应变速率的条件下,容易发生动态再结晶。当应变速率一定时(0.01 s^-1),变形温度从950 ℃升到1050 ℃,动态再结晶的体积分数从18.7%升高到60.1%,组织的再结晶程度提高,晶粒均匀细小;当变形温度一定时(1050 ℃),随着应变速率的降低,动态再结晶的晶粒长大粗化。

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960 MPa级高强钢的连续冷却转变

孙岩, 赵楠, 薛峰, 安治国, 郭银涛

金属热处理 2021, 46 (3): 166-169. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.033

摘要（75）

PDF （639KB）（36）

采用DIL805L淬火相变膨胀仪,结合光学和扫描电镜组织观察,对960 MPa级高强钢的连续冷却转变进行了研究。结果表明:冷速在0.1~2 ℃/s时,室温组织为铁素体+珠光体+贝氏体,冷速在2~10 ℃/s时,组织为铁素体+贝氏体;当冷速在20~80 ℃/s时,获得全贝氏体组织。在连续冷却转变曲线中,高温转变区和中温转变区未分开,且相变温度随着冷速的增大而减小。

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一种矿山机械用贝氏体耐磨铸钢的连续冷却转变曲线

罗平, 李贤君, 张文良, 邓坤, 孙立壮, 刘俊杰, 侯俊卿

金属热处理 2021, 46 (3): 170-174. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.034

摘要（59）

PDF （634KB）（31）

运用膨胀法同时结合显微组织观察及硬度测试确定了一种矿山机械用贝氏体耐磨铸钢的连续冷却转变曲线。结果表明:该矿山机械用贝氏体耐磨铸钢的Ac₁、Ac₃、Ms分别约为790、845和303 ℃;当冷却速度低于0.05 ℃/s时,组织为铁素体和珠光体;当冷却速度介于0.05 ~0.1 ℃/s之间时,组织为铁素体+珠光体+贝氏体;当冷却速度在0.25~15 ℃/s之间,为贝氏体+马氏体复相组织;当冷却速度大于30 ℃/s时,奥氏体几乎全转变为马氏体组织;马氏体临界转变速度在15~30 ℃/s之间。随着冷却速度的增加,显微硬度先快速增加后趋于585 HV0.01。

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Al-Mg-Si合金线导电率演变规律与机制

陈庆吟, 盛叶弘, 李瑞, 侯嘉鹏, 王强, 张哲峰

金属热处理 2021, 46 (3): 175-179. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.035

摘要（69）

PDF （633KB）（30）

通过不同温度退火处理模拟架空输电用Al-Mg-Si合金线的热服役环境,对不同退火温度下Al-Mg-Si合金线的导电率演变规律与机制进行了研究。结果表明,Al-Mg-Si合金线的导电率随着退火温度的升高呈现3阶段特征,第一阶段温度为90~150 ℃,Al-Mg-Si合金线导电率略微增大,缺陷的回复是本阶段Al-Mg-Si合金线导电率增大的原因;第二阶段温度为150~200 ℃,析出相的长大和固溶原子的析出导致Al-Mg-Si合金线导电率大幅增大;第三阶段温度为200~300 ℃,晶粒长大是Al-Mg-Si合金线导电率缓慢增大的主要原因。

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2205双相不锈钢中σ相析出的影响因素分析

刘燕, 高仁强, 陈兴润, 钱张信

金属热处理 2021, 46 (3): 180-183. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.036

摘要（94）

PDF （641KB）（41）

分析了时效温度、时效时间、固溶温度、铬和钼含量对2205双相不锈钢中σ相析出量的影响规律。结果表明:随着时效时间延长,σ相析出量依次增加。在相同的时效时间下,随着时效温度升高σ相含量依次增大,在850 ℃时达到最大值;温度超过850 ℃后,随着时效温度升高σ相含量依次减小。时效时间相同的情况下,随着固溶温度、铬含量和钼含量升高,σ相析出时间变短、析出量增加。

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3Cr2NiMo钢模块锻后热处理的数值模拟

王林春, 吴永强, 王开坤, 李亨

金属热处理 2021, 46 (3): 184-190. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.037

摘要（75）

PDF （636KB）（38）

以3Cr2NiMo模具钢锻造模块为研究目标,通过JMatPro软件计算获得其热物性参数,利用Deform-3D软件对其锻后热处理进行了数值模拟研究,最后进行了试验验证。结果表明:淬火过程中模块外表面的冷速大于心部;从心部到表面,马氏体转变出现不等时现象,淬火后从表面到心部的组织分布依次为马氏体、贝氏体和铁素体。等效应力沿厚度方向分布较均匀,但在棱边处出现应力集中现象;硬度值的分布与马氏体的分布呈正相关,表面的平均硬度值为34.86 HRC。试验验证测得的马氏体层平均深度为45 mm,表面平均硬度为36.23 HRC,模拟结果与试验结果的误差在10%以内,具有较好的吻合度。

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冷轧不锈钢连续退火炉加热工艺分析及系统设计

黎志明, 李春明, 秦凤华, 胡银平

金属热处理 2021, 46 (3): 191-195. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.038

摘要（80）

PDF （636KB）（30）

基于冷轧不锈钢连续退火工艺及制度分析,对其连续退火炉加热系统进行了设计,通过表面能量平衡方程和能量守恒方程可计算出炉长配置及燃烧功率配置。通过实际算例与实际运行情况对比分析,得到该设计方法是有效的,能够完成从产品大纲、工艺分析基础到机组加热系统集成、布置、设备总体布置的设计过程,为后续冷轧不锈钢连续退火炉加热系统二级模型提供了理论基础。

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基于改进PatchMatch算法的金相图像修复

李松涛, 李维刚, 师静蕊, 甘平

金属热处理 2021, 46 (3): 196-205. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.039

摘要（66）

PDF （636KB）（41）

结合DCT金字塔压缩算法以及多补丁优选匹配机制改进了传统PatchMatch图像修复算法,并利用不同算法对具有污染特征的金相图进行了修复对比。结果表明,改进的PatchMatch算法大幅度提升了修复速度与修复质量,修复的图片较其他图像修复算法效果更优,同时金相图内部纹理细节特征还原更准确细腻,且修复后的金相图像能较好地解决传统金相图像分割中无法消除大噪声的问题。

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Cr12MoV钢冲裁模的失效分析与热处理工艺优化

高志玉, 何维, 景秀坤, 樊献金, 王迎新, 白江, 王大亮

金属热处理 2021, 46 (3): 206-212. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.040

摘要（81）

PDF （543KB）（40）

Cr12MoV钢冲裁模使用时因过度磨损而早期失效,从服役环境、化学成分、硬度、显微组织进行分析,并采用有限元仿真对冲裁模服役时的温度分布进行计算。结果表明:冲裁模化学成分符合标准规定,硬度略低于技术要求,显微组织中共晶碳化物不均匀度及大块碳化物尺寸超出标准规范,现场测试及仿真计算表明冲裁模服役温度较高(<500 ℃)。冲裁模热处理工艺不当,组织存在缺陷,抗回火稳定性及热疲劳性较差,使用过程中因服役温度较高发生回火软化,从而造成冲裁模的早期磨损失效。建议采用具有高淬高回特征的热处理工艺,利用Cr12MoV钢的二次硬化效应赋予冲裁模良好的抗回火稳定性。利用优化后的工艺生产的冲裁模使用寿命提高至原来的4.62倍。

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热浸镀铝硅钢板表面点状缺陷分析及改进

李超, 王滕, 孙镕强, 杨平, 张百勇

金属热处理 2021, 46 (3): 213-217. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.041

摘要（78）

PDF （540KB）（27）

为提高铝硅镀层钢板表面质量,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及能谱(EDS)对镀铝硅钢板表面出现的点状缺陷的显微形貌及成分进行分析。结果表明,铝硅镀层钢板表面产生的点缺陷主要分为4类,第I类点缺陷成分主要为Al-Si氧化物和氧化锌,由铝渣及锌灰粘附在镀层表面所致;第II类点缺陷产生原因为镀层表面压入铝渣或异物;第III类点缺陷由Al-Fe-Si氧化物、Al-Si氧化物及W-C、Co-C化合物组成,为沉没辊涂层磨损后与铝渣共同粘附在镀层表面造成;第IV类点缺陷处呈中间凹陷、边缘微凸起的微观形貌,产生原因为镀层表面受异物划伤。针对以上缺陷的产生原因提出严格控制铝锅温度、增加捞渣频次、降低炉鼻内氧含量等措施。

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不锈钢拉杆接头断裂失效分析

李家华, 李萍, 孙松, 谢辉, 曾茵

金属热处理 2021, 46 (3): 218-222. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.042

摘要（79）

PDF （545KB）（34）

某桥梁工程用不锈钢05Cr17Ni4Cu4Nb拉杆OU型接头服役过程中O型孔处发生断裂,为查明失效原因对其化学成分、宏观断口、显微组织、力学性能等方面进行了检测和分析。结果表明:接头化学成分与GB/T 1220—2007中05Cr17Ni4Cu4Nb牌号标准相符,规定塑性延伸强度、抗拉强度与该牌号钢480 ℃下时效处理的标准相符,但断后伸长率和断面收缩率低于标准要求,材料塑性较差,分析其原因主要是热处理时固溶温度偏高,δ铁素体析出致材料偏脆,零件表面缺口敏感性高,导致发生过载脆性断裂。

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30CrMnSiA钢沉头螺栓断裂失效分析

于海华, 严海燕, 张敬彤, 王宇魁, 黄智勇, 邬建新, 魏振伟

金属热处理 2021, 46 (3): 223-228. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.043

摘要（93）

PDF （547KB）（52）

某飞机用30CrMnSiA钢沉头螺栓在拆卸过程中发生断裂,同炉批未曾使用的螺栓经磁粉检测也存在裂纹。为查找失效分析原因,通过对断裂件和同炉批开裂的螺栓外观检查、断口宏微观分析、能谱分析、硬度检测、金相分析等方法对断裂和开裂的螺栓进行了分析。结果表明:断裂螺栓和开裂螺栓断裂类型为氢脆,螺栓氢脆断裂主要与抗拉强度和热处理工艺有关,通过改善热处理工艺参数,适当降低螺栓的强度,增加酸洗后的除氢时间降低氢含量,从而避免氢脆发生的可能性。

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晶粒度测定的实验室间比对分析

毕革平, 陈金哲, 谭文华, 高宇情, 王眉眉, 陆洪涛

金属热处理 2021, 46 (3): 229-233. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.044

摘要（69）

PDF （547KB）（34）

邀请中国合格评定国家认可委员会(CNAS)认可的3个实验室对同一铝合金(AlSi1)样品的14张完全相同的晶粒度图片依据ASTM E112标准进行晶粒度级别指数G的定量测定,并对结果进行了评价。评价结果表明:截点数、晶粒个数的统计计数是G测定结果的主要参数,是G测定结果有效性质量控制的关键点。3个实验室截点数计数极差为3~11个,相对标准偏差2.5%~10.1%,截点法测定G的极差为0.09~0.53。3个实验室晶粒个数计数极差为4.0~16.5个,相对标准偏差2.9%~15.7%,面积法测定G的极差为0.06~0.36。结果同时表明,实验室间比对活动,不能只关注最终结果,还应关注实验室的原始观察结果、中间结果、最终结果的综合评价,以获得改进机会,控制检测风险。

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双P型及W型辐射管系统性能分析及测试

程奇伯, 王宏宇, 冯霄红

金属热处理 2021, 46 (3): 234-238. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.045

摘要（76）

PDF （548KB）（31）

对W型和双P型辐射管加热系统的烧嘴结构及燃烧方式进行了分析,对比测试了两种辐射管加热系统的烟气循环率、管壁温度均匀性、燃料利用率、NO_x等关键技术指标。结果表明,双P型辐射管燃烧系统管壁温度均匀性更好,节能效果显著,且可以采用更大的烧嘴功率,减少辐射管加热系统和控制模块的数量,降低投资成本,具有较大的推广应用价值。

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ASME SA-213M对正火回火态T22钢管硬度上限规定的合理性探讨

赖仙红, 曾辉, 杨华春, 张玮

金属热处理 2021, 46 (3): 239-242. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.046

摘要（93）

PDF （541KB）（31）

对T22钢管进行了不同参数的正火加回火模拟热处理试验。结果表明,正火加回火态T22钢管硬度很容易超过ASME SA-213M标准规定的硬度上限(163 HBW/170 HV/85 HRB),即便采取特定的热处理参数使其勉强降低到硬度上限之下,则球化组织又很难避免,认为应考虑将正火加回火态T22钢管的硬度上限进行适当提升。同时,也对提升幅度进行了讨论,建议将SA-213M中规定的正火加回火态T22钢管硬度上限由163 HBW/170 HV/85 HRB提升为179 HBW/190 HV/89 HRB。

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我国钛及钛合金热处理标准现状

胡志杰, 冯军宁, 马忠贤, 解晨

金属热处理 2021, 46 (3): 243-246. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.03.047

摘要（113）

PDF （546KB）（72）

介绍了钛及钛合金热处理的分类,对钛及钛合金热处理国内外常用标准做了汇总;分析了我国现阶段钛及钛合金加工企业对热处理制度的理解和应用中存在的问题,并展望了未来钛及钛合金热处理标准的发展趋势。

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FeMnCoCr系亚稳高熵合金的研究进展

高天宇, 乔珺威, 吴玉程

金属热处理 2021, 46 (4): 1-8. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.001

摘要（217）

PDF （747KB）（209）

高熵合金是一种原子排列有序,化学无序的新型多主元合金。通过改变合金元素的种类和浓度,能够调控合金系统层错能及显微组织的相稳定性,进而诱发形变孪晶、马氏体相变等塑性变形机制,最终使合金获得突出的综合力学性能。这种高熵合金的设计理念称为“亚稳工程”。亚稳高熵合金的显微组织、相结构及变形机制与合金体系的层错能密切相关。在FeMnCoCr系亚稳高熵合金中,随着系统层错能降低,面心立方结构稳定性下降,从而激活应变诱导马氏体相变(γ→ε),实现了合金强度和塑性的同时提高。本文主要介绍了FeMnCoCr系亚稳高熵合金的成分设计、制备及加工方法、微观结构和力学性能,并对亚稳高熵合金未来的研究方向进行了展望。

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Ti微合金化非调质钢中碳化物析出行为及其对再结晶的影响

刘洁, 徐乐, 何肖飞, 李晓源, 王毛球

金属热处理 2021, 46 (4): 9-15. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.002

摘要（123）

PDF （605KB）（76）

通过Gleeble-3800热模拟试验机研究了变形温度850~1200 ℃,应变速率0.1 ~10 s^-1条件下Ti微合金化非调质钢的奥氏体动态再结晶行为。分析变形温度、变形速率、碳氮化物的析出行为对奥氏体动态再结晶的影响,计算动态再结晶激活能,获得动态再结晶状态图和热加工图。结果表明,随着Ti含量从0增加为0.042%和0.063%,钢中碳氮化物的析出量分别为0%、0.040%和0.038%,呈现出先增加后减少的趋势,相应的动态再结晶的激活能分别为360.218、394.015和378.247 kJ/mol,0.042%Ti含量的非调质钢激活能最高。通过功率耗散图和塑性失稳图的叠加得到了热加工图,获得了Ti微合金化非调质钢的最佳热加工工艺范围是900~1050 ℃的变形温度,0.1~0.2 s^-1的变形速率和1100~1200 ℃变形温度,0.1~4 s^-1变形速率。

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Sn-Co合金热处理过程中的CoSn₂→CoSn₄相变

吕冠辰, 梁文雷, 索玉松, 李磊

金属热处理 2021, 46 (4): 16-19. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.003

摘要（95）

PDF （609KB）（56）

对Sn-1.3wt%Co合金进行215 ℃下保温5、10、15 min并淬火的热处理,借助光学显微镜、扫描电镜和能谱仪研究了原始CoSn₂相的相变产物和形貌变化。结果发现:热处理导致Sn-1.3wt%Co合金发生了CoSn₂→CoSn₄相变;原始CoSn₂相局部溶解且生成的CoSn₄相相较于原始CoSn₂相位置有所扩展;两相相似的晶体结构和原子排列是CoSn₂相易转变为CoSn₄相的重要原因。

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汽车用超高强度钢的合金化方式及组织控制

梁静宇, 石增敏, 谢镐, 邓李辰贵, 李光宇, 戴雷

金属热处理 2021, 46 (4): 20-25. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.004

摘要（160）

PDF （609KB）（104）

超高强度钢因其优异的强度及塑韧性而在汽车行业得到广泛应用。针对汽车用超高强度钢,详细介绍了其合金化方式及强化机制,并详细阐述了奥氏体相及其相变所产生的组织增塑效应,以及对组织的调控方法。

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铁含量对铸态铝铁合金力学性能及组织的影响

郑文悦, 陈庆吟, 洪静, 侯嘉鹏, 王强, 张哲峰

金属热处理 2021, 46 (4): 26-29. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.005

摘要（93）

PDF （604KB）（65）

采用拉伸试验机、光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和三维纳米X射线显微镜等分析手段研究了铁含量对铸态Al-Fe合金力学性能和微观组织结构的影响。结果表明:随着铁含量的增大,铸态Al-Fe合金抗拉强度和屈服强度增大,断后伸长率下降。大量的球状Al₆Fe析出相和杆状Al₃Fe析出相分布在试验合金铸锭晶界附近,与铸态Al-1.8Fe合金相比,铸态Al-2.6Fe合金具有更小尺寸的晶粒和更大尺寸的Al₃Fe析出相。尺寸更小的晶粒导致铸态Al-2.6Fe合金的强度高于铸态Al-1.8Fe合金,而铸态Al-2.6Fe合金伸长率更低的主要原因是具有更大尺寸的脆性Al₃Fe析出相。

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W-Mo-V改进型H13模具钢的力学性能与磨损行为

杨成康, 程晓农, 张洁, 鞠玉琳, 罗锐, 丁恒楠

金属热处理 2021, 46 (4): 30-36. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.006

摘要（260）

PDF （606KB）（41）

研究了自主研发的W-Mo-V系改进型H13模具钢(HBJ3钢)经500、550和600 ℃回火后的显微组织、力学性能和磨损行为,并与H13钢进行了对比。结果表明,与H13钢相比,HBJ3钢经600 ℃回火后的硬度和抗拉强度均有明显提高。在回火温度为500、550和600 ℃时,HBJ3钢的摩擦因数和磨损率均低于H13钢,磨损率分别低38%、58%和64%。HBJ3钢的磨损机理主要是氧化磨损和磨料磨损,而H13钢还有剥层磨损机制。

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模拟火灾温度对Q460FRW钢组织和抗震性能的影响

戴忠伟, 何宜柱, 杜晓洁

金属热处理 2021, 46 (4): 37-41. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.007

摘要（80）

PDF （608KB）（34）

为研究Q460FRW钢经火灾后的抗震性能,在250~650 ℃范围内对TMCP态试样进行了6组模拟火灾保温试验,并对保温后的显微组织、拉伸断口形貌和室温拉伸性能进行了分析。结果表明:TMCP态试样的组织为粒状贝氏体,随着保温温度的升高,粒状贝氏体中的铁素体基体不断长大,马氏体/奥氏体(M/A)组元逐渐分解并由多边形岛状逐渐转变为层状;屈服强度和抗拉强度随保温温度的升高均呈先增大后减小趋势,屈强比逐渐增大,塑性和抗震性能不断下降。当火灾温度低于550 ℃、持续时间少于1 h时,试验钢抗震性能仍能满足GB/T 19879—2015和GB/T 28415—2012标准对高性能建筑用钢和耐火钢的要求。

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热处理工艺对7%Cr钢显微组织及耐蚀性能的影响

顾洋, 宋帅, 武会宾, 张志慧, 张鹏程

金属热处理 2021, 46 (4): 42-48. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.008

摘要（117）

PDF （604KB）（66）

利用质量损失法和电化学方法测试了3种不同组织类型的7%Cr钢在CO₂环境中的腐蚀行为,并通过EBSD和SKPM手段从晶界和表面电势角度分析了组织类型引起的耐蚀性能差异原因。结果显示:7%Cr钢轧态组织为贝氏体+铁素体,淬火态组织为淬火马氏体,正火态组织为铁素体+少量珠光体。试验钢的耐蚀性能排序为淬火态＞正火态＞轧态,试验钢产物膜中Cr元素的富集程度及其极化曲线自腐蚀电位均与此规律相符,试样表面最大电势差与此规律相反。轧制试样两相间存在电势差,易于形成原电池;淬火试样中Cr元素可通过晶界快速扩散至腐蚀位置形成产物膜;正火试样游离态Cr元素较少且高比例的大角度晶界不利于其扩散至腐蚀界面。

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电弧熔丝增材制造ER2319铝堆积金属的组织性能及T6热处理工艺优化

禹润缜, 赵峰, 余圣甫, 李勇杰, 唐论

金属热处理 2021, 46 (4): 49-59. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.009

摘要（88）

PDF （609KB）（39）

通过正交试验、光学显微镜、SEM、TEM等方法研究了T6热处理工艺对电弧熔丝增材制造ER2319堆积金属的组织与性能的影响,通过多元线性回归得出了T6热处理后堆积金属抗拉强度随工艺参数变化的数学模型,并分析了组织演变机制。结果表明, T6热处理工艺参数对堆积金属力学性能影响的显著度排序为:时效时间>时效温度>固溶时间>固溶温度。基于强度变化模型优化出的T6热处理工艺参数为固溶温度538 ℃、固溶时间42 min、时效温度185 ℃和时效时间23 h,使得堆积金属的抗拉强度较未热处理前提高了48.4%。固溶温度由538 ℃提高至553 ℃或固溶时间由42 min增加至82 min均会导致堆积金属中α-Al晶粒显著粗化且晶界局部过烧严重;固溶时间的增加还会导致第二相θ-Al₂Cu粗化且数量减少,降低堆积金属力学性能;时效温度或时效时间的增加会提高纳米级亚稳相θ′-Al₂Cu、θ″-Al₂Cu的析出驱动力,可显著提高沉淀强化效果。

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Fe-Cr-Al电热合金的高温氧化行为

刘威, 邵兴明, 季勇华, 许万剑, 陈杰, 王树平

金属热处理 2021, 46 (4): 60-64. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.010

摘要（77）

PDF （618KB）（35）

对一种Fe-Cr-Al系电热合金0Cr25Al5进行了不同温度(950、1050、1150 ℃)的氧化质量增加试验。结果表明,合金试样在950 ℃下属于完全抗氧化级,在1050 ℃下属于抗氧化级,在1150 ℃下保温40 h以上时,由于Cr₂O₃的氧化挥发导致氧化膜出现空洞,大大降低了合金的抗氧化性能。XRD物相分析表明合金表面氧化膜主要由TiO₂、Al₂O₃和FeCr₂O₄组成。

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Q550D钒氮钢特厚板组织性能与表面质量

麻衡, 霍孝新, 吴红艳, 高秀华, 杜林秀

金属热处理 2021, 46 (4): 65-69. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.011

摘要（91）

PDF （607KB）（45）

研究了控轧控冷工艺对工业试生产的50 mm厚V-N微合金钢中厚板组织与性能的影响,利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、拉伸试验机等对试验钢微观组织、力学性能及钢板表面质量进行了观察及分析。结果表明:试验钢在终冷温度为630 ℃时,显微组织由针状铁素体、多边形铁素体和少量粒状贝氏体组成,可观察到V(C,N)析出粒子。试验钢中部屈服强度达599 MPa,伸长率为20%,-20 ℃时的冲击吸收能量为199 J。降低钢中Al元素的含量,钢板表面质量得到了明显的改善。

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超快速加热退火下保温时间对5083铝合金组织及力学性能的影响

丁浩晨, 赵艳君, 苏原明, 王谢, 南权晖, 仇诚, 冯奕洁

金属热处理 2021, 46 (4): 70-76. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.012

摘要（88）

PDF （610KB）（31）

利用Gleeble-3500热模拟系统和电子背散射衍射(EBSD)技术对5083铝合金超快速退火组织的演变规律进行了研究,探讨了5083铝合金经过80%冷轧变形后以500 ℃/s加热至450 ℃时,不同保温时间(1~60 s,冷却速度40 ℃/s)对退火组织及力学性能的影响。结果表明,随退火保温时间从1 s延长到60 s,5083铝合金的平均晶粒尺寸由4.94 μm增大到6.44 μm,合金中主要产生了再结晶立方退火织构{001}<100>、旋转立方织构{001}<110>,以及少量的高斯织构{011}<100>和黄铜型织构{011}<211>。当退火保温时间从1 s增加到60 s,整体上合金中的再结晶退火织构先增强再减弱。退火保温时间对5083铝合金的强度影响较小,5083铝合金的屈服强度、抗拉强度没有明显的变化,分别约为170 MPa、326 MPa,而其伸长率由25.63%逐渐增大至30.06%,最后又降低至25.20%。

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退火温度对Fe-Mn-Al-C钢组织和拉伸性能的影响

李烨, 夏鹏成, 谢鲲, 曹梅青, 谭云亮, 金晓龙

金属热处理 2021, 46 (4): 77-82. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.013

摘要（104）

PDF （604KB）（59）

采用OM、SEM、TEM和拉伸试验等手段研究了退火温度对Fe-19Mn-2Al-0.6C钢组织和性能的影响。结果表明,退火后试验钢的基体组织为奥氏体。由于回复再结晶的完成程度不同,随着退火温度的升高,晶粒尺寸先减小再增大。同时,退火孪晶的数量逐渐增加,抗拉强度持续降低,但总伸长率先升高然后降低。当施加一定的外部载荷时,在变形过程中会产生大量的变形孪晶和位错。高密度位错在晶界或孪晶界处的缠绕和塞积阻碍了位错的进一步运动。一次孪晶和二次孪生的交割产生的动态Hall-Petch效应,以及位错和孪晶的相互作用共同导致试验钢的高加工硬化能力。Fe-19Mn-2Al-0.6C钢获得最佳综合力学性能的退火温度约为900 ℃,其抗拉强度为947.61 MPa,强塑积为49.30 GPa·%,伸长率为52.03%。

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氮碳氧复合处理(QPQ)对MPS700A钢组织与性能的影响

潘虹吉, 罗德福, 陈甥怡

金属热处理 2021, 46 (4): 83-87. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.014

摘要（96）

PDF （664KB）（54）

采用氮碳氧复合处理(QPQ)技术对耐蚀耐热不锈钢MPS700A钢进行表面改性,分别进行(450～500) ℃×5 h和(550～570) ℃×3 h盐浴氮碳共渗试验,氧化处理工艺均为400 ℃×30 min。对QPQ处理后试样渗层的表面形貌、表面硬度、脆性及其耐磨性进行了分析。结果表明:渗层主要由氧化膜层、疏松层、化合物层和扩散层构成,QPQ处理后试样的硬度明显提高,相对低温段490 ℃盐浴氮碳共渗试样的硬度最高,相对高温段550 ℃处理的试样硬度最高,分别为1295、1344 HV0.1,分别是基体硬度的3.75和3.90倍。QPQ处理试样的渗层组织细小,均匀致密,脆性低,耐磨性好,比祼钢具有较好的高温摩擦磨损性能,尤其在500 ℃以上性能更加优异。且与550 ℃盐浴氮碳共渗QPQ试样相比,490 ℃盐浴氮碳共渗QPQ试样具有更低的脆性,更好的高温摩擦磨损性能。

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淬火温度对渗碳齿轮钢C64显微组织及力学性能的影响

梁晓东, 鞠哲, 刘骥, 王晨充, 王旭

金属热处理 2021, 46 (4): 88-94. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.015

摘要（86）

PDF （609KB）（54）

通过硬度、拉伸、冲击测试,以及光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)等分析手段研究了C64钢在不同温度淬火过程中的显微组织和力学性能的变化。结果表明:当淬火温度低于950 ℃时,C64试验钢的显微组织中板条马氏体较为细小;当温度高于950 ℃时,板条马氏体急剧长大。随着淬火温度的升高,碳化物开始逐渐溶解,950 ℃时几乎全部溶解。钢的强度、硬度随着淬火温度的升高呈现下降的趋势;钢的伸长率、断面收缩率、冲击吸收能量随着淬火温度的升高表现出先升高后下降的趋势,并在950 ℃时达到最大值。试验钢最佳淬火温度为950 ℃,能够获得组织均匀、细小的板条状马氏体组织。此时,试验钢的抗拉强度为1122 MPa,屈服强度为1106 MPa,伸长率为11.40%,断面收缩率为25.20%,冲击吸收能量为191.0 J,能达到强韧化的最佳匹配。

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大规格82B钢盘条的冬季时效行为

王海宾, 贾建平, 张朝磊, 卢伟永, 王建忠, 李娜

金属热处理 2021, 46 (4): 95-99. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.016

摘要（80）

PDF （609KB）（32）

研究了ø12.5 mm规格82B钢盘条在北方冬季－15~－23 ℃条件下自然时效0~30 d后的力学性能变化情况,并进行了不同的人工时效试验。结果表明:82B钢盘条的抗拉强度与时效没有明显的关系;自然时效0~10 d后其断面收缩率呈明显上升趋势,10~30 d断面收缩率趋于稳定;盘条下线后立即在200 ℃保温2 h进行人工时效,得到的力学性能与自然时效10 d后的力学性能较为接近,因此对82B钢盘条可采用人工时效处理的方法预测自然时效后的力学性能。

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70Si2MnV钢球淬火过程的有限元模拟

王晓林, 乔娟娟, 李强, 郭辉

金属热处理 2021, 46 (4): 100-104. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.017

摘要（87）

PDF （607KB）（33）

基于传热学和相变学原理,借助ANSYS热模拟软件建立70Si2MnV轧制钢球在淬火过程中的传热过程有限元数学模型,获得钢球内部温度场随时间的变化情况,结合CCT曲线预测淬火过程的相变过程,并通过显微组织及硬度表征对模拟结果进行验证。结果表明,淬火钢球表面及距表面20 mm处冷却速度较快,能够获得全马氏体组织;距离表面40 mm处冷却速度下降,淬火过程中产生少量贝氏体组织;心部冷却速度小于临界冷速,存在珠光体及贝氏体组织,但马氏体含量仍保持在80%左右,表明试验钢具有良好的淬透性,能保证直径ø120 mm的钢球完全淬透。

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固溶处理温度对Fe-Mn-Al-C铁素体基轻质钢耐蚀性能的影响

赵婷, 孙佳振, 贾鑫, 郭凯, 王天生

金属热处理 2021, 46 (4): 105-111. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.018

摘要（130）

PDF （617KB）（42）

利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等研究了热轧态、850、950和1 050 ℃固溶处理Fe-Mn-Al-C铁素体基轻质钢的微观组织。通过测试固溶处理试样的极化曲线和阻抗曲线,以及观察试样在3.5%NaCl溶液中腐蚀后的表面状态,分析其耐蚀性。结果表明,试样经850 ℃固溶处理后的组织为铁素体+κ碳化物;950 ℃固溶处理后组织为铁素体+奥氏体+少量κ碳化物;1050 ℃固溶处理后组织为铁素体+奥氏体。随固溶处理温度的升高,试样中κ碳化物逐渐粗化直至全部溶解,950 ℃时发生奥氏体转变且晶粒有所增大,但1050 ℃时奥氏体的含量却略有降低。950 ℃固溶处理试样在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性最佳,其自腐蚀电流密度为3.102×10^-6 A/cm²,钝化膜的电阻R_p值为3944 Ω。经过240 h腐蚀浸泡后,950 ℃固溶处理试样的腐蚀速率最低,这主要是由于其组织中奥氏体含量相对较高、铁素体和κ碳化物含量相对较低以及铁素体中Al元素含量较高所致。

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TC32钛合金不同热处理工艺下的组织性能及断裂机制

李明兵, 王新南, 商国强, 祝力伟, 李静, 李星, 朱知寿

金属热处理 2021, 46 (4): 112-117. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.019

摘要（100）

PDF （611KB）（50）

以新型高性能低成本TC32钛合金为研究对象,通过光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和拉伸试验机等,研究了普通退火(700 ℃×2 h, AC)和双重退火(880 ℃×2 h, AC+550 ℃×6 h, AC)两种热处理工艺对该合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:普通退火后,TC32合金组织中初生α相含量约为37.2%,并产生轻微球化现象,β转变基体由较粗片层状的次生α相和残余β相组成,合金的抗拉强度均值为939 MPa,伸长率均值达17.4%;双重退火后,TC32合金组织中初生α相含量约为11.8%,并产生明显的球化现象,β转变基体由网篮状结构的细片层次生α相组成,合金的抗拉强度均值达1258 MPa,伸长率均值为9.4%;两种工艺下合金的室温拉伸断口均表现为韧性断裂,普通退火的断口中纤维区面积和剪切唇面积大,无明显放射区,韧窝数量多、尺寸大、深度深,双重退火的断口中有一定面积的放射区,除了等轴韧窝外,还有一定数量的撕裂棱。

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控制冷却工艺对Ti微合金化中碳钢板组织和性能的影响

杨波, 孙健, 郭宏丽

金属热处理 2021, 46 (4): 118-121. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.020

摘要（68）

PDF （606KB）（29）

采用控制轧制-控制冷却-淬火-回火工艺制备20 mm 厚的Ti微合金化中碳钢板,研究了控制冷却工艺(冷却速度)对该钢有效晶粒尺寸和析出相的影响,并探讨了其强韧化机理。结果表明:冷却速度越快,有效晶粒尺寸越小,马氏体板条宽度越窄,含Ti析出相越细小,使其兼具高强度和良好的塑性韧性。主要是由于快速冷却保留了轧制时获得的晶体缺陷和形变能,使再加热奥氏体细化,而且快速冷却抑制了Ti在冷却过程中析出,使Ti处于过饱和状态,再加热过程中逐渐析出细小的含Ti析出相,能更有效地阻止奥氏体晶粒长大。有效晶粒细化以及纳米级含Ti析出相使该钢板具有良好的力学性能。

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亚温淬火对09MnNiDR容器钢板组织及断裂性能的影响

张丙军, 谢章龙, 席连云, 李志超, 宁博

金属热处理 2021, 46 (4): 122-125. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.021

摘要（71）

PDF （666KB）（37）

利用光学显微镜、扫描电镜、热膨胀分析仪等对连铸-轧制方式生产的60 mm厚09MnNiDR容器钢板经不同亚温淬火+回火工艺处理后的组织和低温冲击性能进行了分析。结果表明:相比两次亚温淬火+回火工艺,采用淬火+亚温淬火+回火工艺的试验钢1/2厚度处冲击吸收能量大大提高,这与组织中小尺寸晶粒的占比提高有关;前者冲击断口形貌表现为准解理断裂,后者则为韧性断裂。

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加热工艺对1800 MPa级热成形钢冷弯性能的影响

晋家春, 邓宗吉, 杨峥, 李子涛, 卢茜倩, 崔磊, 刘永刚, 詹华

金属热处理 2021, 46 (4): 126-130. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.022

摘要（75）

PDF （617KB）（51）

利用冷弯试验机、光学显微镜、扫描电镜等研究手段,分析了热冲压成形工艺过程中的加热保温时间对1800 MPa级热成形钢微观组织和冷弯性能的影响。结果表明,随保温时间的增加,试验钢热冲压成形后的原始奥氏体晶粒长大,当保温时间为5 min时,原始奥氏体晶粒尺寸约为5 μm,细小且均匀,当保温时间达到9 min时,出现异常粗大晶粒。冷弯角与原始奥氏体晶粒尺寸关系密切,冷弯角随着晶粒的长大而减小,在5 min时获得最大冷弯角54.5°。

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终冷温度对低屈强比复合析出强化钢组织与性能的影响

马长文, 马龙腾, 王彦锋, 杨永达, 韩承良

金属热处理 2021, 46 (4): 131-137. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.023

摘要（60）

PDF （608KB）（36）

利用热模拟方法测定低屈强比复合析出强化钢不同速率冷却后的显微组织并绘制动态连续冷却转变曲线,然后对比了不同终冷温度下试验钢的力学性能,并利用光学显微镜、扫描电镜与透射电镜分析不同终冷温度对试验钢轧后显微组织的影响。结果表明,随冷却速度的增加,试验钢的组织由粒状贝氏体转变为板条贝氏体,未发现铁素体组织,具有高淬透性。随终冷温度由400 ℃升为450 ℃,钢中板条亚结构发生粗化,位错密度下降,但高温下合金元素快速扩散使富Cu相与Nb/Ti碳化物的数量提高,析出强化效果增强。经优化终冷温度为450 ℃,此时试验钢中粒状贝氏体比例较高,可获得高强度与低屈强比的良好匹配。

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控轧控冷工艺对440 MPa级船体钢组织与性能的影响

王思成, 周丹, 柴希阳, 佟石, 杨洋, 王天琪

金属热处理 2021, 46 (4): 138-142. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.024

摘要（72）

PDF （607KB）（28）

通过CCT曲线和实验室控轧控冷工艺试验,研究了440 MPa级船体钢的过冷奥氏体连续冷却(CCT)过程的相变以及组织性能。结果表明:试验钢在较宽的冷速范围内容易得到贝氏体组织,随着终轧温度的降低,试验钢的强韧性得到提高。轧后空冷条件下,试验钢得到铁素体+珠光体组织,韧性较好,但强度富余量相对较小。轧后加速冷却,试验钢的强度得到明显提升。模拟卷取温度为550 ℃时,试验钢的强韧性相对更好。综合分析,较优的控轧控冷工艺参数为:终轧温度840 ℃,轧后冷速(20±5) ℃/s,卷取温度550~560 ℃。

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回火温度对1100 MPa钢组织和性能的影响

李灿明

金属热处理 2021, 46 (4): 143-146. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.025

摘要（99）

PDF （617KB）（60）

采用低碳+Nb、Ti、B、Cr、Mo、Ni成分体系,利用SEM、TEM等研究不同回火温度下试验钢的组织和力学性能变化。结果表明:220 ℃回火,马氏体发生分解,马氏体板条束变粗,束内板条逐渐合并,残留奥氏体逐渐分解,位错密度大幅度下降,淬火带来的内应力得到释放,试验钢具有最佳的综合力学性能。300 ℃回火,碳化物在奥氏体晶界或回火马氏体板条间大量聚集、长大,降低了晶界、板条间的结合力,出现了回火脆性。

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420B不锈钢牙骨凿表面激光淬火的数值模拟与组织性能

郭士锐, 张仕豪, 车江宁, 崔陆军, 郑博

金属热处理 2021, 46 (4): 147-151. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.026

摘要（85）

PDF （609KB）（30）

为了提高牙骨凿刃口硬度,延长使用寿命,利用ANSYS参数化设计在420B不锈钢牙骨凿表面进行激光淬火数值模拟,在此基础上进行激光淬火试验,并用光学显微镜、显微硬度计对刃口激光淬火后的显微组织和硬度进行分析。结果表明:在激光功率500 W,扫描速度960 mm/min时,仿真模型模拟得出淬火表面最高温度约1070 ℃。此工艺参数下淬火后刃口截面最高硬度达到57.1 HRC,平均硬度达到51.0 HRC,淬火效果较好。

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硅酸盐体系电解液中添加Na₂WO₄对LY12铝合金陶瓷膜性能的影响

何巧成, 姜文勇, 陈鹿, 王长亮, 武鹏海

金属热处理 2021, 46 (4): 152-156. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.027

摘要（60）

PDF （612KB）（34）

通过SEM、XRD、硬度试验、电化学腐蚀试验研究了在硅酸盐体系电解液中加入不同浓度的Na₂WO₄对LY12铝合金微弧氧化陶瓷膜表面形貌及性能的影响。结果表明,添加Na₂WO₄改变了膜层的微观结构,使微弧氧化膜层硬度增加,表面平滑,呈现出小而少的孔洞结构,且表面堆积少量形状不规则的白色质点;随着Na₂WO₄添加量的增加,膜层的硬度值呈现先增加后降低的趋势,当Na₂WO₄含量为4 g/L时,膜层达到最高硬度440.3 HV0.3,较基体(硬度值约168 HV0.3)提升了272.3 HV0.3;XRD分析证明W元素参与了微弧氧化过程,并生成W的氧化物WO₃,陶瓷层物相主要由α-Al₂O₃和γ-Al₂O₃以及WO₃组成;电化学极化曲线分析结果表明添加剂Na₂WO₄有效地提高了膜层的耐腐蚀性能,耐腐蚀性能最好的添加量为 1 g/L,此时自腐蚀电位为-532.0 mV,腐蚀电流为0.011 μA。Na₂WO₄的添加可有效改善陶瓷膜层的表面形貌及性能。综合考虑膜层的性能,添加剂Na₂WO₄的最佳添加量为 4 g/L。

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980 MPa级冷轧复相钢力学性能的多元调控

陈卓, 王诚斯, 靳斌, 刘靖宝, 郝雷, 邝霜, 王金荣

金属热处理 2021, 46 (4): 157-160. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.028

摘要（82）

PDF （607KB）（33）

采用Gleeble-3500热模拟试验机、拉伸试验机和光学显微镜研究了连续退火工艺中均热温度、缓冷温度和过时效温度对980 MPa级复相钢力学性能及组织的影响规律。结果表明,经连续退火处理后980 MPa级复相钢组织为典型的铁素体、贝氏体、马氏体组织,随均热温度的提高,贝氏体和马氏体含量逐渐增加,从而提高抗拉强度和规定塑性延伸强度;缓冷温度则能改变新生铁素体晶粒大小及马氏体含量,从而调控复相钢力学性能;随着过时效温度的升高,部分颗粒状碳化物开始析出,能够降低马氏体的强度即改善复相钢塑性。从多元调控的角度逐步优化980 MPa级复相钢的综合力学性能,最终确定均热温度800 ℃、缓冷温度700 ℃和过时效温度340 ℃为最优工艺参数。

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镍基合金电子束熔覆表面改性及高温耐磨性研究

刘海浪, 卢儒学, 陈健, 徐珖韬, 张倩

金属热处理 2021, 46 (4): 161-166. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.029

摘要（83）

PDF （613KB）（36）

利用电子束在Inconel 617高温合金表面熔覆WC-CoCr复合涂层,设计正交试验分析了工艺参数对熔覆层的影响,研究了优化后涂层的组织与性能。结果表明,电子束扫描束流对熔覆质量特性影响最为显著,优化工艺下获得的熔覆层与基体合金相互扩散并形成良好的冶金结合,熔覆层内出现了WC、CoCr、(Fe,Ni)C₆、Fe₃W₃C相以及α-Co的固溶体,电子束处理可有效抑制WC的分解,使涂层的显微硬度达1200 HV0.3。涂层的显微组织主要为CoCr基质上分布的枝晶和多种共晶,其在200、600和1000 ℃高温滑动磨损行为中具有比Inconel 617合金基体更低的磨损率和摩擦因数,耐磨性得到了提高。

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稀土CeO₂改性Ni60/50%WC涂层的制备及性能

张蕾涛, 段理, 刘德鑫, 张伟樯, 王雪松, 戴娇燕, 徐金富

金属热处理 2021, 46 (4): 167-170. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.030

摘要（69）

PDF （611KB）（42）

通过添加稀土CeO₂对Ni60/50%WC涂层进行改性,制备了不同CeO₂含量的涂层,研究了CeO₂含量对涂层表面裂纹的影响。结果表明,随着CeO₂含量的增大,涂层的表面裂纹先逐渐减少,后又逐渐增多,在添加1%CeO₂时,Ni60/50%WC涂层无裂纹,且涂层组织均匀且致密,WC粒子圆润,其物相含有γ-(Fe, Ni)、M₂₃C₆、M₇C₃、Fe₃W₃C、Ni₄W、W₂C、CeNi₅和CeNi₂等。与未添加CeO₂的涂层相比,在添加1%CeO₂后涂层的硬度提高了11.88%,磨损率降低了26%。

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BH催渗工艺对12CrNi3渗碳钢组织和性能的影响

刘克, 杨兵, 孙林, 欧阳雪枚, 丁卉, 朱旭

金属热处理 2021, 46 (4): 171-175. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.031

摘要（81）

PDF （609KB）（29）

针对12CrNi3钢薄壁齿轮气体渗碳工艺存在温度高、周期长、畸变大的弊端,导致薄壁重载齿轮组织状态不佳,畸变不受控等问题,在原超级渗碳工艺的基础上添加BH-5催渗剂,开展BH催渗试验。结果表明,当渗碳层深为(1.5±0.1) mm时,BH渗碳可提升效率20%以上;使用BH催渗使12CrNi3钢渗碳后晶粒度达到7级,渗层硬度梯度下降更平缓,摩擦性能提高,畸变减小。

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超音速火焰喷涂NiTi合金涂层的形状记忆效应

段学燕, 李文利, 覃恩伟, 王博, 陆海峰, 吴树辉

金属热处理 2021, 46 (4): 176-181. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.032

摘要（61）

PDF （607KB）（25）

采用超音速火焰喷涂制备超致密NiTi合金涂层,通过后续热处理获得优化相变结构,并通过压痕法分析涂层的形状记忆效应。光学显微镜及扫描电镜对NiTi合金涂层微观结构表征显示,喷涂制备态涂层由内部岛状-链状界面叠片组成,涂层致密孔隙率约为0.82%。X射线衍射分析显示,NiTi涂层制备态为全奥氏体,经时效处理析出Ni₄Ti₃相。压痕法分析表明,在制备态及时效态涂层中均获得了一定的单程及双程形状记忆效应。X射线物相分析及差示扫描量热仪对比分析揭示,时效析出的第二相粒子显著增加形状记忆效应。

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加氢反应器用2.25Cr-1Mo-0.25V钢锻件的持久性能

石如星, 禹兴胜, 元亚莎, 何春静, 陈明, 代博杰

金属热处理 2021, 46 (4): 182-186. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.033

摘要（62）

PDF （607KB）（33）

研究了高温持久对2.25Cr-1Mo-0.25V钢断口及显微组织的影响。对热处理态试样的常温、高温及相同温度、不同载荷下的高温持久强度进行分析,并通过扫描电镜(SEM)对持久试样的断口及微观组织进行观察。结果表明,随着加载应力的增加,持久时间显著降低,持久试样断裂后,断口形貌的韧窝中有富Mo析出相,且随着持久断裂时间的延长,析出相中Mo元素含量逐渐增多。

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不同温度时效后17-4PH不锈钢的高周腐蚀疲劳性能

高艾瑞, 高圆, 席生岐, 石联峰, 梁刚, 高振旭

金属热处理 2021, 46 (4): 187-191. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.034

摘要（101）

PDF （606KB）（44）

对17-4PH不锈钢进行固溶+稳定化+时效处理,分析了568 ℃和605 ℃两种温度时效后17-4PH不锈钢的显微组织、硬度、裂纹扩展速率、腐蚀疲劳断口以及疲劳极限。结果表明:时效温度为568 ℃的17-4PH不锈钢疲劳极限相对于605 ℃时效温度的疲劳极限明显提高,其疲劳裂纹扩展门槛值高于605 ℃的,疲劳扩展速率明显低于605 ℃的。两种温度时效后钢的疲劳断口均属于解理断裂。

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核电用316H奥氏体不锈钢锻件的晶粒度控制

冉熊波, 刘虹伶, 汪洪宇, 曹俊生, 梁启超, 侯超前

金属热处理 2021, 46 (4): 192-195. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.035

摘要（135）

PDF （610KB）（53）

针对316H奥氏体不锈钢锻件晶粒粗化和混晶的问题,研究了锻造温度、变形量、固溶保温温度对316H钢晶粒度的影响。结果表明:锻件晶粒度大小为芯部＞1/4直径＞表面位置;锻造温度和变形量的增加促进了动态再结晶的发生,对晶粒的细化作用十分显著,锻造温度采用1100 ℃,变形量控制在30%时,锻造后的晶粒度可达7级左右。热处理对锻件的晶粒度具有一定均匀化作用,热处理温度过高会使晶粒长大,热处理温度应控制在1040~1060 ℃范围内。

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铁基电热合金丝显微组织均匀性的对比分析

张强, 祝志祥, 陈新, 张宁, 殷雪, 朱建新, 孟利

金属热处理 2021, 46 (4): 196-199. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.036

摘要（59）

PDF （608KB）（27）

电热合金的性能与合金成分、显微组织及织构存在密切关系。对两种成分的商用铁基电热合金丝(0Cr25Al5合金和0Cr21Al6Nb合金)样品的显微组织进行评测,重点分析了合金丝中显微组织的均匀性,探讨了合金元素、织构类型及合金丝径向不同位置处晶粒尺寸分布特征的关联关系。结果显示,与0Cr25Al5样品相比,含Nb的0Cr21Al6Nb样品表现出更为均匀的晶粒尺寸分布,且平均晶粒尺寸稍小。不同取向的晶粒在合金丝中的分布存在差异,<110>取向晶粒的平均晶粒尺寸较大,而小尺寸的<110>取向晶粒占比较小。同时,不同成分合金丝径向不同位置处晶粒尺寸分布均匀性存在差异,0Cr21Al6Nb样品晶粒尺寸分布跨度较小,不同位置差异不显著,即晶粒尺寸分布对位置不敏感;0Cr25Al5样品晶粒尺寸分布跨度较大,且合金丝不同位置晶粒尺寸分布不同。综上表明,添加碳化物形成元素能明显降低合金丝中平均晶粒尺寸及促进晶粒尺寸分布均匀性;晶粒取向与晶粒尺寸及其在合金丝中的分布存在一定关联性,可为电热合金丝制备工艺优化、显微组织改善与综合性能提升提供一定参考。

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GH4169合金机匣环件热成形晶粒可控的加热规范制定方法

李姚君, 黄海, 顾青, 兰箭

金属热处理 2021, 46 (4): 200-204. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.037

摘要（67）

PDF （611KB）（31）

GH4169机匣环件在成形过程中需要反复加热到较高温度,从而导致晶粒粗化。通过已建立的GH4169高温合金析出相演变模型和晶粒长大模型模拟机匣环件热成形过程,并制定了加热规范。计算和试验结果表明,所制定的加热规范能够明显抑制机匣环件在制坯和轧制过程中的晶粒长大。

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ZGMn13Cr2钢水韧处理中的脱碳行为

朱可, 李强, 曾建民, 赵四勇, 黄肇敏, 胡永玫

金属热处理 2021, 46 (4): 205-209. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.038

摘要（70）

PDF （592KB）（24）

研究了不同水韧条件下ZGMn13Cr2钢的脱碳行为,分析了实际脱碳深度与理论计算之间的关系,并对传统的计算模型进行了修正。结果表明,水韧处理加热温度越高,保温时间越长,脱碳越严重。当加热温度为1000 ℃时,实际脱碳深度与理论脱碳深度相似;加热温度为1050 ℃和1100 ℃时,由于氧化反应的加剧以及碳化物的作用,实际脱碳深度大于理论脱碳深度,传统的计算模型不再适用,采用修正的计算模型能对ZGMn13Cr2钢水韧处理中的脱碳深度起到一定的预测作用。

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等离子喷涂Al₂O₃陶瓷涂层的显微组织检测技术

解菁, 谢善, 全琼蕊, 李欣

金属热处理 2021, 46 (4): 210-216. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.039

摘要（68）

PDF （589KB）（44）

使用自动金相制样设备和光学显微镜对大气等离子喷涂氧化铝陶瓷涂层金相样品制备技术及显微组织评估技术进行研究,确定最佳的制样及评估方法。结果表明:金相试样制备时采用树脂粘接SiC湿砂轮切割片取样、配备正确制样参数的自动化磨抛设备,采用SiC新砂纸研磨和回弹性低的无毛布抛光,能够有效呈现涂层的真实显微组织,解决了涂层孔隙率异常偏大等假象; 烧结碎裂制粉的氧化铝粉末形貌呈棱角状的固有属性可用于涂层未溶颗粒和重熔颗粒的辅助评估;尽量缩小显微镜孔径光阑能有效分辨涂层未熔颗粒、重熔颗粒和氧化物等显微组织特征。

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渗氮后氧化处理40Cr钢的耐蚀性能

岳佳宏, 孟璇, 姚小卫, 孔令飞, 杨阳, 秦国方

金属热处理 2021, 46 (4): 217-219. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.040

摘要（124）

PDF （593KB）（45）

通过盐雾腐蚀试验法,对不同温度渗氮+后氧化处理的40Cr钢试样及不同表面防护状态下的40Cr钢试样的耐蚀性能进行对比。结果表明,40Cr钢渗氮温度在560～580 ℃之间时,中性盐雾试验时间可达200 h以上;对渗氮后氧化处理后的40Cr钢试验件边缘保护及油封处理后,中性盐雾试验时间可达200 h,外观评级(R_A)为10。

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45Mn钢件表面电镀霉斑的形成原因分析

杨玉, 王英海, 张吉富, 马小军, 徐立家, 任俊威

金属热处理 2021, 46 (4): 220-223. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.041

摘要（131）

PDF （637KB）（49）

针对45Mn钢件表面电镀出现的霉斑现象,分析了钢板的化学成分、原始组织及表面质量。结果表明,钢的化学成分和微观组织未见异常,满足标准要求,但钢板表面粗糙、氧化脱碳严重,形成微裂纹是电镀不合格的主要原因。通过优化生产工艺,提高表面质量,可以避免电镀霉斑的形成。

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20Mn2A圆链钢的鱼眼断裂分析

温娟, 来萍, 杨荣光, 任群, 鞠新华

金属热处理 2021, 46 (4): 224-226. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.042

摘要（79）

PDF （590KB）（32）

20Mn2A圆链钢在编链热处理后的拉伸试验中出现了断裂,在大多断口上发现有圆形或椭圆形平台。用扫描电镜、光学显微镜及直读光谱等仪器分别对圆链的断口形貌、组织、化学成分进行了分析。结果表明,圆链钢的化学成分正常,圆链的局部组织为回火马氏体和铁素体,铁素体组织的存在降低了圆链钢的硬度及耐磨性。圆链断口圆形平台的微观形貌为冰糖状沿晶形貌,平台中央有氧化铝类夹杂,这种以夹杂为核心的鱼眼状氢脆是引起圆链断裂的主要原因。

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大口径厚规格X80管线钢的低温断裂控制

熊祥江, 范明, 杨小军, 李中平, 史术华, 彭宁琦, 钱亚军, 彭清

金属热处理 2021, 46 (4): 227-231. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.043

摘要（61）

PDF （593KB）（41）

以大口径(OD1422 mm)、大壁厚(38.5 mm)X80级管线钢热轧板为研究对象,采用光学显微镜和扫描电镜对其显微组织和-20 ℃低温落锤撕裂试验断口形貌进行分析,研究了断裂与组织之间的关系。结果表明,带状组织和不同厚度位置晶粒度大小不均,粒状贝氏体、退化珠光体、准多边形铁素体和马奥岛等混合组织会导致裂纹的萌生和扩展,出现解理断裂,对低温韧性不利,而尺寸为3 μm以下的马奥组织和均匀分布的贝氏体铁素体对裂纹扩展起阻碍作用,说明细小的马奥组织和贝氏体铁素体能够提高钢板的断裂韧性,对低温断裂控制十分有利。

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ZL111铝合金液压制动主缸的开裂分析

吴冰冰, 曾志卫, 王君兆, 邓番林, 焦广胜

金属热处理 2021, 46 (4): 232-235. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.044

摘要（73）

PDF （588KB）（30）

ZL111铝合金液压制动主缸体在外观检测时发现主缸开裂,密封检测漏气。为查找铝合金主缸开裂原因,对主缸裂纹、断口形貌、显微组织进行观察,检测其化学成分、相变点。结果表明,主缸的失效是因为组织存在过烧缺陷,降低了材料强度,且晶界存在呈圆角状分布的脆性共晶硅相,并聚集长大,进一步弱化晶界。在淬火应力作用下,缸体开裂,后续加工过程中裂纹扩展至宏观裂纹。讨论并分析主缸开裂的根本原因是成分中Mg元素含量偏高,降低了引起主缸过烧的温度。

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一级行星架内孔淬火开裂原因分析

燕友增, 张皓, 曹奇, 孟高强, 夏国锋, 徐泷

金属热处理 2021, 46 (4): 236-238. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.045

摘要（77）

PDF （777KB）（39）

一批风电齿轮箱中42CrMo4钢一级行星架调质后机加工过程中发现内孔开裂。从成分偏析分析、淬火工艺验证、机加工表面磁粉探伤检测、金相分析等方面,对一级行星架进行了分析。结果表明,淬火冷却过于激烈是导致开裂的直接原因,严重的成分偏析是导致淬火开裂的主要原因。

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35CrMo钢圆柱销纵向开裂原因分析

周永强

金属热处理 2021, 46 (4): 239-242. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.046

摘要（83）

PDF （648KB）（49）

某标准件厂生产的35CrMo钢圆柱销在入厂复验进行拉伸试样加工时发现内部存在纵向开裂,通过对该圆柱销进行化学成分、显微组织、裂纹及断口形貌等检验分析,查明了开裂的原因。结果表明,35CrMo钢圆柱销开裂是淬火过程中产生的纵裂,热处理过程中有轻度的过热,以及纵向存在粗大的夹杂物等脆性相是开裂的根源。通过适当调整热处理工艺、选择纯净的原材料可避免此类问题的发生。

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齿轮轴坯步进式等温正火处理生产线的研制

罗平, 李贤君, 张文良, 王劲, 巫小林, 尚勇, 史悦璋

金属热处理 2021, 46 (4): 243-246. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.047

摘要（70）

PDF （592KB）（46）

研制了一款适用于齿轮轴坯等温正火处理的步进式智能型热处理生产线,并详细介绍了为实现齿轮轴坯“绿色化”、“精密化”、“智能化”等温正火热处理生产所采用的一系列措施。近两年的生产实践表明:该热处理生产线具有机械动作运行平稳、加热速度快、工件加热和冷却均匀、节能降耗、自动化程度高等优点。经该等温正火处理生产线后,齿轮轴坯的组织(铁素体和珠光体)细小且均匀,为后续渗碳淬火工序奠定了良好的组织基础;硬度值适中且散差小有助于机加工性能明显改善。

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高压气淬设备与工艺

潘振

金属热处理 2021, 46 (4): 247-249. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.04.048

摘要（82）

PDF （590KB）（54）

简要介绍了气体淬火介质及ECM气体淬火设备的特性,同时介绍了ECM气体分级淬火工艺的原理,并结合实际生产案例,论述了分级气淬工艺较普通气淬工艺的优越性。

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Mo含量对高等级管线钢相变行为及组织和性能的影响

段贺, 单以银, 杨柯, 史显波, 严伟, 任毅

金属热处理 2021, 46 (5): 1-8. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.001

摘要（110）

PDF （654KB）（70）

通过调整一种高强韧管线钢中的Mo含量,研究Mo含量对动态相变规律的影响。在相同热机械控制轧制(TMCP)工艺下,比较Mo含量为0.2%和0.3%的两种钢的强度和韧性的差异,通过光学显微镜、EBSD、TEM等手段研究两种钢的复杂针状铁素体组织,并对组织和性能间的关系进行分析。结果表明:提高Mo含量有利于组织细化和针状铁素体的形成,动态CCT曲线向右下方移动;在相同轧制工艺条件下,0.3%Mo钢具有更高的强度,Mo含量的增加有助于提高沉淀强化和细晶强化的作用,同时增加了贝氏体铁素体(BF)的体积分数和MA岛的尺寸及数密度,并进一步提高了强度;两种钢在大角度晶界比例相同时,0.3%Mo钢的冲击性能较差,MA岛的尺寸和数密度及形状的不规则程度是影响冲击性能的主要因素。

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热等静压成形FeCrAl不锈钢的组织及脆性分析

保顺, 刘荣佩, 丰涵, 佴启亮, 贾建, 朱玉亮, 宋志刚

金属热处理 2021, 46 (5): 9-13. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.002

摘要（95）

PDF （578KB）（46）

采用Thermo-Calc软件对两种铝含量的FeCrAl不锈钢母合金的近平衡态相构成进行了计算分析,采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析等方法对经雾化制粉和热等静压成形(HIP)制备的FeCrAl不锈钢的组织及力学性能进行了观察和研究。结果表明:试验钢基体相为BCC结构的α相,主要析出相MC碳化物的析出峰值温度约为700 ℃,其极限析出量(质量分数)约0.8%,主要沿铁素体α基体的晶界处呈链状分布析出,并易在三叉晶界等高能量区域粗化长大。滑移系少、质硬的六方结构MC碳化物析出是导致热等静压FeCrAl不锈钢室温冲击脆断的主要原因。800 ℃退火处理后水冷可以减少MC碳化物析出,改善HIP成形FeCrAl不锈钢的冲击性能。

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火电机组耐热钢失效机理的研究现状

杨浩, 司宇, 曹鹏军, 栗克建

金属热处理 2021, 46 (5): 14-24. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.003

摘要（81）

PDF （575KB）（46）

有效提高火电机组燃料燃烧的利用率是现代社会缓解能源危机和缓解压力的主要手段,适当提高机组的蒸汽参数可以增加热循环效率,使能源利用率得到提高,但对机组零部件的性能要求也更严格。耐热钢因具有优良的高温氧化性、热强性以及廉价的成本而广泛应用于火电锅炉的零部件。本文介绍了25Cr2MoVA、T91和Super 304H三种耐热钢在不同热处理强化后的显微组织,分析了不同温度下耐热钢的高温力学性能,综述了耐热钢服役期间的失效机理。此外重点阐述了耐热钢表面氧化膜的研究现状,并对利用氧化膜厚度预测金属零部件剩余使用寿命的应用前景进行了展望。

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42CrMo钢加热过程中的奥氏体晶粒尺寸演变

彭则, 李萌蘖, 卜恒勇, 李其

金属热处理 2021, 46 (5): 25-31. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.004

摘要（117）

PDF （575KB）（49）

通过金相试验方法测定42CrMo钢在890~930 ℃下保温10~240 min后的晶粒尺寸。结果表明,42CrMo钢在加热到试验温度890~930 ℃时已经完全奥氏体化,保温过程中的晶粒生长属于正常生长;加热温度对晶粒尺寸的影响较大,保温时间对晶粒尺寸的影响较小;随保温时间的延长晶粒生长缓慢,晶粒尺寸与保温时间满足指数小于1的函数关系。基于试验数据,通过线性回归得到晶粒长大的Beck模型参数,通过非线性回归得到Sellars和Anelli模型参数,3个模型的预测精度都较好,而Anelli模型的适用性要高于Beck模型和Sellars模型,故在预测42CrMo钢的奥氏体晶粒长大规律时宜使用Anelli模型。

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超高强度帘线钢LX92A连续和等温冷却下的相变行为

李战卫, 沈奎, 于学森, 张宇

金属热处理 2021, 46 (5): 32-37. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.005

摘要（71）

PDF （575KB）（33）

通过热模拟试验研究了超高强度帘线钢LX92A在920 ℃压缩变形60%后的动态连续冷却转变和等温转变行为。连续冷却转变时,当冷速为0.5 K/s及以下时,在晶界位置存在明显网状结构渗碳体;当冷速达到1 K/s及以上时,渗碳体变为线条状,并随冷速增大,渗碳体逐渐减少;当冷速达到15 K/s以上时,组织中出现马氏体。等温转变时,珠光体转变的温度区间为550~700 ℃,鼻尖温度约为604 ℃,随温度降低,转变后的显微组织由粗大片层状珠光体向片状珠光体、索氏体、屈氏体转变,当转变温度降低到525 ℃时,组织中出现贝氏体。研究了珠光体片层间距与过冷度和冷速的关系,并采用回归分析法得到了片层间距模型,拟合优度分别达到0.99和0.97以上。

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冷变形N18合金再结晶过程中的织构演变

吴婧, 陈静, 蒋亦岚, 戴训, 张瑞谦, 刘会群

金属热处理 2021, 46 (5): 38-46. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.006

摘要（71）

PDF （579KB）（39）

采用电子背散射衍射技术(EBSD),对30%冷轧变形量的N18锆合金在530 ℃再结晶退火过程中轧面(RD-TD)和切面(RD-ND)的显微组织和织构进行了表征和分析。对于轧面,初始晶粒取向是<0001>//ND,再结晶晶粒取向主要是<0001>//ND和<1210>//RD;对于切面,初始晶粒取向主要是<1010>//RD和<1210>//RD,再结晶退火后形成<1010>//ND和<1210>//ND,以及<0001>方向分布在TD极点±85°三种不同取向的晶粒;轧面上的晶粒尺寸大于切面上的晶粒尺寸,为锆合金的再加工提供了理论支撑。

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6082-T6铝合金的微观组织与拉伸断裂的关系

朱高杰, 邹龙江, 任晓磊, 李春辉, 刘书潭

金属热处理 2021, 46 (5): 47-54. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.007

摘要（87）

PDF （578KB）（48）

采用静态拉伸的方法,研究了时效态6082-T6铝合金的力学性能。利用光学显微镜(OM)、透射显微镜(TEM) 观察了合金的微观组织,利用扫描电镜(SEM)对拉伸断口形貌进行了研究,利用电子探针(EPMA)分析了析出相的分布。通过以上方法分析了时效态6082-T6铝合金的微观组织与拉伸断裂间的关系。结果表明:时效态6082-T6铝合金的屈强比高,抗拉强度为345 MPa,屈服强度为326 MPa;该铝合金中分布有球形凹坑状黑色的Mg₂Si析出相,同时还存在白色的α-AlMnFeSi等富铁夹杂相;时效态6082-T6铝合金的拉伸断口呈明显的韧窝型断裂特征。位错塞积产生的应力集中超过弱界面结合强度时,合金的基体就会发生局部区域的断裂,从脆硬的析出相颗粒周围断裂形成坑状的韧窝,最后形成包含有硬脆夹杂相颗粒的韧窝型断裂。

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低温卷取热轧双相钢的显微组织及疲劳性能

赵楠, 刘学伟, 孙明军, 薛军

金属热处理 2021, 46 (5): 55-59. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.008

摘要（61）

PDF （579KB）（36）

采用扫描电镜、拉-拉疲劳试验机等研究了低温卷取热轧双相钢的显微组织及疲劳性能。结果表明:热轧双相试验钢的疲劳极限约为530 MPa;低温卷取工艺生产的热轧双相试验钢夹杂物平均尺寸多在5 μm以下,晶粒比较细小,马氏体组织较细小且弥散均匀分布,具有良好的综合力学性能。热轧双相试验钢疲劳裂纹源位于样品表面的棱角处,疲劳裂纹扩展区上有大量的韧窝、撕裂棱、疲劳辉纹和二次裂纹,瞬断区以浅韧窝为主,由于铁素体和马氏体发生不同程度的应变,最终二次裂纹在铁素体和马氏体的相界面萌生。二次裂纹虽然萌生但并未扩展,大量二次裂纹分散主裂纹尖端应力集中,可有效降低裂纹扩展的驱动力,降低疲劳裂纹扩散速率,抑制疲劳裂纹扩展,使疲劳强度得到提升。

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不同水基淬火介质对ZG30CrMnSiMo低合金钢组织和耐磨性的影响

武兆洋, 平宪忠, 郑宝超, 易艳良, 李卫

金属热处理 2021, 46 (5): 60-65. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.009

摘要（66）

PDF （576KB）（33）

通过扫描电镜、冲击试验机和动载冲击磨料磨损试验机等对低合金耐磨钢显微组织、力学性能和耐磨性能进行了分析。结果表明:铸态组织由珠光体和碳化物组成,铸态合金的宏观硬度为41.3 HRC,冲击吸收能量为6.1 J,磨损量为1.4378 g。经水玻璃(Na₂SiO₃)和PAG淬火后,显微组织均转变为回火板条马氏体和碳化物,宏观硬度分别为49.0 HRC和51.1 HRC,冲击吸收能量分别为7.3 J和9.4 J,磨损量分别为0.9378 g和0.8350 g。相比铸态合金,PAG淬火后合金的宏观硬度、冲击性能和耐磨性分别提高了23.7%、54.1%和1.7倍。相比水玻璃淬火,PAG淬火后合金钢的宏观硬度、冲击性能和耐磨性分别提高了4.3%、28.8%和1.1 倍。

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高强度双相钢的成形性能

熊自柳, 齐建军, 孙力, 董伊康, 赵轶哲, 杨婷, 邢承亮

金属热处理 2021, 46 (5): 66-70. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.010

摘要（95）

PDF （581KB）（45）

采用光学显微镜、单向/拉压、万能成形、三点弯曲等试验机检测了780~1180 MPa级双相钢的显微组织、力学性能、FLC(成形极限曲线)和冷弯性能。结果表明,随着双相钢的屈服强度增加,其伸长率、n值和r值降低,晶粒细化,马氏体含量增加,平面应变成形极限值从22.7%下降至12.6%,拉伸极限从15.8%下降至8.6%,三点弯曲最小相对弯厚半径从1.13增加到2.86;980 MPa级双相钢随着屈服强度增加,组织均匀性提高,胀形极限从22.8%增加到34.5%,最小相对弯厚半径从2.50减小到1.82;CR420/780DP、CR700/980DP、CR820/1180DP钢的包申格效应常数分别为0.82、0.78和0.79。CR420/780DP和CR820/1180DP钢在压缩过程中塑性变形初始阶段的加工硬化速率高于反向拉伸和单向拉伸塑性变形初始阶段的加工硬化速率。

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残留/逆转变奥氏体对改善高强度不锈钢-196 ℃超低温冲击性能的影响

邱旭扬帆, 杨卓越, 丁雅莉

金属热处理 2021, 46 (5): 71-74. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.011

摘要（72）

PDF （578KB）（39）

采用力学性能测试、SEM和XRD等手段研究了淬火+低温回火处理的0Cr16Ni6高强度不锈钢和过时效处理的00Cr11Ni11MoTi马氏体时效不锈钢,并分析了残留/逆转变奥氏体对试验钢超低温缺口抗拉强度和冲击性能的影响。结果表明,在两种试验钢室温强韧性相近的情况下,0Cr16Ni6钢在超低温下(-196 ℃)的缺口抗拉强度和冲击性能显著优于00Cr11Ni11MoTi钢。根据冲击试样远离断口和断口附近马氏体/奥氏体衍射峰的相对强度分别定量计算的残留/逆转变奥氏体含量,发现在裂纹形成和扩展过程中0Cr16Ni6钢有接近90%的残留奥氏体通过应变诱发相变生成马氏体,显著改善了超低温韧性;而过时效00Cr11Ni11MoTi钢形成的逆转变奥氏体具有较高的稳定性,难以发生应变诱发马氏体相变,改善超低温韧性作用程度有限。

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固溶处理对喷射成形1420铝锂合金组织和性能的影响

徐桂芳, 管云鹏, 郭章坚, 王嘉

金属热处理 2021, 46 (5): 75-80. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.012

摘要（60）

PDF （579KB）（34）

对喷射成形挤压态的1420铝锂合金进行不同温度、不同时间的固溶处理。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和电子万能试验机对合金的显微组织和力学性能进行分析。结果表明:挤压态合金中分布着大量Al₃Li、AlLi粒子。经450 ℃×0.5 h固溶处理后可获得细小的组织和良好的综合力学性能;第二相颗粒基本溶入合金基体中,抗拉强度为377.47 MPa,伸长率为17.3%,晶粒平均尺寸为2.91 μm;合金的断裂方式为韧性断裂。随着固溶温度、时间的增加,裂纹起源于合金缺陷处,以穿晶的方式扩展。

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回火温度对EH460级船用中厚钢板组织与强韧性的影响

肖娜, 徐晓宁, 王益民, 孙永辉, 田勇

金属热处理 2021, 46 (5): 81-86. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.013

摘要（73）

PDF （581KB）（34）

利用光学显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射分析和力学性能检测设备等,探究了回火温度对EH460级船板钢组织与力学性能的影响。结果表明:经400 ℃回火2 h处理后的试验钢具有最佳的强韧性匹配,屈服强度达到471 MPa,抗拉强度达到560 MPa,-40 ℃冲击吸收能量达到了312 J。回火后粗大M/A岛的分解、微观组织中大角度晶界比例与密度的上升以及有效晶粒尺寸降低是试验钢低温韧性改善的主要原因。

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横向磁通感应加热激励参数对带材温度的影响及加热器优化

闫朝辉, 汪友华, 刘成成, 武仕朴

金属热处理 2021, 46 (5): 87-94. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.014

摘要（84）

PDF （574KB）（39）

在考虑带材物理性能参数随温度变化的前提下,基于横向磁通感应加热耦合场的迭代计算,分析了不同激磁电流、电流频率和带材运动速度对钢带材温度分布的影响。对感应加热器模型进行了优化,改变加热器与带材之间气隙分布,设计了4种感应加热器模型,分析了在不同加热器模型下带材的平均温度和温度均匀性。对比了45钢和35CrMnSiA钢在原始加热器模型与改进后最佳加热器模型下的平均温度与温度均匀性。结果表明:优化后的感应加热器模型使带材表面温度分布更加均匀,平均温度更高。

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回火温度对00Cr13Ni5Mo超级马氏体不锈钢组织及性能的影响

李照国, 王珂, 纪显彬, 徐斌, 魏海霞

金属热处理 2021, 46 (5): 95-98. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.015

摘要（88）

PDF （580KB）（76）

研究了1050 ℃正火+550～700 ℃回火处理对00Cr13Ni5Mo超级马氏体不锈钢中厚板显微组织和力学性能的影响。结果表明,在1050 ℃正火后,随着回火温度的升高,板条状马氏体逐步分解,产生了逆变奥氏体组织,600 ℃回火时其含量最高,之后随着温度的升高逆变奥氏体的含量逐步降低;试验钢的强度、硬度及屈强比均随回火温度的升高先降低后升高。650 ℃回火时,可得到细密的回火索氏体+逆变奥氏体的复相组织,试验钢具有较低的屈强比及良好的冲击性能。

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回火温度对40CrNiMo调质钢CMT堆焊HAZ组织性能的影响

王靖博, 连明洋, 付雅迪, 刘胜新, 黄智泉, 陈永

金属热处理 2021, 46 (5): 99-103. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.016

摘要（69）

PDF （579KB）（30）

针对海洋钻井平台齿轮的修复问题,采用冷金属过渡(CMT)技术在40CrNiMo调质钢表面进行堆焊,利用扫描电镜、显微硬度测试、冲击性能测试和拉伸性能测试等手段,研究了焊后回火温度对40CrNiMo调质钢堆焊热影响区(HAZ)组织和性能的影响。结果表明:随着焊后回火温度的升高,焊接热影响区的硬度逐渐下降,堆焊试样的抗拉强度逐渐下降,伸长率逐渐提高。焊后回火温度为400 ℃和500 ℃时,析出的碳化物在马氏体的条界、束界和晶界上分布,恶化了堆焊试样的冲击性能;焊后回火温度为600 ℃时,碳化物聚集长大和球化,并愈发弥散分布,从而改善了冲击性能。

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深冷处理对35MnB合金钢残余应力的调控机理

魏娜莎, 原瑞泽, 牛雪梅, 陈志岗, 陈峙, 闫献国

金属热处理 2021, 46 (5): 104-110. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.017

摘要（74）

PDF （608KB）（45）

以35MnB合金钢为研究对象,运用正交试验法,设计了以深冷温度、深冷时间和交变次数为自变量,残余应力为因变量的正交试验。通过X射线衍射仪测得试样表面的残余应力分布情况,运用极差法分析深冷工艺参数对试样残余应力的影响因素;通过扫描电镜观测试样在不同深冷处理工艺参数下的微观组织形貌,结合X射线衍射图谱定量分析了深冷处理后残留奥氏体体积分数的变化,从微观角度综合探索了残余应力的消减机理。结果表明:35MnB合金钢深冷工艺参数对试样残余应力的影响因素依次为:深冷温度＞交变次数＞深冷时间,最佳组合为:深冷温度-160 ℃,深冷时间12 h,交变次数1次。经深冷处理之后,残留奥氏体细化并转变为新生马氏体,分布在马氏体晶体边界处的残留奥氏体可以松弛马氏体界面上因位错堆积而造成的应力集中,从而减少了组织内部的残余应力。

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基于摩擦-温度双修正的Maraging250钢热变形行为及热加工图

尚丽梅, 王春旭, 韩顺, 厉勇, 庞学东, 李建新, 杨超

金属热处理 2021, 46 (5): 111-117. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.018

摘要（80）

PDF （618KB）（38）

采用Gleeble-3800热模拟试验机,通过热压缩试验研究了变形温度900~1200 ℃、应变速率0.001~10.0 s^-1时,Maraging250钢的热变形行为,综合考虑摩擦效应和变形热效应,对流变应力曲线进行摩擦修正和温度修正,建立双修正条件下的Maraging250钢本构方程和热加工图,并针对真应变为1.2的热加工图分析了试验钢在不同变形条件下的微观组织变化。结果表明,在相同试验条件下,变形温度降低或应变速率升高,摩擦效应对试验钢流变应力影响越显著;变形热仅在低温、高应变速率条件下对流变应力有显著影响。由变形热引起的最大温升约80 ℃、流变应力最大变化约20 MPa。利用双修正的流变应力曲线计算出试验钢的热变形激活能为393.552 02 kJ/mol,并建立了Z参数方程和本构方程,绘制了真应变ε=0.4、0.8和1.2的热加工图。结合微观组织分析,Maraging250钢在1000～1125 ℃、0.001～1.0 s^-1范围内能获得均匀细小的动态再结晶组织,具有较佳的热加工性能。

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新型低碳含铌热轧H型钢的热变形行为

黎俊良, 邢军, 葛章琦, 李凡, 王永强, 李娜, 吴保桥

金属热处理 2021, 46 (5): 118-126. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.019

摘要（65）

PDF （611KB）（36）

利用热压缩试验、显微组织分析等手段,研究了一种新型低碳含铌热轧H型钢在1000~1200 ℃变形温度和0.1~5 s^-1应变速率下的热变形行为。分析了变形参数对试验钢微观组织的影响,建立了耦合应变量因素的改进型本构方程,并采用临界比的临界应变模型对发生动态再结晶的临界应变值进行了预测。结果表明:较低应变速率和变形温度下,试验钢的原始奥氏体组织更均匀且平均晶粒尺寸更小;应变速率的升高不利于动态再结晶的发生。发生动态再结晶的临界应变与峰值应变的关系为ε_c/ε_p=0.47。与耦合应变量因素有关的本构方程和临界应变预测模型能较准确地预测各变形温度下低碳含铌热轧H型钢的流变应力和动态再结晶临界应变值。

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23MnNiMoCr54钢的热变形行为

李硕, 方光锦, 汪青芳, 陈世昌, 卢春光

金属热处理 2021, 46 (5): 127-131. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.020

摘要（83）

PDF （610KB）（34）

利用DIL 805A型热膨胀仪测定了23MnNiMoCr54钢的热膨胀曲线,结合硬度检验绘制出试验钢的CCT曲线,并对其动态相变及动态再结晶规律进行了研究分析。结果表明,23MnNiMoCr54钢的临界转变点Ac₃=806 ℃,Ac₁=713 ℃,CCT曲线中无珠光体转变区,当冷速≥0.5 ℃/s时,开始发生马氏体相变。变形量为10%时,变形温度在850~1150 ℃范围内时,试验钢的奥氏体晶粒边界稳定,晶粒大小没有发生明显变化,没有发生动态再结晶,软化机制以动态回复为主。变形量为40%时,变形温度在850 ℃时试验钢没有发生动态再结晶,软化机制以回复为主;温度为900~950 ℃时出现了不稳定的奥氏体晶界和细小晶粒,动态再结晶开始发生;温度为1000 ℃时,发生了完全动态再结晶。变形量为50%时,变形温度在850~950 ℃时试验钢出现了不稳定的奥氏体晶界和细小晶粒,发生了部分再结晶;温度为1000 ℃时,发生了完全动态再结晶。变形量为60%时,变形温度在850~950 ℃时试验钢出现了不稳定的奥氏体晶界和细小晶粒,发生了部分再结晶;温度为1000 ℃时,发生了完全动态再结晶。

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热变形参数对316L/Q370qE复合板结合强度的影响

邵春娟, 镇凡, 曲锦波, 雒广杰

金属热处理 2021, 46 (5): 132-137. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.021

摘要（62）

PDF （611KB）（44）

通过Gleeble-3800热压缩试验模拟316L/Q370qE复合板轧制,并借助拉伸试验、硬度试验、组织分析等手段,研究了变形量、变形温度、变形前保温时间等参数对界面结合强度的影响规律。结果表明:随着变形量的增加,结合强度逐渐升高,变形量大于20%时,结合强度升高趋势变缓;随着变形温度的升高,结合强度先升高后降低,1100 ℃与1250 ℃时结合强度相差不大;随着保温时间的延长,结合强度逐渐降低。

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铁素体轧制对普通用冷轧钢板组织和性能的影响

周博文, 樊雷, 李显, 叶姜, 刘广全, 封新源

金属热处理 2021, 46 (5): 138-142. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.022

摘要（67）

PDF （616KB）（30）

采用光学显微镜和扫描电镜对比研究了铁素体区热轧工艺及奥氏体区热轧工艺对普通用冷轧钢板(SPCC)产品热轧组织、冷轧组织及性能的影响。结果表明,与奥氏体区轧制工艺相比,采用铁素体区热轧工艺生产的SPCC热轧板晶粒尺寸会增大约17 μm,{111}面织构数量减少了8.74%,强度略微降低,而{001}<110>织构数量增加了12.40%,强度提高了19.81。此外,采用铁素体区热轧工艺生产的SPCC成品晶粒呈近似等轴状,与奥氏体区热轧工艺相比平均晶粒尺寸增大了4.5 μm。SPCC铁素体区轧制热轧板中更大的晶粒尺寸、更少的{111}面织构及更强的{001}<110>取向织构导致了冷轧成品更低的屈服强度和塑性应变比r值,较奥氏体区热轧工艺而言平均屈服强度降低了19 MPa,平均r值下降了1.1。

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CuCr1合金接触线的时效工艺及组织性能

花思明, 张平则, 刘子利

金属热处理 2021, 46 (5): 143-149. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.023

摘要（69）

PDF （611KB）（27）

采用固溶-连续挤压-时效-轧制-拉拔工艺和固溶-连续挤压-轧制-时效-拉拔工艺生产了CuCr1合金接触线,测试和分析了不同状态CuCr1合金的组织和性能。结果表明:连续挤压态CuCr1合金时效处理后的性能优于轧制时效态;连续挤压态CuCr1合金组织为条带状变形组织,有少量的回复组织;轧制态CuCr1合金组织为变形的晶粒和沿带状晶界分布的Cr相;时效态CuCr1合金组织主要为再结晶组织。固溶-连续挤压-时效-轧制-拉拔工艺生产的接触线抗拉强度达到489 MPa,导电率达到79.47%IACS,其性能优于固溶-连续挤压-轧制-时效-拉拔工艺生产的接触线。

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2050铝锂合金薄板拉伸性能及晶间腐蚀与时效的相关性

李昊然, 李湛琦, 汪珈逸, 叶志豪, 李劲风, 胡小清

金属热处理 2021, 46 (5): 150-155. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.024

摘要（65）

PDF （608KB）（33）

采用拉伸性能测试、浸泡腐蚀及透射电镜(TEM)观察,研究了2050铝锂合金薄板T6及T8态时效时后的拉伸性能、晶间腐蚀(IGC)及微观组织。结果表明,T8态时效2050铝锂合金强度及伸长率均明显高于T6态时效。T6及T8态时效时,合金IGC敏感性随时效延长至峰时效阶段而逐渐降低;进一步延长至过时效阶段,IGC敏感性有所增加。另外,T8态时效时IGC敏感性明显低于T6态时效。基于提高强度、伸长率及降低IGC敏感性的综合考虑,2050铝锂合金薄板适宜的时效制度为T8态峰值时效,相应合金具有最高的强度(抗拉强度529 MPa)、良好的伸长率(10%)及最低的IGC敏感性。

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Al-Er-Cu合金架空导线的导电性能

马晓杰, 刘立宁, 陈祥光, 臧伟

金属热处理 2021, 46 (5): 156-159. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.025

摘要（60）

PDF （608KB）（33）

通过导电率、硬度测试方法研究了Al-Er-Cu合金在等时时效与等温时效过程中的性能变化规律,利用透射电镜(TEM)、能谱分析(EDS)观察了合金析出相的析出及生长规律。结果表明:随着时效温度升高,整体上同一合金的导电率与硬度峰值出现时间均提前;300 ℃时效时,Al-Er-0.22Cu合金已经析出大量纳米级弥散相,析出强化了合金强度,提高了导电率,时效2 h时达到导电率峰值60.15%IACS,10 h达到硬度峰值43.1 HV0.05,Al-Er-0.22Cu合金在拥有高导电率的同时保持了较好的硬度。

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薄板坯连铸连轧高强度低合金钢的控轧控冷工艺

张星, 宋志岗, 侯明山, 李宏伟, 董继亮, 高小尧

金属热处理 2021, 46 (5): 160-165. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.026

摘要（64）

PDF （612KB）（34）

针对FTSR工艺生产的700 MPa级高强度低合金(HSLA)钢进行了控轧控冷(TMCP)工艺试验研究,分析了不同控制轧制和控制冷却工艺对钢带力学性能和组织的影响规律。结果表明:热轧钢带强度与精轧阶段控制轧制道次积累变形量呈现显著正相关;层流冷却方式对钢带性能影响不显著,但间隔冷却模式能够改善钢带通宽方向性能不均匀性;控制冷却终点温度由600 ℃提高至670 ℃,钢带显微组织随温度升高而发生粗化,但析出相析出更充分,钢带强度持续升高。

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退火温度对磁控溅射TiN/TiCN薄膜残余应力、结构及耐蚀性能的影响

云璐, 郝新

金属热处理 2021, 46 (5): 166-170. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.027

摘要（73）

PDF （607KB）（33）

采用反应磁控溅射在AZ31合金上制备了TiN/TiCN薄膜,并对沉积后的薄膜进行真空去应力退火。分别采用X射线荧光光谱仪(XRF)、扫描电镜(SEM)、掠入射X射线衍射(GIXRD)和电化学工作站对退火前后的薄膜进行表面化学成分、形貌结构、残余应力以及耐蚀性能分析。结果表明:薄膜由FCC结构的TiCN和TiN组成。退火后,薄膜的晶粒尺寸和结晶度增大,内部残余应力显著下降,电化学腐蚀区域的Ti、C、N元素含量下降,250 ℃退火薄膜的耐蚀性能与沉积态薄膜相当,300 ℃退火后薄膜的耐蚀性能下降。

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含氮耐蚀模具钢TM420的组织与性能

陈建礼, 张晓琨, 楚宝帅, 张锦文

金属热处理 2021, 46 (5): 171-174. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.028

摘要（103）

PDF （618KB）（30）

对含氮耐蚀模具钢TM420不同热处理状态下的硬度、晶粒度、显微组织、力学性能以及耐点蚀性能进行了研究。结果表明:含氮耐蚀模具钢TM420退火后组织主要为铁素体+碳化物,一般不含δ铁素体;相比传统耐蚀模具钢,TM420钢具有更好的淬硬性,预硬态试样具有更好的强韧性和耐点蚀性能;TM420钢具有较宽的淬火及回火区间,且具有较优的回火稳定性,推荐淬火温度区间为980~1060 ℃,预硬化回火温度区间为580~650 ℃。

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固溶处理对ZG40Cr25Ni20Si2耐热钢耐蚀性能的影响

杨亚杰, 常远, 郭胤, 周玉宁, 林冰涛, 杨三龙, 孙晓霞

金属热处理 2021, 46 (5): 175-179. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.029

摘要（69）

PDF （612KB）（29）

采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱、中性盐雾试验、光电子能谱研究了固溶处理(固溶温度1080 ℃,保温时间90 min)对ZG40Cr25Ni20Si2不锈钢耐腐蚀性能的影响。结果表明:在此固溶处理参数下,处理后的试样腐蚀电位下降,腐蚀电流密度升高,容抗弧尺寸明显低于铸态,耐腐蚀性能降低。中性盐雾试验中在96 h内固溶态和铸态试样均未出现明显的腐蚀,144 h后固溶处理态试样的腐蚀质量损失稍大于铸态,更容易发生腐蚀。

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低温离子氮碳共渗温度对AerMet100钢摩擦学性能的影响

张号, 李长生, 苟州, 季琳琳

金属热处理 2021, 46 (5): 180-185. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.030

摘要（74）

PDF （608KB）（31）

研究了不同温度对AerMet100钢渗氮层和氮碳共渗层的显微组织、表面硬度、渗层截面硬度梯度以及耐磨性的影响,并考察了渗层的磨损机理。结果表明,氮碳共渗层相较于渗氮层表面生成的化合物更加细小,表面更加平整光滑;离子渗氮、离子氮碳共渗处理都可显著提高AerMet100钢的表面硬度;随着温度的增加,共渗层厚度也明显增加;氮碳共渗层比渗氮层具有更低的摩擦因数,在共渗温度为480 ℃时氮碳共渗试样具有最低摩擦因数和磨损率,表现出最佳的耐磨性。渗氮层的磨损机理为氧化磨损和表面疲劳磨损,氮碳共渗层的磨损机理为氧化磨损、磨粒磨损以及表面疲劳磨损。

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预氧化+稀土铈对42CrMo钢离子渗氮的影响

李双喜, 陈琳, 汪美桃, 闫志强

金属热处理 2021, 46 (5): 186-189. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.031

摘要（69）

PDF （609KB）（28）

针对离子渗氮渗层浅及生产周期长等技术难题,采用预氧化与稀土复合催渗对工程常用结构钢42CrMo进行了离子渗氮。利用显微硬度计、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)等对渗氮速率、渗氮层组织、表面形貌等进行了系统的研究。结果表明,经400 ℃×1 h氧化+0.6 cm²/kg(铈表面积/装炉量)稀土的复合催渗工艺具有最佳催渗效果;与无催渗试样相比,优化后的复合催渗不仅提高了渗氮效率,同时减少了脉状氮化物,且降低了渗氮层的硬度梯度。

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真空压强对小模数花键离子渗氮性能的影响

马晓锋, 马宁

金属热处理 2021, 46 (5): 190-192. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.032

摘要（62）

PDF （693KB）（33）

小模数花键零件在离子渗氮过程中,经常出现齿根或节圆位置渗不上和渗层浅等问题。针对这一问题,选取典型转子类零件,通过在300、400、500、600、700 Pa的真空压强下,对其内花键进行离子渗氮试验。研究得出当炉内通入氩气,真空压强为600、700 Pa 时,能够保证内花键齿顶、节圆、齿根的渗层偏差控制在设计所要求的0.02 mm以内,同时显微组织和表面硬度也符合工艺要求。

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中碳碳素结构钢S55C的球化退火工艺

史啸峰, 柳萍, 李波, 郑文超, 李博鹏, 裴丹丹, 鲁强

金属热处理 2021, 46 (5): 193-195. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.033

摘要（94）

PDF （609KB）（55）

对S55C钢进行了不同工艺的球化退火处理,研究了所获得的组织和硬度。结果表明,S55C钢经740 ℃保温5 h,以≤20 ℃/h的冷速缓冷至700 ℃保温5 h,再以≤40 ℃/h的冷速缓冷至680 ℃保温5 h后空冷,得到的组织为球状珠光体,珠光体球化率≥90%,硬度值165 HBW,符合客户使用要求。

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激光熔覆Fe/NiCr-Cr₃C₂复合涂层的组织和磨损性能

夏同川, 刘汀, 张林, 方钊, 李明喜

金属热处理 2021, 46 (5): 196-201. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.034

摘要（64）

PDF （613KB）（25）

利用激光熔覆技术在GCr15 钢表面制备Fe/NiCr-Cr₃C₂复合涂层,研究不同NiCr-Cr₃C₂含量对铁基涂层微观组织和磨损性能的影响。结果表明:随NiCr-Cr₃C₂含量的增多,复合涂层显微组织逐渐细化,在铁基合金里掺入NiCr-Cr₃C₂金属陶瓷粉末导致复合涂层里残留奥氏体含量增多,α-Fe相含量减少,截面硬度显著降低。当加入10%NiCr-Cr₃C₂时,复合涂层中出现较多的Cr₃C₂和Cr₂₃C₆硬质相,同时磨痕表面生成了具有减摩作用的氧化产物,从而降低了磨耗和摩擦阻力,使涂层表现出最佳的耐磨性能。

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AZ33M镁合金激光熔覆Al-Si涂层的组织与性能

王鑫, 潘希德, 牛强, 何向前

金属热处理 2021, 46 (5): 202-206. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.035

摘要（72）

PDF （617KB）（38）

利用激光熔覆技术在AZ33M镁合金表面制备了Al-Si涂层,通过采用腐蚀电化学测试结合X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及显微硬度计等对熔覆层微观组织和性能进行了表征。结果表明,熔覆层主要由Mg和Mg₁₇Al₁₂、Mg₂Si及Mg₂Al₃相组成。熔覆层显微组织由柱状树枝晶和方向各异的树枝晶组成。由于第二相强化和细晶强化等原因,制备的Al-Si涂层相比镁合金基体具有更高的硬度。熔覆层的自腐蚀电位相比基体提高了约400 mV,自腐蚀电流降低了一个数量级,熔覆层的耐蚀性明显优于基体镁合金。

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钛合金表面激光熔覆CoCrMo强化涂层路径选择与质量分析

商鹏, 李景曼, 张艺海, 张杰, 夏磊, 张大卫

金属热处理 2021, 46 (5): 207-212. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.036

摘要（69）

PDF （614KB）（29）

针对生物医学上常用的钛合金材料表面硬度与耐磨性较差的问题,尝试采用同轴送粉激光熔覆技术,在纯钛板上制备CoCrMo新型高硬度耐磨熔覆层。为了保证熔覆层质量,在工艺参数优化的基础上,设计了单向搭接、矩形嵌套搭接和圆形螺旋搭接3种不同扫描路径。结果表明,通过对3种不同扫描路径下激光熔覆样件的宏/微观显微组织的对比分析,发现单向搭接方式得到的样件表面质量最佳,且熔覆层显微组织形态最优。因此选取该方式制备的最佳样件,进一步检测分析其硬度和耐磨性数据,发现与基材相比,熔覆层硬度有显著提高,为基材的5~6倍,耐磨性也获得明显提高。

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激光功率对高速激光熔覆Ni/316L层组织与力学性能的影响

刘德来, 王博, 周攀虎, 董会, 鲍正宇

金属热处理 2021, 46 (5): 213-217. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.037

摘要（65）

PDF （617KB）（40）

为研究高速激光熔覆Ni/316L层组织与力学性能随激光功率的演变规律,分别采用1.1、1.3 和1.5 kW激光功率在Q235钢表面熔覆Ni/316L层。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计、冲击试验机及Knoop压痕法研究了熔覆层的显微组织、显微硬度、冲击性能与弹性模量。结果表明,激光功率为1.1 kW时熔覆层内部晶粒生长取向存在垂直于界面生长和与界面成一定角度交叉生长两种模式,并含有少量孔隙等缺陷,熔覆层/基体界面元素成断崖式分布,二者互扩散程度较低。随着激光功率升高,熔覆层晶粒转变为以垂直于界面生长为主,且涂层内部致密性高,缺陷较少,熔覆层/基体界面元素互扩散程度提升。激光功率对熔覆层硬度、冲击性能都存在显著影响,但是对弹性模量的影响较低。不同激光功率下,熔覆层最大硬度均出现在距界面100 μm左右的区域;功率从1.1 kW提升至1.5 kW时熔覆层熔合区最大硬度提高约50%;功率为1.5 kW时,试样的冲击性能较基体提高约20%。

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CO₂气氛和喷涂距离对电弧喷涂铁基非晶涂层组织及耐蚀性能的影响

田芳, 纪秀林, 赵立娟, 赵建华

金属热处理 2021, 46 (5): 218-223. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.038

摘要（69）

PDF （624KB）（38）

为提高电弧喷涂铁基非晶涂层的非晶含量及耐蚀性,以CO₂为载流气体代替空气进行电弧喷涂试验,并研究喷涂距离对涂层组织与耐蚀性的影响。结果表明,喷涂层的厚度约为200 μm,涂层均主要由结晶相与非晶相构成。相比于空气介质,CO₂抑制了晶化,从而提高了涂层中的非晶含量。同时,喷涂距离对涂层的组织及耐蚀性能有较大影响。随着喷涂距离的增加,涂层中的非晶含量减少。当喷涂距离为100 mm时,涂层具有最高的开路电位-0.498 V(vs SCE)及最小的自腐蚀电流密度4.281 μA/cm²,耐蚀性能最好;当喷涂距离为150 mm时,涂层的耐蚀性最差。提高非晶含量和组织的均匀性可增强该涂层的耐蚀性能。

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7075铝合金微弧氧化膜硅溶胶封孔工艺及其性能

李军, 姜波, 王超, 宋仁国

金属热处理 2021, 46 (5): 224-228. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.039

摘要（83）

PDF （614KB）（25）

对微弧氧化后的7075铝合金进行硅溶胶封孔处理,采用扫描电镜、X衍射仪、高温摩擦磨损试验机和电化学工作站对硅溶胶封孔前后微弧氧化膜层的微观表面形貌、截面形貌、相组成、耐磨性和耐腐蚀性进行观察分析,研究了硅溶胶-凝胶不同封孔工艺对封孔效果的影响。结果表明,相对于微弧氧化膜层,封孔后的微弧氧化膜层微孔明显减少,膜层的粗糙度降低,耐磨性得到提高。封孔后的铝合金微弧氧化膜腐蚀电位由-0.62 V(vs SCE)正移到-0.36 V(vs SCE),腐蚀电流密度由2.44×10^-3 A·cm^-2下降到2.03×10^-4 A·cm^-2,耐腐蚀能力得到显著提高。通过浸渍提拉法封孔的微弧氧化膜层的耐腐蚀性比旋涂法封孔的更好。

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激光重熔Ni60/50%WC复合涂层的制备及性能

张蕾涛, 李海涛, 贾润楠, 王喆, 樊帅奇, 王雪松, 戴娇燕, 徐金富

金属热处理 2021, 46 (5): 229-234. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.040

摘要（69）

PDF （618KB）（44）

为消除Ni60/50%WC复合涂层的裂纹及孔洞等缺陷,采用CO₂激光器在45钢表面进行激光熔覆+重熔处理,利用商用着色探伤剂显示涂层裂纹,通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM/EDS)分析涂层的微观组织结构,采用显微硬度计及摩擦磨损试验机等测试复合涂层的硬度和耐磨性能。结果表明,激光重熔能达到二次排渣排气、愈合裂纹,改善表面粗糙度的目的;使用3.0 kW 的激光功率,350 mm/min的扫描速度,50%搭接率,5 g/min送粉量激光熔覆,辅以1.5 kW重熔功率,300 mm/min扫描速度,50%搭接率的重熔可以获得无裂纹的涂层;激光重熔能改善涂层组织的不均匀性,提高熔覆层的结晶度和致密性;重熔前后涂层的平均显微硬度分别为740.07和700.02 HV0.2,平均摩擦因数分别为0.475和0.462,磨损率分别为4.223×10^-15和4.874×10^-15 m³/(N·m)。

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瞬时过热对高铬镍奥氏体钢断裂和析出相形变的影响机理

车鹏程, 邵文柱, 程义, 王硕, 徐航, 李宪爽, 谭舒平

金属热处理 2021, 46 (5): 235-241. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.041

摘要（64）

PDF （616KB）（32）

某火电厂锅炉在进行试验管屏风压试验测试时,发现再热器管(22Cr-15Ni钢)与套管(18Cr-8Ni-Nb钢)的密封焊接处存在裂纹,通过样管宏观分析、裂纹金相分析和断口及析出相的SEM/EDS分析了其裂纹产生原因。结果表明,失效处附近存在机械应力输入和焊瘤应力集中的明显痕迹,焊瘤热输入导致局部组织过热,同时基体M₂₃C₆球状析出相异常长大造成微观拉应力。上述原因的综合作用最终导致机械应力从应力集中处输入产生微裂纹,并沿着过热弱化的晶界扩展,与基体析出相产生的微裂纹汇合,最终扩展成为环向断口。风压泄漏吹击断口,造成断面上因热输入异常长大的M₂₃C₆球状析出相上产生韧性变形凹坑和脆性开裂, 并显露内部枝状晶的微观断口形貌。

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电子探针面分析法测定钢的脱碳层深度

严春莲, 鞠新华, 姚武刚, 贾惠平, 温娟

金属热处理 2021, 46 (5): 242-247. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.042

摘要（70）

PDF （620KB）（52）

提出钢表层脱碳层深度测定的一种新方法,即电子探针面分析法。对热轧态高碳工具钢75Cr1、淬火齿轮钢20CrMnTi、冷轧退火低碳车厢板SH1100钢3个典型钢种完成脱碳层深度的测定试验,结果表明:对于珠光体-铁素体型中高碳钢的脱碳层深度测定,金相法测定值是电子探针面分析法测定值的77%左右;对于淬回火钢的脱碳层深度测定,电子探针面分析法的测量精度在10 μm以下,约是显微硬度法测量精度的十分之一;对于脱碳层深度不易准确测定的低碳钢,电子探针面分析法通过较大区域范围的平均碳含量变化曲线来测定脱碳层深度,测量结果准确。电子探针面分析法在脱碳层深度测定方面具有钢种组织状态不限、试样形状不限、数据统计性好、测量精度高、易操作等优势,可在业内大力推广。

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某电厂汽轮机20Cr1Mo1VNbTiB钢汽门螺栓开裂失效分析

李戈, 郭延军, 王鲁, 朱海宝, 田力男

金属热处理 2021, 46 (5): 248-252. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.043

摘要（58）

PDF （616KB）（44）

针对某电厂汽轮机用20Cr1Mo1VNbTiB钢高压调速汽门螺栓和中压联合汽门螺栓开裂原因进行了失效分析。分析结果表明:两螺栓样品的化学成分及硬度均符合相关标准要求。两螺栓样品的显微组织局部存在混晶现象,且组织中存在大量大块硬脆的第二相—MC相。组织中大块的硬脆MC相可以作为裂纹形核点,会增加裂纹萌生几率,加速材料裂纹扩展,增加材料开裂失效倾向。该析出相具有较高硬度和高稳定性,热处理难以将其消除,通常在冶炼过程中形成,应加强冶炼工艺管控,避免出现大量大块硬脆的MC相。

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30CrMnSiA钢制电机固定螺栓断裂原因分析

黄鑫, 周继广, 方志晓, 吴畏, 文永洪

金属热处理 2021, 46 (5): 253-258. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.044

摘要（66）

PDF （620KB）（41）

固定电机的30CrMnSiA钢制螺栓在使用过程中发生断裂,通过载荷分析、螺栓外貌及断口形貌观察、显微组织分析、化学成分及硬度检测,对其断裂原因进行了分析。结果表明:螺栓的失效性质为疲劳断裂,螺纹根部的加工损伤是疲劳裂纹源,而螺栓表面脱碳对疲劳断裂起到了促进作用。

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风电主轴断裂失效分析

燕友增, 孟高强, 曹奇, 张皓, 夏国锋

金属热处理 2021, 46 (5): 259-261. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.045

摘要（62）

PDF （916KB）（55）

研究了一风力发电主轴的断裂原因,通过对其进行设计、制造和使用3个方面的分析,发现主轴内部存在多处点状和密集超标缺陷,最大缺陷ϕ(7.0~14.2) mm,宏观组织为树枝状枝晶偏析铸态组织,微观组织为非调质组织,炼钢、锻造及热处理过程产生的质量缺陷是导致主轴发生脆性断裂的主要原因。

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65Mn宽钢带冷轧边裂原因分析及预防

金亚军, 王闯, 窦晓尧, 黄爱军, 黄永恒

金属热处理 2021, 46 (5): 262-266. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.046

摘要（126）

PDF （615KB）（30）

利用金相观察、硬度检测等手段对65Mn宽钢带冷轧过程出现的边裂问题进行了原因分析和研究。结果表明:65Mn钢热轧原料组织为铁素体+珠光体,但由于在热轧水冷过程中边部冷却速度比中间快,珠光体组织片层相对更细。在两相区球化退火过程中,边部较细的珠光体组织更容易被脆性较大的粗珠光体组织所取代。在相对较大的冷轧压下率条件下,造成边部出现裂口。将一次退火工艺由两相区球化退火优化调整为亚温球化退火后,65Mn钢带边部组织球化率显著提高,基本避免了边裂情况的产生,并为实际工业生产提供了积极的指导作用。

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水雾化淬火对35CrMnSiA薄钢板的影响

范志洋, 李贤君, 刘俊杰, 胡博, 周彤, 郝媛

金属热处理 2021, 46 (5): 267-271. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.047

摘要（72）

PDF （615KB）（28）

设计了一套水雾化喷淬试验装置研究了立置状态下35CrMnSiA薄钢板在喷淬过程中不同位置的降温变化曲线,还使用DEFORM软件中的Inverse Heat Transfer模块对试验钢板表面的综合换热系数进行了求解。结果表明,当试验钢板在喷口尺寸为5 mm,喷口到表面距离为300 mm,喷口压力分别为0.1、0.2和0.3 MPa的条件下,在450 ℃以上的高温段和200 ℃以下的低温段,钢板的表面换热系数较低,而在中温段可获得较高的表面换热系数。相对于0.1 MPa的喷口压力,0.2 MPa的喷口压力下试验钢板的冷却能力有着明显的提高,而继续增加喷口压力至0.3 MPa,冷却能力提升却不明显。

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油污掺杂对PAG水基淬火液冷却特性的影响

刘城淼, 董丽华, 李庆宏, 朱红玲, 任林

金属热处理 2021, 46 (5): 272-275. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.05.048

摘要（56）

PDF （613KB）（29）

为了探究油污对水基型淬火液冷却性能的影响,测试了不同油浓度下淬火液的冷却速率曲线、硬化能力等,通过分析淬火的具体过程和特性值函数,探讨了油污的掺杂影响淬火液冷却性能的机制。结果表明:当淬火液中油污含量大于0.3%时,淬火液的冷却性能明显变差,具体表现为沸腾阶段延后且高温阶段冷却速率明显下降,淬火液的硬化能力也随之降低;但油污的含量对工件的畸变影响较小。

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航天轴承新贵:60NiTi合金

张家华, 肖飞, 王建中, 徐中均, 金学军

金属热处理 2021, 46 (6): 1-7. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.001

摘要（288）

PDF （899KB）（281）

在NiTi系合金大家族中,等原子比的NiTi合金具有形状记忆效应和超弹性。相比于等原子比NiTi合金,60NiTi合金不会发生热弹性马氏体相变,不具有形状记忆效应和超弹性,但是它在硬度、耐腐蚀性和弹性性能等方面具有出众的潜能,在航天领域上展现了良好的应用前景。固溶态60NiTi合金同时具备结构稳定性、超强的耐腐蚀性、出色的耐磨性,已成为航天轴承候选新材料。

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回火温度对高氮不锈轴承钢显微组织与力学性能的影响

王玲奇, 何燕霖, 潘乐

金属热处理 2021, 46 (6): 8-13. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.002

摘要（293）

PDF （616KB）（244）

采用万能拉伸试验机、冲击试验机、光学显微镜、XRD、SEM和TEM等对高氮不锈轴承钢Cronidur 30不同回火温度下的显微组织和力学性能进行了研究和分析。结果表明:高氮不锈轴承钢Cronidur 30在150~500 ℃回火时的显微组织为回火马氏体+碳氮化物+残留奥氏体,高于550 ℃回火后基体逐渐转变为回火索氏体,同时析出相逐渐聚集、长大;随着回火温度的升高,强度和硬度总体上呈现先下降后升高再下降的过程,而冲击性能反之,在450 ℃回火时,碳化物M₂₃C₆和氮化物Cr₂N析出明显,此时产生二次硬化现象,其抗拉强度可达2133 MPa。400 ℃回火试样发现有极少量富Cr-Fe-Mo的析出相(σ相),显著降低其冲击性能,500 ℃回火时残留奥氏体分解、转变导致冲击性能略有降低。

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高性能轴承钢的比较分析

李雄, 林发驹, 杜思敏, 吴铖川

金属热处理 2021, 46 (6): 14-20. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.003

摘要（195）

PDF （614KB）（140）

对多种高性能轴承钢进行了比较分析。渗碳轴承钢比整体淬硬钢强度低,但塑性和韧性要高,现行钢种中仅CSS-42L、M62钢的硬度达到68 HRC,意味着有更大的动态承载能力。高Cr型的Cr-Mo-V(Co)系轴承钢有较好的热硬度,其中CSS-42L、M62钢500 ℃时的热硬度超过58 HRC。P675、Ferrium C61、M50NiL等钢的渗层硬度分布比较合理,虽然CSS-42L钢有很高的表面硬度,但其渗层存在硬度“凹区”,限制了高载荷条件下的使用。耐蚀性是影响轴承寿命的最重要指标,耐蚀性较好的有Cronidur 30和Pyrowear 675(P675)钢,CSS-42L钢和M50NiL钢耐蚀性较差。除CSS-42L钢外,350 ℃以上使用的轴承钢残留奥氏体体积分数少于10%;CSS-42L钢残留奥氏体量太多,高温下使用时在温度和载荷的作用下奥氏体发生转变,会影响尺寸稳定性,限制了它在宇航领域的使用;目前可供在500 ℃使用的轴承钢有粉末型高速钢M62和ASP2060。渗碳/渗氮可使钢表面产生残余压应力,有利于提高疲劳寿命,P675、M50NiL钢的亚表层压应力大于CSS-42L钢。虽然球-杆试验机测试的疲劳寿命CSS-42L钢约是Pyrowear 675钢的两倍,但在轴承的高载荷加速试验中润滑不足时Pyrowear 675钢的疲劳寿命高于CSS-42L钢。

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淬火后清洗和冷处理工艺对9Cr18钢轴承套圈残留奥氏体含量的影响

安敏, 付中元, 袁超, 夏云志

金属热处理 2021, 46 (6): 21-23. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.004

摘要（146）

PDF （613KB）（114）

分析了9Cr18钢轴承套圈在相同淬、回火工艺条件下,油淬后清洗工艺、冷处理工艺以及清洗-冷处理间隔时间对产品最终残留奥氏体含量的影响。结果表明,油淬后清洗温度越高,清洗-冷处理间隔时间越长,则残留奥氏体含量越高。过低的冷处理温度对残留奥氏体的降低起相反作用,推荐冷处理温度－70～－80 ℃。

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网带炉油槽机构对深沟球轴承淬火锥度畸变的影响

王涛, 赵康

金属热处理 2021, 46 (6): 24-26. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.005

摘要（91）

PDF （614KB）（71）

深沟球轴承常使用网带炉进行热处理,网带炉油槽机构和淬火油的粘度及冷速对轴承的淬火畸变影响较大。基于6206/01轴承套圈,探讨了其锥度畸变的产生机理。结果表明:轴承套圈热处理锥度畸变与淬火冷却均匀性相关较大,将小网带运行翻转速度调整为15 s时,可改善该轴承套圈的淬火冷却均匀性,较好控制6206/01轴承套圈的锥度畸变。对其他规格的轴承套圈也具有借鉴意义。

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高碳铬轴承钢网状碳化物评价标准的对比分析

庄权, 王雨田, 董智鹏

金属热处理 2021, 46 (6): 27-30. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.006

摘要（143）

PDF （621KB）（103）

对网状碳化物评价标准GB/T 18254—2016、SEP 1520-1998进行了对比,分析两者评级放大倍数、评级图片谱系以及评级原则等差异对质量判定的影响。结果表明,与GB/T 18254—2016标准相比,SEP 1520-1998标准的图谱设置、检测及评价方法更全面反映整体实物水平、更具有可操作性。大型轴承零件由于表层和心部冷却速度差异,应根据有效厚度对表层和心部网状碳化物级别应分别提出控制要求。

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退火对Fe-Cr-Al-Mn双相不锈钢组织及性能的影响

陈鹏, 张晓明, 潘明明

金属热处理 2021, 46 (6): 31-35. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.007

摘要（118）

PDF （618KB）（76）

设计制备了一种新型的Fe-Cr-Al-Mn资源节约型双相不锈钢,对其进行高温单相铁素体热轧,研究冷轧后不同退火工艺对其显微组织、力学性能和耐腐蚀性的影响。结果表明,Fe-Cr-Al-Mn钢冷轧后,粗大α相晶粒破碎细化,退火后奥氏体在铁素体晶界形核长大,随退火时间的增加,奥氏体体积分数逐渐增加。随退火温度升高,奥氏体含量减少,伸长率和耐点蚀性能均表现出先增强再减弱的趋势。经800 ℃×4 h退火后,表现出均匀的铁素体和奥氏体相比例和晶粒尺寸,试验钢的强度、伸长率和抗点蚀性能综合性能良好。

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原始组织和退火工艺对高碳精冲钢SK85球化效果的影响

刘坚锋, 喻建林, 葛启录, 仇圣桃, 唐小勇

金属热处理 2021, 46 (6): 36-40. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.008

摘要（212）

PDF （612KB）（40）

针对终端市场提出高碳精冲钢SK85球化率控制在90%以上的质量需求,开展了试验检测分析,找出了影响SK85球化效果的重要因素。结果表明:原始组织和球化退火工艺均是影响球化效果的重要因素,热轧采用低温卷取,退火前原始组织片层间距更短,组织更细小,球化倾向性更好;当球化温度在Ac₁~Ac₃之间,碳原子充分扩散,片状渗碳体溶解成粒状,球化效果最佳。通过分析获得了高碳精冲钢SK85合适的工艺参数,保证了工业生产线上试用所得球化率在90%以上,精冲性能良好,得到用户认可。

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Cr含量和加热温度对高铁弹条用60Si2Mn弹簧钢脱碳层的影响

包万遥, 李金波, 高秀华, 陈红卫, 李绍杰, 吴红艳, 张志新, 杜林秀

金属热处理 2021, 46 (6): 41-44. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.09

摘要（87）

PDF （237KB）（50）

通过提高高铁铁轨扣件系统中的弹条用60Si2Mn弹簧钢中的Cr元素含量,分析了不同加热温度下钢的脱碳情况,研究了Cr元素以及加热温度对60Si2Mn弹簧钢脱碳层组织形貌及厚度的影响。结果表明,Cr元素含量提高至0.35%后,弹簧钢在不同加热温度下的脱碳层厚度都有明显减少,当加热温度在900 ℃以上时只存在部分脱碳现象,且脱碳层厚度随着加热温度的升高而增加。

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基于30CrMnSiNi2A钢的飞机起落架激光熔覆再制造工艺

陈滋鑫, 周后明, 徐采星, 达丽梅, 朱宇旭, 何方佳, 王泽达

金属热处理 2021, 46 (6): 45-52. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.010

摘要（96）

PDF （619KB）（60）

利用激光熔覆技术在30CrMnSiNi2A钢表面制备20%WC-Ni复合涂层,研究了激光熔覆工艺参数(激光功率P、离焦量L、扫描速度V)对涂层组织性能的影响,利用正交试验对激光熔覆工艺进行了优化。结果表明:工艺参数对覆层显微硬度影响大小依次为:P>L>V;优化工艺参数组合为P=1800 W、L=－20 mm、V=5 mm/s。工艺参数优化后制备的涂层组织致密,与基体结合良好,其硬度达542 HV0.2;干摩擦条件下,涂层的磨损量仅为基体材料的25.92%;电化学腐蚀速率为0.0025 mm/a,该速率仅为基体材料的1.37%;在1000 h的盐雾条件下,其表面能保持较好的性能。

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固溶处理对Al-8.8Zn-2.0Mg-2.1Cu-0.1Zr-0.1Ce合金组织性能的影响

李彩琼, 孔德斌, 余鑫祥

金属热处理 2021, 46 (6): 53-58. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.011

摘要（103）

PDF （621KB）（74）

采用拉伸性能和导电率测试、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、差热分析(DSC)、透射电镜(TEM)研究了固溶温度和时间对Al-8.8Zn-2.0Mg-2.1Cu-0.1Zr-0.1Ce合金板材微观组织、拉伸性能及断口形貌的影响。结果表明,试验合金适宜的固溶工艺为470 ℃×60 min,使冷轧态金属间化合物充分固溶。在此工艺下合金时效后的抗拉强度、屈服强度(以R_p0.2计)以及伸长率分别为646 MPa、581 MPa和14.5%。TEM观察发现合金板材固溶时效后晶内强化相η′仅为2~5 nm,并且晶界析出相η呈现断续分布。此外,合金拉伸断面韧窝中大量弥散分布的AlCuCeZn粒子有利于合金塑性的明显提升。

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两相区淬火+回火对600 MPa级低合金高强钢组织与性能的影响

杨鹏, 张朋彦, 纪久张

金属热处理 2021, 46 (6): 59-64. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.012

摘要（123）

PDF （616KB）（101）

对某600 MPa级低合金高强钢采用了淬火+回火的热处理方式,研究了不同回火温度以及不同淬火温度对其组织性能的影响。结果表明,随着回火温度的升高,屈服强度、抗拉强度以及屈强比都呈下降趋势,伸长率逐渐上升,在620 ℃以上回火时出现第二类回火脆性,导致冲击性能急剧降低;在淬火温度达到820 ℃后得到的两相区淬火组织为铁素体+粒状贝氏体,有利于阻止裂纹的扩展,确保有较高的冲击性能。

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退火温度对MAO-TC4钛合金表面组织及腐蚀性能的影响

王进, 余国庆, 王国迪, 张曼雪, 冯甜, 解念锁, 景然

金属热处理 2021, 46 (6): 65-68. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.013

摘要（119）

PDF （616KB）（47）

通过微弧氧化技术(Micro-arc oxidation, MAO)对TC4合金进行表面处理,随后采用X射线衍射仪、场发射扫描电镜、激光共聚焦显微镜、硬度测试以及电化学腐蚀等方法研究不同退火温度下MAO-TC4合金的表面氧化膜层形貌、厚度、硬度、相结构以及电化学腐蚀行为。结果表明:随着退火温度的升高,MAO-TC4合金表面氧化膜层的显微硬度亦随之增大,当退火温度为850 ℃时,其最高显微硬度为592 HV0.2。450~850 ℃退火温度范围内,随退火温度升高,MAO-TC4合金的膜层耐腐蚀性先增加后降低;当退火温度为650 ℃时,膜层的自腐蚀电流密度为0.125 μA/cm²,耐腐蚀性能最佳。

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淬火工艺对耐磨钢NM400组织性能的影响

李灿明

金属热处理 2021, 46 (6): 69-73. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.014

摘要（120）

PDF （620KB）（74）

采用微Nb、B,加少量Cr成分体系,研究不同离/在线淬火工艺对NM400钢显微组织和力学性能的影响,通过光学显微镜、SEM和TEM观察,分析离/在线淬火工艺对马氏体精细结构的演变规律。结果表明:在线淬火工艺马氏体块更细小,大角度晶界比例大,保留轧制奥氏体变形位错等缺陷,为碳化物在回火中析出提供位置,使析出物分布更弥散,同时拥有马氏体-下贝氏体复相组织,提高了钢的硬度、强度和韧性。

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近β钛合金表面包覆渗氧强化

佟健博, 李雪飞, 黄利军, 张文强

金属热处理 2021, 46 (6): 74-78. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.015

摘要（71）

PDF （624KB）（33）

利用一种钛合金表面防护涂料对近β钛合金Ti-1023进行表面包覆后,在不同温度和气氛环境下进行高温渗氧强化处理。对渗氧处理后的合金表层显微组织和硬度梯度进行表征。结果表明,涂层包覆可以有效减缓Ti-1023合金的高温氧化行为,抑制表面疏松的脆性氧化物的形成,提高合金表面硬度。在空气气氛下,经850 ℃×24 h渗氧处理后Ti-1023合金表层显微硬度由321 HV0.2提高到544 HV0.2,硬化深度达500 μm以上。在T_β以下750 ℃氧气气氛中渗氧48 h后,合金表层显微硬度可达459 HV0.2,并且合金基体组织基本不受影响。

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冷轧压下率对1180 MPa级复相钢组织性能的影响

王朝, 刘靖宝, 杜明山, 孙旭, 杨丽娜, 李孟星, 杨明维

金属热处理 2021, 46 (6): 79-81. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.016

摘要（78）

PDF （614KB）（37）

利用Gleeble-3500热模拟机模拟1180 MPa级复相钢连续退火过程,利用扫描电镜和拉伸试验机研究冷轧压下率对复相钢组织演变规律及力学性能的影响。结果表明,在相同热处理条件下,随着冷轧压下率的增加,复相钢中马氏体、贝氏体所占比例逐渐减小,铁素体回复再结晶程度逐渐增加,复相结构逐渐减弱;冷轧压下率越大,后续热处理过程中的碳原子扩散能力越强,力学性能逐渐下降;当冷轧压下率为30%时,试验钢组织内部的铁素体、马氏体、贝氏体三相复合结构最完整,此时试验钢具有最优的强度与塑性。

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固溶时效处理对挤压态6082铝合金力学性能和组织的影响

刘吉兆, 刘巍, 袁浩登, 吴远志, 叶拓, 刘伟, 邓彬

金属热处理 2021, 46 (6): 82-87. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.017

摘要（95）

PDF （615KB）（69）

采用拉伸试验机、光学显微镜和透射电镜等方法研究了固溶和时效处理工艺对挤压态6082铝合金力学性能和组织的影响。结果表明,经530 ℃固溶处理的试样强度高于550 ℃固溶处理的试样,经不同固溶温度处理后合金表现出不同的力学性能各向异性行为,而经时效处理后合金的屈服强度显著提升。550 ℃固溶处理的合金,晶粒明显长大。经时效处理后的试验合金中分布着大量的针状析出相,能有效阻碍位错的运动,提升材料的强度。经不同固溶+时效处理后的挤压态试验合金拉伸断口处均发现大量的韧窝,表现出韧性断裂的特征。

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时效时间对SLM 18Ni300马氏体时效钢组织性能的影响

董福元, 张明旭, 侯俊峰

金属热处理 2021, 46 (6): 88-91. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.018

摘要（82）

PDF （616KB）（55）

对激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)成形马氏体时效钢进行固溶及500 ℃时效不同时间的热处理,分析时效时间对其组织性能的影响。结果表明:SLM 18Ni300钢经固溶+时效处理后,其组织为马氏体、逆转变奥氏体和Ni₃(Mo, Ti)析出相,随时效时间增加,析出相数量逐渐增加并聚集长大,同时逆转变奥氏体含量增大。随时效时间的增加,其硬度和强度逐渐增加达到峰值后下降,而伸长率不断增加。SLM 18Ni300钢的最佳时效工艺为500 ℃×4 h。

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轧制变形对CrCoNi中熵合金组织及性能的影响

洪大军, 万东海, 曹俊生, 张帅, 王海军, 葛阳

金属热处理 2021, 46 (6): 92-94. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.019

摘要（79）

PDF （612KB）（57）

通过真空悬浮熔炼炉熔炼制备了CrCoNi中熵合金,采用900 ℃热轧(变形量50%)、500 ℃温轧(变形量50%)获得轧制板材,利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、硬度计和万能试验机,研究轧制变形对合金组织结构和力学性能的影响。结果表明:CrCoNi中熵合金铸态时为简单的单相FCC固溶体结构,随着轧制变形的进行,无新相产生;CrCoNi合金有较好的塑性变形能力,塑性变形后其力学性能得到大幅度的提升,热轧后,其抗拉强度能达到890 MPa,伸长率能达到60%,并且通过加大变形量以及热轧+温轧的组合可实现强度的进一步的提升;严重的晶格畸变、加工硬化以及细晶强化共同促进了其高强度与良好韧性的结合。

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等温冷却时间对Ti-V-Mo复合微合金钢组织转变及硬度的影响

于银俊, 赵时雨, 张可, 李昭东, 陈子豪, 张青, 王新志, 钱健清

金属热处理 2021, 46 (6): 95-101. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.020

摘要（101）

PDF （622KB）（44）

通过OM、SEM、TEM和维氏硬度计等手段研究了不同等温冷却时间对Ti-V-Mo复合微合金钢组织转变、析出行为及硬度的影响,探讨了影响硬度变化的因素。结果表明,Ti-V-Mo复合微合金钢奥氏体化后在630 ℃等温冷却0~3 h,随着等温时间的延长,基体中的铁素体比例不断增加而马氏体和贝氏体比例逐渐降低,硬度呈现先升高再趋于平稳,再升高至其最大值,最后略有下降。60~1200 s时,硬度出现平台是因为纳米级(Ti, V, Mo)C粒子的沉淀强化效果能够弥补相变导致基体软化造成的硬度损失;3600 s时,硬度达到最大值为457 HV,此时纳米级(Ti, V, Mo)C粒子产生的沉淀强化效果最佳。

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正火温度对海工用355 MPa级厚规格型钢组织及低温韧性的影响

赵培林, 刘超, 吴会亮, 郑力

金属热处理 2021, 46 (6): 102-106. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.021

摘要（82）

PDF （599KB）（59）

针对屈服强度355 MPa级厚规格热轧H型钢进行了正火处理;利用光学显微镜,扫描电镜分别对轧制态和890、920 ℃正火处理试验钢的显微组织进行观察;对比分析了试验钢不同状态下冲击性能变化,得出了组织状态与冲击性能的相关性规律。试验结果表明,随着正火温度升高,魏氏体等异常组织减少直至消失;试验钢厚度方向不同部位偏析现象有效减轻,珠光体片层间距变细,整体晶粒细化,心部和边部组织均匀性显著提高;-40 ℃低温冲击性能显著提升,心部和边部冲击吸收能量差值缩小,与组织状态变化规律相一致。

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100 mm厚S420高强钢的热处理工艺及焊接性能

肖大恒, 张雅静, 何航, 脱臣德, 袁睿, 武会宾

金属热处理 2021, 46 (6): 107-110. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.022

摘要（131）

PDF （592KB）（36）

采用低C低Si、Ni+Cr+Mo+Cu复合强化的理念设计了100 mm厚的S420高强钢,对钢板焊接前后的微观组织、力学性能和裂纹尖端张开位移CTOD进行了观察和测试。试验结果表明:经过900 ℃淬火+580 ℃回火后,钢板的综合性能达到最佳,屈服强度为478 MPa,抗拉强度为581 MPa,伸长率为28.4%;钢板焊后－40 ℃冲击性能优异,从焊缝至熔合线+5 mm处的过渡区内,心部冲击吸收能量稳定在100 J以上。CTOD性能检验结果显示,即使在性能最薄弱区域粗晶热影响区(CGHAZ),裂纹尖端张开位移(CTOD)值都高达1.59 mm。

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淬火方式对Ti微合金化中碳钢组织和性能的影响

王成, 郭宏丽, 孙健, 李德发

金属热处理 2021, 46 (6): 111-115. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.023

摘要（86）

PDF （592KB）（36）

设计了一种Ti微合金化中碳钢,在控制轧制后采用在线直接淬火+低温回火(DQ+LT)和离线再加热淬火+低温回火(RQ+LT)两种热处理工艺。通过力学性能检测和微观组织观察,研究了不同淬火方式(DQ和RQ)对Ti微合金化中碳钢微观组织和析出相的影响。结果表明:淬火方式对试验钢的微观组织特征和力学性能产生了显著影响。DQ和RQ淬火方式获得的晶粒形态分别呈现扁平化和等轴化,扁平化马氏体板条较细长,方向性明显,基体位错密度高,而等轴晶粒的有效晶粒尺寸更细,晶粒内马氏体板条均匀、无方向性,基体上有大量细小的碳化物和(Ti, Mo)C析出相。组织上的差异使得DQ工艺试验钢存在横、纵向性能不均匀、低温冲击性能较差等不足,而RQ工艺试验钢的横、纵向性能均匀、强韧性匹配良好。

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GH3230合金的焊后热处理

张勇路, 鞠泉, 胡曼, 马惠萍, 张世霄

金属热处理 2021, 46 (6): 116-119. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.024

摘要（101）

PDF （590KB）（64）

分析测试了GH3230合金氩弧焊接后经不同焊后热处理制度处理后的显微组织、显微硬度和拉伸性能。试验结果表明:GH3230合金焊接板材经1140~1180 ℃保温10 min焊后热处理,既能使焊后残余应力得到充分释放,又能保证组织稳定,满足合金力学性能要求。

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1Cr13不锈钢硼-碳复合渗工艺及其性能

苏学虎

金属热处理 2021, 46 (6): 120-125. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.025

摘要（91）

PDF （593KB）（45）

对1Cr13马氏体不锈钢进行950 ℃预渗碳6 h复合不同渗硼工艺处理,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及配套能谱分析仪(EDS)、显微维氏硬度计、XRD、电化学工作站等研究了复合渗工艺以及最终热处理对硼碳复合渗层组织和性能的影响。结果表明,1Cr13钢最佳硼碳复合渗工艺为950 ℃固体渗碳6 h复合950 ℃固体粉末渗硼6 h,在此工艺下,渗硼层硬度高达1436 HV0.1,交界层硬度为924 HV0.1,预渗碳层硬度为630~910 HV0.1,基体心部硬度为560～590.7 HV0.1,复合渗层硬度梯度整体较为平缓。EDS检测得出交界层Cr元素含量最高,其质量分数为13.49%。XRD物相检测得出渗硼层中主要是硬度高且脆性较小的Fe₂B相,存在少量FeB和CrB相。复合渗试样与原样的腐蚀电极电位相比提升了0.104 V,硼碳复合渗工艺提高了1Cr13不锈钢的耐腐蚀性能。

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渗氮后氧化技术的适用性分析

孟璇, 姚小卫, 孔令飞

金属热处理 2021, 46 (6): 126-128. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.026

摘要（87）

PDF （593KB）（46）

通过对渗氮零件氧化处理前后的尺寸精度、粗糙度、强度进行检测,研究渗氮后氧化处理在实际生产中的适用性。结果表明,渗氮后氧化处理对零件尺寸精度及粗糙度影响很小,但对强度的影响较大,因此该工艺不适用于处理回火温度低于渗氮后氧化处理温度的调质态工件及标准紧固件。

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时效对新型Ti-Al-V中熵合金组织性能的影响

葛阳, 洪大军, 张帅, 万东海, 曹俊生, 王海军

金属热处理 2021, 46 (6): 129-131. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.027

摘要（68）

PDF （592KB）（25）

采用真空悬浮熔炼法制备出新型Ti-Al-V中熵合金,使用全自动密度天平测定合金密度,并对其分别在500 ℃和700 ℃下时效处理2 h,利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和维氏显微硬度计研究时效温度对其显微组织、物相组成及力学性能的影响。结果表明:Ti-Al-V中熵合金是一种轻质(密度4.18 g/cm³)、高硬度(铸态505 HV)新型合金;铸态和时效后的合金中均存在BCC结构的基体和HCP结构的富Ti板条状/粒状/针状析出相两种相结构;时效处理的合金中析出相数量相比铸态明显增加,并且时效温度提高,粒状/针状形貌的析出相数量进一步增加;铸态时合金的硬度较高,但力学性能均匀性差,随着时效温度的升高,合金硬度逐渐降低,但力学性能相对更均匀。

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二次固溶处理对IN718合金组织性能的影响

项春花, 王攀智, 杨旭, 安世毫

金属热处理 2021, 46 (6): 132-134. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.028

摘要（82）

PDF （598KB）（51）

对IN718合金进行二次固溶处理,研究了二次固溶处理对其组织及高温拉伸性能的影响。结果表明,经二次固溶处理后,IN718合金组织中δ相含量较一次固溶增加,高温屈服强度降低。随二次固溶温度升高,δ相析出减少,高温屈服强度升高。

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高铬耐热钢蠕变过程中的组织演化行为

权晨, 刘新宝, 朱麟, 李博, 王妮

金属热处理 2021, 46 (6): 135-145. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.029

摘要（99）

PDF （593KB）（48）

结合国内外对高铬耐热钢的最新研究成果,从强化机制出发,总结分析了高铬耐热钢在蠕变过程中微观组织的演化行为。长时蠕变过程中由于M₂₃C₆碳化物和Laves相的粗化,高铬耐热钢性能下降,通过调整元素含量及改进热处理工艺可提高高温组织的稳定性。Z相的形成与MX相的消耗密切相关,目前对于Z相的成核机理尚不能达成一致,因此生成足够量的MX碳氮化物并保持高温长时作用下组织的稳定性是提高高铬耐热钢高温性能的有效途径。

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激光熔覆Al_xNbMn₂FeMoTi_0.5高熵合金涂层的组织与性能

张彝, 谷臻, 高帅龙, 席生岐

金属热处理 2021, 46 (6): 146-152. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.030

摘要（158）

PDF （599KB）（54）

使用激光熔覆技术在Q235钢基体上制备Al_xNbMn₂FeMoTi_0.5高熵合金涂层,期望借此提高干切削技术适用刀具表层的硬度和耐磨性。经过初步筛选之后,主要研究了Al_xNbMn₂FeMoTi_0.5(x=1、1.5、2)高熵合金涂层体系,并采用XRD和3D激光扫描成像等手段分析了不同Al含量的Al_xNbMn₂FeMoTi_0.5合金涂层的晶相结构、显微组织和具体元素分布。结果显示,对于Al_xNbMn₂FeMoTi_0.5高熵合金涂层,随着Al含量的增加,涂层的相结构由单一的BCC相逐渐转变为双相BCC结构,晶粒逐渐细化。当x=2时,Al_xNbMn₂FeMoTi_0.5高熵合金涂层硬度最高,平均为1089.6 HV0.3,大约为基材的5倍,且其具有最优的耐磨损性能。x=1.5时,Al_xNbMn₂FeMoTi_0.5高熵合金涂层的自腐蚀电位最高,自腐蚀电流密度最小,耐腐蚀性最好。

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S34MnV钢的奥氏体晶粒长大动力学

阎勇, 卜恒勇, 李萌蘖, 郑善举

金属热处理 2021, 46 (6): 153-159. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.031

摘要（79）

PDF （591KB）（39）

利用DIL-805AD/T动态膨胀相变仪对S34MnV钢在不同加热温度和保温时间下进行奥氏体化试验,通过晶界腐蚀、光学显微镜观察和截点法测定了奥氏体平均晶粒尺寸,并对S34MnV钢奥氏体晶粒长大规律进行了深入分析。通过对比Beck模型、Hillert模型和Sellars模型,根据实测晶粒尺寸数据拟合并优化了模型参数,建立了S34MnV钢奥氏体晶粒长大的动力学模型。结果表明:兼顾加热温度和保温时间两方面影响因素的Sellars模型的计算结果与实测数据吻合较好,可用于预测S34MnV钢在880~920 ℃加热温度范围内,保温10~240 min时的奥氏体晶粒长大规律。

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不完全再结晶Fe₄₀Mn₁₀Cr₂₅Ni₂₅高熵合金的室温及低温力学性能

武雅桃, 黄德军, 杨慧君, 张敏, 乔珺威

金属热处理 2021, 46 (6): 160-167. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.032

摘要（78）

PDF （655KB）（40）

采用冷轧和退火热处理工艺制备了不完全再结晶结构的Fe₄₀Mn₁₀Cr₂₅Ni₂₅高熵合金,分析了合金的室温(298 K)及低温(77 K)拉伸时的力学性能。结果表明,合金具有优良的室温及低温力学性能,合金在低温拉伸时强度和塑性均得到了提高,其室温强度和断后伸长率分别为880 MPa和18%,低温强度和断后伸长率分别为1360 MPa和36%。合金在室温变形以位错滑移为主,低温变形以位错滑移和孪生为主。室温拉伸时,粗晶晶粒先于细晶晶粒变形,导致试样内部产生了应变梯度,提高了合金的加工硬化率,使合金在室温下具有良好的强塑性。低温拉伸时,粗晶晶粒中形成了大量的变形孪晶,从而提高了合金的低温力学性能。

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多向强应变-时效下7075合金组织、拉伸及抗晶间腐蚀性能

曹艳艳, 黄甜甜, 韦春华, 严伟林

金属热处理 2021, 46 (6): 168-171. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.033

摘要（74）

PDF （594KB）（28）

通过OM、TEM、力学性能和晶间腐蚀测试等手段研究了7075铝合金经多向锻造和80 ℃×1260 min时效处理后的组织及性能变化,并着重分析了试样在不同状态下的抗晶间腐蚀性能。结果表明:试样经多向锻造和80 ℃×1260 min时效处理后,晶粒得到明显细化,强度大幅提升并使塑性保持良好,晶界的析出相呈不连续分布,抗晶间腐蚀性能得到改善。最终,试样的最佳综合性能为:抗拉强度640.25 MPa、伸长率16.59%、自腐蚀电流密度1.077×10^-4 A·cm^-2。

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工程机械用高强钢Q1100热处理参数及热物理性能预测

王玉静, 吴光亮

金属热处理 2021, 46 (6): 172-176. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.034

摘要（76）

PDF （594KB）（42）

利用JMatPro 7.0软件模拟预测Q1100高强钢的平衡相组成、钢的连续加热奥氏体化(TTA)曲线和钢的过冷奥氏体连续冷却转变(CCT)曲线、淬透性以及热物理性能参数。计算结果表明:Q1100高强钢奥氏体化温度Ac₁=713.3 ℃,Ac₃=831.9 ℃。钢在连续加热过程中,加热速率在1000 ℃/s时,奥氏体均匀化时间最短。钢在连续冷却过程中,其屈服强度、抗拉强度和硬度均随冷却速度的增大而增大,当冷却速度为100 ℃/s时,硬度、屈服强度和抗拉强度分别达到其最大值41.7 HRC、1180 MPa和1267 MPa。热物理性能参数密度和杨氏模量均随温度的降低而增大,热导率则先减小后增大;比热容、泊松比和线膨胀系数均随温度的降低而减小。

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固溶温度对GH4720Li合金显微组织和力学性能的影响

唐超, 张筱萌, 罗俊鹏, 曲敬龙, 杜金辉, 张继

金属热处理 2021, 46 (6): 177-185. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.035

摘要（92）

PDF （596KB）（36）

通过光学显微镜、场发射电镜和力学性能测试,研究了固溶温度对GH4720Li合金显微组织(晶粒、γ′相)及力学性能的影响。结果表明:随着固溶温度的升高,一次γ′相含量减少,三次γ′相尺寸增大,晶粒长大的趋势也变得明显。当固溶温度超过1120 ℃后,一次γ′相回溶迅速,晶粒长大迅速,晶粒尺寸分布不均匀性增加。固溶温度与强度呈抛物线性关系,在1130 ℃强度出现峰值;固溶温度的升高,合金塑性下降,固溶温度超过1100 ℃时塑性下降得更快。680 ℃/830 MPa持久拉伸试验表明,随着固溶温度的提高,持久时间增加,当固溶温度超过1100 ℃持久时间增加明显,但超过1130 ℃持久时间基本不变;随着固溶温度的提高,持久塑性下降,但在1110 ℃之前下降缓慢,超过该温度塑性降低很快,甚至不达标。并讨论了固溶温度-组织-力学性能之间的关联性,该结果为GH4720Li合金盘件的固溶热处理工艺的选择提供了理论参考。

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挤压复合铸造7075/6061双金属铸锭的界面组织与性能

郑小平, 谢文杰, 曹通, 肖广耀, 田亚强, 陈连生

金属热处理 2021, 46 (6): 186-190. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.036

摘要（74）

PDF （591KB）（37）

采用挤压复合铸造工艺制备出具有“半固态组织/枝晶组织”分布特征的7075/6061包覆型双金属复合铸锭,并对复合铸锭界面处的组织及硬度进行了分析。结果表明,界面结合良好,为冶金结合,无杂质和氧化皮存在。界面处组织过渡平缓,7075铝合金固相颗粒呈一定规律性分布;除Zn元素浓度呈明显梯度变化外,其它合金元素分布较均匀。界面大部分由较细小等轴晶组成,且有大量合金元素沉积在晶界处,致使界面处硬度高于两侧金属,硬度最高达63.3 HRB。

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7075-T6铝合金的高温成形性能和微观组织

陈水生, 冯莽, 杨志波

金属热处理 2021, 46 (6): 191-194. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.037

摘要（264）

PDF （650KB）（47）

采用等温拉伸试验,研究了温度对7075-T6铝合金板材力学性能的影响规律。通过金相观察和断口形貌分析,讨论了7075-T6铝合金板材高温拉伸变形的微观组织变化和断裂失效机制。结果表明,随温度升高,材料强度和硬度逐渐降低,断后伸长率总体上呈上升趋势,但在250 ℃时出现低值。温度低于200 ℃,应力随应变先快速增加后缓慢增加,应变硬化占主导作用,主要的软化机制为动态回复;200 ℃时,应力峰值后保持平稳,应变硬化和回复软化相互平衡;高于200 ℃,应力随应变快速增加到峰值后逐渐减小,动态再结晶软化占主导作用。250 ℃时,由于动态再结晶软化占主导作用,应力下降,塑性显著下降;300 ℃时,再结晶过程完成,且晶粒沿拉伸方向拉长,韧窝深度加深、平均尺寸增大,材料塑性提升。

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Ti6Al4V合金激光熔覆Ni基自润滑涂层的组织和性能

何斌锋

金属热处理 2021, 46 (6): 195-199. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.038

摘要（82）

PDF （593KB）（34）

利用光纤激光器在Ti6Al4V合金基体表面制备了Ni25为基体和Ni包MoS₂为润滑剂的Ni基自润滑涂层,通过FESEM、XRD、硬度测试仪和摩擦磨损试验机研究了熔覆层的显微组织、物相组成和摩擦性能。结果表明,熔覆层表面主要以“花瓣”状组织以及少量的树枝晶组成,界面处的组织主要是以树枝晶为主,还有少量的等轴晶粒。熔覆层中形成了NiTi、NiTi₂等金属化合物以及其它一些化合物,这些强化相的形成有效地提高了熔覆层的表面硬度,由基体的180~200 HV0.3提高到了表层的430~530 HV0.3。同时随着Ni包MoS₂含量增加,表层的硬度会有所下降。此外,当MoS₂加入量为5%和10%时摩擦因数较大,加入量达到15%时摩擦因数有所降低,同时,熔覆层的磨损率也从5%时的7.49×10^-7 mm³·N^-1·m^-1降低到15%时的3.29×10^-7 mm³·N^-1·m^-1。

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1.25Cr-0.5Mo钢热处理后的组织与力学性能

徐琛, 陈广兴, 张勇伟, 谭騛, 许晓嫦

金属热处理 2021, 46 (6): 200-204. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.039

摘要（84）

PDF （594KB）（44）

利用光学显微镜、扫描电镜和力学试验机研究了3种正火组织的1.25Cr-0.5Mo钢在回火和模拟焊后热处理过程中的组织和力学性能演变。结果表明:1.25Cr-0.5Mo钢粗大的铁素体+珠光体组织经模拟焊后热处理,大量粗大的碳化物沿晶界析出,显著降低钢的冲击性能,铁素体晶内细小弥散碳化物的析出略微改善了钢的强度;贝氏体组织中的贝氏体铁素体板条宽化和碳化物粗化降低了钢的强度,但对冲击性能影响不大;1.25Cr-0.5Mo钢的综合力学性能随着铁素体组织含量的增加而变差,当铁素体组织的含量高于38％时,钢板的力学性能将难以满足要求。

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晶界特征分布对哈氏合金力学性能的影响

王小艳, 韩俊杰, 孙道锋, 任琪琪, 杨淏鑫, 张永建

金属热处理 2021, 46 (6): 205-208. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.040

摘要（85）

PDF （570KB）（34）

采用扫描电镜、背散射电子衍射、透射电镜等手段对Hastelloy X(HX)合金的晶界特征分布、拉伸断口形貌及位错分布等进行研究。结果表明,HX合金室温拉伸断口由局部裂纹、微孔和大量的韧窝构成,微孔的形成与材料内部第二相颗粒分布有关。组织为晶内共格孪晶型的材料开裂是裂纹源扩展引起的,而组织为非共格孪晶型的样品是微孔聚集导致的开裂。分析表明,不同晶界特征分布的样品室温力学性能的差异,主要是晶粒尺寸和一次碳化物分布作用的结果。

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高扩孔钢的连续冷却转变

孙岩, 安治国, 宋月

金属热处理 2021, 46 (6): 209-212. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.041

摘要（75）

PDF （569KB）（32）

将DIL805L淬火相变膨胀仪与金相分析手段相结合,绘制了一种高扩孔钢的连续冷却转变曲线。结果表明,冷速在0.5~1 ℃/s时,室温组织是铁素体+珠光体;冷速超过2 ℃/s,开始出现贝氏体;冷速超过25 ℃/s时,铁素体消失;冷速大于40 ℃/s时,马氏体出现。另外,Si、Mn的配合有助于粒状贝氏体组织的形成,微合金元素Ti与N结合可细化晶粒,间接提高成形性能。

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某燃气轮机涡轮叶片长期服役后的微观组织与性能

杨晋萍, 宋国斌, 董勇军, 崔崇, 段文峰, 石全强, 单以银

金属热处理 2021, 46 (6): 213-220. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.042

摘要（81）

PDF （566KB）（49）

研究了服役45 000 h后的燃气轮机叶片不同部位微观组织与持久性能的退化行为。试验结果表明:长时服役后,叶片榫齿部位的微观组织未发生明显的退化损伤,叶片叶尖部位的微观组织则发生明显的退化,其中MC型碳化物发生退化分解,立方状γ′相退化成粗大的球状γ′相。长时服役后,叶片的硬度没有发生明显的变化,而蠕变持久性能明显降低,该燃气轮机叶片在850 ℃下10⁵ h的外推持久强度降低至66.72 MPa。

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镍基高温合金GH4698的热变形组织演变机理

王岩, 谷宇, 王珏, 李吉东

金属热处理 2021, 46 (6): 221-224. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.043

摘要（119）

PDF （566KB）（71）

采用热模拟等研究方法,对不同变形工艺条件下的GH4698热变形组织演变机理开展了研究。结果表明:高温低速变形有利于动态再结晶进行,材料发生完全动态再结晶的初始变形温度大于1150 ℃;从工程角度出发,合金初始变形温度推荐1200 ℃,采用低速变形原则(0.01~0.1 s^-1),为获得相对均匀的锻造组织,终锻温度应高于1050 ℃,锻造过程可多火次完成;经GJB 3782标准推荐多级热处理后,晶粒内部存在大量弥散分布的γ′纳米析出物,起到良好的析出强化作用。

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超临界循环流化床锅炉高温过热器管开裂原因分析

赵平

金属热处理 2021, 46 (6): 225-230. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.044

摘要（96）

PDF （566KB）（60）

某超临界循环流化床锅炉TP347H钢膜式壁高温过热器管频繁发生开裂,通过宏观检查、光谱分析、力学性能试验、显微组织分析以及运行情况分析等对其失效原因进行了研究。结果表明,取样管化学成分、力学性能均满足标准要求,显微组织未见异常;裂纹起源于管子与鳍片焊趾处,并从外壁向内壁扩展;管子开裂原因为:高温过热器管为大屏膜式壁结构,加之锅炉启动过程中,相邻管壁温度差较大且不断变化,造成管子在轴向方向的膨胀差较大并形成交变热应力,从而在焊趾应力集中部位产生热疲劳裂纹,同时管子与鳍片焊缝处的残余应力以及管子外表面存在的直道沟槽促进了裂纹的形成和扩展。

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球墨铸铁零件高频感应淬火后显微组织异常原因分析

王磊, 马录, 杨波, 张凯, 宋阳, 王晔

金属热处理 2021, 46 (6): 231-235. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.045

摘要（109）

PDF （565KB）（51）

某球墨铸铁行星架铸造冒口经高频感应淬火后检测发现,高频感应淬火区存在石墨球化率偏低及铁素体含量过多的现象。经过显微组织及试验对比分析发现:高频感应淬火加热部位石墨形态的异常与冒口处球化剂的缺损及冷却速度相对较慢有关;零件铸后高频感应淬火区位置的铁素体含量过多,而铸后正火并未有效改善该现象,导致高频感应淬火后铁素体含量过多。通过优化铸造工艺,按原工艺进行正火及高频感应淬火,最终得到满足技术要求的产品。

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8418钢熔铝料桶开裂分析

赵新娥

金属热处理 2021, 46 (6): 236-239. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.046

摘要（73）

PDF （733KB）（40）

8418热作模具钢制熔铝料桶使用过程中在冷却孔处发生开裂,采用扫描电镜及能谱仪、光学显微镜、洛氏硬度计、直读光谱仪,对其开裂原因进行了分析。结果表明,料桶冷却孔内具有含Ca、S、Cl元素的介质,导致其发生了应力腐蚀开裂。

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镍基耐蚀合金Hastelloy C-276锻造开裂原因分析

嵇爽, 李会林, 赵秀娟, 张雲飞, 赵英利, 陈文, 石玉龙, 邢成亮

金属热处理 2021, 46 (6): 240-244. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.047

摘要（90）

PDF （571KB）（58）

耐蚀合金Hastelloy C-276锻造过程中出现开裂,对其开裂原因进行了分析,并研究了均质化处理对其组织的影响以提高锻造成材率。结果表明,Hastelloy C-276合金铸态组织中存在大量μ析出相,是导致锻造开裂的主要原因。通过提高均质化加热温度和延长保温时间,可减轻枝晶偏析,经1170 ℃保温10 h空冷后,偏析几乎全部消失,锻造良好。

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柴油机用42CrMo钢高强度螺栓断裂失效分析

焦丽, 商海昆, 何剑丰, 赵英军, 张伟民, 李卫民, 周兰梅

金属热处理 2021, 46 (6): 245-249. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.048

摘要（93）

PDF （565KB）（83）

柴油机用42CrMo钢制高强度螺栓在紧固过程中发生了断裂掉头现象,通过宏观检验、化学成分分析、纤维流线及过渡圆角检验、显微组织检验和扫描电镜分析等手段,并结合螺栓加工工艺,对其断裂原因进行综合分析。结果表明:螺栓调质过程中,在应力集中的头杆结合区产生淬火裂纹并形成陈旧断口,减小了螺栓的有效承载面积,装配应力作用下因相对过载而断裂。头杆结合区过渡圆角半径偏小且加工不良是引发淬火裂纹的关键因素。

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矿用齿轨感应淬火裂纹产生原因及改进方法

米佩, 孙永鹏, 张勇

金属热处理 2021, 46 (6): 250-252. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.049

摘要（79）

PDF （610KB）（31）

矿用齿轨在齿柱感应淬火过程中发生齿柱部位开裂情况,从齿轨材料化学成分、感应淬火前原始组织、裂纹宏观、微观组织、感应淬火工艺参数等方面对开裂原因进行了分析,并通过优化加热方式及冷却方式解决了齿轨齿柱感应淬火开裂问题。

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带式输送机减速机高速轴断裂失效分析

谭晓蒙, 田峰, 乔欣, 郭心爱

金属热处理 2021, 46 (6): 253-255. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.050

摘要（97）

PDF （724KB）（59）

某输煤系统带式输送机减速机的18CrNiMo7-6钢制高速轴发生早期断裂。为此对失效轴进行宏观分析、断口扫描电镜及能谱分析、金相分析、硬度分析、冲击韧性分析和化学成分分析。结果表明,该失效轴断裂性质为多源疲劳断裂,疲劳源位于键槽尖端,高速轴未经正确的表面强化热处理是导致其发生早期断裂的重要原因。

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铬钒共渗层出现黑洞的原因与控制

刘毅, 张孟九, 于洋, 孙慧慧

金属热处理 2021, 46 (6): 256-259. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.06.051

摘要（73）

PDF （567KB）（40）

GCr15链条销轴经铬钒共渗热处理后,渗金属层出现黑洞,较多的黑洞对基体的连续性起到破坏作用,增大了脱落的风险。针对黑洞的情况,进行了一系列试验。结果表明,渗剂中钒的含量、催化剂的选用、设备的密封性等是形成黑洞的主要原因,通过修正渗剂的配比,采用真空设备来进行热处理,解决了渗金属层的黑洞的问题,大幅度提高了销轴的耐磨性。

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时效强化高镍Inconel-718合金低周疲劳性能及寿命预测

屈华鹏, 王留兵, 王东辉, 吴冰洁, 冯翰秋, 陈海涛, 许斌, 宋丹戎, 郎宇平

金属热处理 2021, 46 (7): 1-6. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.001

摘要（71）

PDF （13330KB）（40）

研究了核反应堆弹簧材料用时效强化0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel-718)合金材料在350 ℃高温下的低周疲劳性能,并采用Manson-Coffin和郑修麟模型对加载应变水平和低周疲劳寿命之间关系进行了拟合计算和对比。结果表明:经过970 ℃×1 h空冷+720 ℃×8 h炉冷+620 ℃×8 h空冷热处理后,Inconel-718合金在350 ℃具有优异的低周疲劳性能。根据郑修麟关系式计算结果,其临界应变疲劳极限约为0.37%,在低于此应变水平条件下,其低周疲劳寿命高于10⁷循环。Manson-Coffin模型由于不包含临界应变疲劳极限参数ε₀,导致其对较低应变水平的疲劳寿命预测精度较低。

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高强高导电CuCrZr合金时效过程中析出相的演化规律

潘雪新, 姜海昌, 封辉, 李学斌, 鲁衍任, 胡小锋, 付鸿

金属热处理 2021, 46 (7): 7-12. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.002

摘要（71）

PDF （594KB）（31）

对固溶态CuCrZr合金经不同温度时效后的析出相进行显微观察,并对其电导率进行了测试。结果表明:450 ℃时效30 min的析出相为5 nm以下的单质Cr相,并且与基体呈cube-on-cube取向关系。450 ℃峰值时效120 min时析出相为CrCu₂Zr相和Cr相,尺寸为10nm左右,且与基体共格;600 ℃和800 ℃过时效30 min后析出相主要演变为球状的Cr相和棒状的Cu₄Zr相。在600 ℃时效处理后部分棒状析出相已显著长大至50 μm左右,而800 ℃时效处理后几乎看不到细小的析出相,其中棒状Cu₄Zr析出相长大至200 μm以上,球状纯Cr析出相也接近50 μm。CuCrZr合金在450 ℃时效时导电率随时效时间的延长不断增高,在120 min后达到最大值且几乎不再变化。根据析出相转化率与导电率的线性关系,建立了合金在400、450、500和600 ℃下的析出动力学方程。

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冷拉伸预变形及热处理对Hastelloy C-276合金晶界特征的影响

刘翊安, 张晓宇, 孙欢迎, 庞国星, 吴伟

金属热处理 2021, 46 (7): 13-17. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.003

摘要（67）

PDF （595KB）（26）

对Hastelloy C-276合金分别进行2%、6%、14%、22%、30%和54%冷拉伸预形变后经1100 ℃×15 min等温退火并水冷,采用EBSD技术分析变形量对其合金晶界特征分布和晶粒尺寸的影响。结果表明,随着变形量的增加,总的特殊晶界比例呈先下降后上升最后下降的趋势。当变形量为14%时,总的特殊晶界比例出现峰值点,达到了64.8%,同时Σ1晶界比例出现拐点,呈下降趋势,变形储存能得以释放,有利于特殊晶界的产生。此时,晶粒组织处于再结晶初始阶段。但大变形条件下的退火并不利于特殊晶界比例的提高。随着晶粒尺寸的增加,退火孪晶密度降低,选择适当的晶粒尺寸有利于晶界特征分布优化。

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不同两相区淬火温度对9Ni钢组织与性能的影响

李荣斌, 秦品强, 陈永强, 李珂, 龙文宇

金属热处理 2021, 46 (7): 18-22. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.004

摘要（59）

PDF （596KB）（25）

通过SEM、XRD、疲劳试验机、冲击试验机等分析了620~680 ℃区间不同两相区淬火温度对9Ni钢强度和低温冲击性能的影响。结果表明,回转奥氏体含量和稳定性对材料性能影响显著,随着两相区淬火温度的升高,9Ni钢抗拉强度不断增大,而低温冲击性能呈现先升高后降低的非线性趋势。在640 ℃时,试样的回转奥氏体含量最高,达9.65%;断后伸长率最高,达到32.67%;冲击吸收能量最高,常温下达到332.83 J,-196 ℃条件下为297.69 J,总体展现出良好的强韧性。

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30CrNi3MoV钢动态再结晶行为及其模型的构建

潘龙博, 储滔, 张硕, 江济, 程采金, 谢庆忠, 邢学强, 斯庭智

金属热处理 2021, 46 (7): 23-30. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.005

摘要（68）

PDF （601KB）（29）

根据Gleeble-3500热模拟试验机测量30CrNi3MoV钢的真应力-真应变曲线,系统研究了应变速率为0.01、0.1 s^-1时钢材的动态再结晶行为,并构建了其动态再结晶模型。结果表明:30CrNi3MoV钢在高温小应变速率下更容易发生动态再结晶,其热变形激活能为328.2 kJ/mol;通过加工硬化率随流变应力变化曲线(θ-σ)的拐点确定临界应变,可得动态再结晶临界应变方程为ε_c=0.001 22Z^0.175;构建的动态再结晶体积分数及其平均晶粒尺寸模型能够较好地预测试验钢的动态再结晶体积分数及其晶粒尺寸;当应变速率为0.1 s^-1、变形温度为1050 ℃时,试验钢的晶粒最细小、均匀,平均晶粒尺寸约为19.9 μm。

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长时服役后T92钢管的微观组织及力学性能变化

何利军, 周龙, 汤淳坡, 郭小钢, 金晓, 赵彦芬, 薛飞, 张国栋

金属热处理 2021, 46 (7): 31-36. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.006

摘要（65）

PDF （589KB）（28）

通过扫描电镜、透射电镜等技术定量研究了T92耐热钢服役80 000 h后的微观组织结构和力学性能,并与未服役的同批次材料进行了对比。结果表明,在服役80 000 h后,T92钢管材的马氏体板条上析出了大量的M₂₃C₆相和Laves相,在板条内部析出MX相,马氏体板条宽度明显增加,但仍然保持着典型的马氏体板条形貌。T92钢室温和610 ℃高温抗拉强度、屈服强度均较未服役样品的低,但室温条件下性能相差较小,而高温条件下的下降幅度较大,且屈服强度接近标准要求的下限。析出相强化和板条强化是T92耐热钢在长时服役后仍具有较高性能的原因。

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0.2C-5Mn-0.5Si-2.5Al中锰钢临界退火后的微观组织及力学性能

张楠, 李岩, 定巍

金属热处理 2021, 46 (7): 37-42. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.007

摘要（88）

PDF （594KB）（28）

利用热力学模拟计算、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、拉伸试验机等设备研究了不同退火工艺下0.2C-5Mn-0.5Si-2.5Al中锰TRIP钢的相变规律、微观组织及力学性能,分析了Al对相变规律及工艺与组织性能的影响规律。结果表明:添加(质量分数)2.5 %Al后,两相区显著扩大,且A₃温度明显提高,这有助于提高临界退火温度,进而加快奥氏体逆相变过程,有效地提高在较短临界时间(1、3 min)退火后的残留奥氏体含量;因2.5 %Al的添加,微观组织中出现了δ-铁素体;在临界退火温度范围内(760~880 ℃),随着退火温度的升高,屈服强度呈现略微下降趋势,而抗拉强度逐渐增加,退火1 min时伸长率及强塑积随退火温度的增加先升高后降低,而退火3 min时伸长率及强塑积随退火温度升高呈持续下降趋势;试样在760 ℃退火3 min可获得最佳的力学性能,抗拉强度为927.69 MPa,伸长率为50.12%,强塑积为46 503.00 MPa·%。

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1Cr18Ni11Si4AlTi双相不锈钢的固溶组织与性能

李荣之, 杨艳芳, 张全新

金属热处理 2021, 46 (7): 43-46. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.008

摘要（61）

PDF （594KB）（31）

对1Cr18Ni11Si4AlTi双相不锈钢进行了不同温度的固溶热处理试验,对材料的组织和性能与固溶处理之间的关系和影响规律进行了研究。结果表明:随着固溶温度的升高,材料中的析出相逐渐溶解,铁素体含量增加,屈服强度随着铁素体含量增加而提高,材料硬度呈现先降后升的趋势,1050 ℃固溶处理时硬度最低,当固溶温度达到和超过1100 ℃时,其显微组织逐渐粗化,铁素体含量明显增加,材料的屈服强度明显提高。

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Zr-Sn-Nb-Fe锆合金板材轧制及热处理过程中的晶粒组织演变

范清松, 田航, 谢梦, 周军, 杨忠波, 赵文金

金属热处理 2021, 46 (7): 47-50. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.009

摘要（56）

PDF （591KB）（20）

采用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)分析研究了Zr-Sn-Nb-Fe锆合金板材在热轧及退火→中间冷轧及退火→成品轧制及退火的全工艺流程中晶粒组织的演变规律。结果表明,热轧后合金组织沿轧制方向呈带状分布,晶粒粗大并破碎变形;中间冷轧和成品轧制后合金为沿轧制方向带状分布的细小形变组织,合金组织明显细化;中间退火和成品退火后合金中晶粒再结晶程度较热轧退火时明显提高,晶粒取向差逐渐向正态分布变化,晶粒组织也逐渐均匀化和细化,最终获得细小、均匀分布的完全再结晶晶粒组织,晶粒度12级。

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冷轧304不锈钢的马氏体逆相变及奥氏体再结晶行为

张梅, 孙国胜, 秦岽烊, 杜林秀

金属热处理 2021, 46 (7): 51-55. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.010

摘要（66）

PDF （648KB）（27）

将冷轧304不锈钢在750~800 ℃退火78~127 s,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(EBSD)、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)等手段探究其组织演变行为并测定其拉伸性能。结果表明:在等温退火过程中,试验钢内发生扩散型和切变型马氏体逆相变和奥氏体的再结晶,随着退火温度的升高和保温时间的延长,马氏体逆相变和奥氏体再结晶逐渐完成,试验钢的屈服强度下降,断后伸长率提高。

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310S耐热不锈钢高温长期时效过程中的组织演变

苗华军, 李国平

金属热处理 2021, 46 (7): 56-59. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.011

摘要（63）

PDF （593KB）（33）

采用光学显微镜、扫描电镜及X射线能谱、显微硬度计和X射线衍射仪研究了310S耐热不锈钢在950 ℃下50~3000 h长时间时效后的显微组织。结果表明,时效后主要析出了碳化物Cr₂₃C₆和σ相两种析出相,时效过程中碳化物Cr₂₃C₆先于σ相析出;随时效时间的延长,碳化物数量先增加然后减少,σ相含量一直在增加。

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基于第一性原理的CrCuFeNiTi高熵合金涂层的相及稳定性分析

徐洪洋, 孟雯露, 卢金斌, 马明星

金属热处理 2021, 46 (7): 60-64. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.012

摘要（76）

PDF （656KB）（36）

采用等离子弧在45钢基体上熔覆了CrCuFeNiTi高熵合金涂层,经X射线衍射分析涂层中的物相有BCC、FCC和Fe₂Ti相,并对BCC、FCC和Fe₂Ti相进行了成分测试,采用CASTEP中的虚拟晶体近似方法建立了BCC、FCC和Fe₂Ti相的晶体结构模型,基于第一性原理计算了涂层中BCC、FCC和Fe₂Ti相的晶格常数,并与涂层中BCC、FCC和Fe₂Ti相的X射线测试结果进行了比较,另外计算了BCC和FCC相的弹性常数C_ij、体积模量B、剪切模量G、杨氏模量E和泊松比ν。结果表明,涂层中BCC和FCC相以及Fe₂Ti的晶格常数计算值与试验值的误差为0.43%~3.05%,BCC、FCC和Fe₂Ti相的生成热均为负值且BCC和FCC相的弹性常数C₁₁、C₁₂和C₄₄满足立方结构高熵合金的力学稳定性限制条件,可知BCC、FCC和Fe₂Ti相是稳定的。另外由C₁₂-C₄₄>0,G/B<0.57,ν>0.26可知BCC和FCC相以金属键结合且呈现韧性的特征。

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氧化时间及铬含量对Fe-Cr钢高温氧化行为的影响

程磊, 孙彬, 高炜, 杜重洋

金属热处理 2021, 46 (7): 65-71. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.013

摘要（147）

PDF （590KB）（63）

为了测定不同氧化时间以及铬含量对高温条件下钢材表面氧化铁皮组织和厚度的影响,将Fe-5Cr钢与Fe-10Cr钢在1000 ℃空气条件下氧化60~180 min,采用增重法绘制其氧化动力学曲线,并利用光学显微镜、能谱仪和X射线衍射仪对氧化铁皮的断面形貌和物相进行研究。结果表明,两试验钢氧化初期为“气-固”反应,中后期为“气相-氧化铁皮-固相”反应。两试验钢氧化铁皮结构均由外氧化层、内氧化层和内氧化区域组成。当氧化时间为180 min时,Fe-10Cr钢检测到了内氧化物Cr₂O₃。空气中氧元素向内扩散与基体中铬元素发生反应生成内氧化物Cr₂O₃,再与氧化铁皮层中的FeO发生固相反应生成尖晶石结构产物FeCr₂O₄。随着氧化时间的增加,由于内氧化物Cr₂O₃不断受到内氧化层的包裹而转为外氧化,内外氧化的转变使得基体不断被腐蚀,氧化铁皮厚度不断增加。

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马氏体钢中B_L/M和A_R/M复相组织调控方法及对性能影响的研究现状

魏鑫鸿, 李志敏, 张旭, 何文超, 王永恒, 郭涵, 李绍宏

金属热处理 2021, 46 (7): 72-78. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.014

摘要（67）

PDF （589KB）（29）

综述了提高钢铁材料性能的马氏体钢中下贝氏体/马氏体(B_L/M)和残留奥氏体/马氏体(A_R/M)复相组织的调控方法及其强韧化机理等方面的研究进展。针对贝氏体等温淬火、淬火-配分(Q&P)、淬火-配分-回火(Q-P-T)等新型热处理工艺对微观组织特征和力学性能影响的研究现状进行了总结,并分析了钢铁材料复相组织调控工业化应用需重点突破的问题。

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碳含量对SA-508 Gr.3钢大锻件组织和性能的影响

张明桥, 傅明娇, 赵晓光, 付朝政, 汪洪宇, 李卓林

金属热处理 2021, 46 (7): 79-83. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.015

摘要（67）

PDF （593KB）（29）

研究了碳含量对SA-508 Gr.3钢大锻件的显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着碳含量的增加,SA-508 Gr.3钢的贝氏体转变温度降低,M₃C碳化物析出量增加;室温和350 ℃抗拉强度提高,冲击性能先升高后降低,0 ℃冲击断口形貌由混合型断裂转变为韧窝断裂。为使SA-508 Gr.3钢获得较好的综合性能,碳含量应控制在0.19%~0.22%(质量分数)。

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Q355NH钢的CCT曲线及早期耐蚀性能

王凌旭, 何锦航, 孙博, 白洁, 王勇, 邓凤淋, 曹长胜, 梁宇

金属热处理 2021, 46 (7): 84-88. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.016

摘要（138）

PDF （590KB）（24）

通过膨胀曲线并结合金相硬度法,测量了Q355NH低碳耐候钢840 ℃奥氏体化后在不同冷速下的相变点,并绘制其CCT曲线,对试验钢不同冷却方式下的显微组织、力学性能和耐腐蚀性能进行研究。结果表明,Q355NH钢在0.1~10 ℃/s冷速范围内均可获得铁素体+珠光体组织。随着冷速的增大,屈服强度从炉冷的360 MPa提高到风冷的420 MPa。炉冷时组织中存在沿晶界析出的碳化物,风冷时珠光体数量和密度最高。炉冷和风冷条件下试样具有较低的腐蚀电位,盐雾腐蚀试验早期的质量损失较大。

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Cr对20MnSiV门架型钢动态CCT曲线和性能的影响

霍喜伟

金属热处理 2021, 46 (7): 89-93. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.017

摘要（54）

PDF （593KB）（20）

利用热膨胀相变仪研究了不含Cr和含0.3%(质量分数)Cr的叉车门架用20MnSiV钢的连续冷却转变行为,通过光学显微镜观察试验钢在不同冷速下的显微组织,并检测其维氏硬度,得到了试验钢的动态连续冷却转变(CCT)曲线。结果表明,0.1~10 ℃/s的冷速范围内,试验钢在添加0.3%Cr后,贝氏体转变的临界冷速降低,综合力学性能提高,但易在偏析严重区域生成贝氏体和马氏体混合相,使-20 ℃低温冲击性能稳定性下降。通过采取末端电磁搅拌、降低终轧温度、加大末道次变形量、减小轧件空冷间距等措施,能够消除成品异常显微组织,提高低温冲击稳定性。

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700 MPa级高强度耐候钢过冷奥氏体连续冷却相变行为

霍建生, 阎冬

金属热处理 2021, 46 (7): 94-97. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.018

摘要（53）

PDF （594KB）（20）

采用热模拟试验机研究了添加Ni、Cr、Cu的车厢用微合金化耐候钢的过冷奥氏体连续冷却相变行为,并建立了试验钢的静态和动态CCT曲线。结果表明,在无变形条件下,试验钢在各冷速下均不能获得全铁素体组织,冷却速率为0.2 ℃/s时,室温组织中的铁素体含量最高,为41%,平均晶粒尺寸为36.9 μm;在施加30%变形量的条件下,试验钢在0.2 ℃/s冷速下可获得全铁素体+极少量珠光体组织,平均晶粒尺寸为17.9 μm,具有较好的耐腐蚀能力。当冷却速率在0.2~0.5 ℃/s之间(铁素体+珠光体相变区间),提高冷却速率可以增加试验钢的硬度,在施加30%变形量和0.2 ℃/s冷却速率条件下,试验钢的宏观硬度值达181 HV30。

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Ni-Al-W活性材料的界面扩散动力学

于江涵, 耿铁强, 李文, 朱正旺, 张海峰

金属热处理 2021, 46 (7): 98-102. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.019

摘要（49）

PDF （605KB）（33）

采用粉末冶金法制备Ni-Al-W活性材料Ni_37.5Al_42.5W₂₀,研究了材料中Ni-Al、Al-W、Ni-W 3种不同界面处的扩散动力学。结果表明:在400 ℃保温不同时间下该材料表观激活能变化不大;扩散层厚度Δx随时间t的增加而增加,且lnΔx与lnt呈线性关系,在3种不同界面处只发生了扩散而未产生金属间化合物。Ni-Al界面层厚度与保温时间关系式为ΔxNi-Al=4.5210^-8t^1/2.635,界面扩散方式为晶格扩散中的体扩散机制;Al-W界面层厚度与保温时间关系式为ΔxAl-W=9.5610^-8t^1/4.050,界面扩散方式为表面扩散机制;Ni-W界面层厚度与保温时间关系式为ΔxNi-W=2.3310^-7t^1/6.534,界面扩散方式为表面扩散机制。

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热处理对SLM 316L不锈钢螺旋微丝微观组织和力学性能的影响

李斌, 董秀萍, 黄明吉

金属热处理 2021, 46 (7): 103-107. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.020

摘要（72）

PDF （614KB）（42）

通过显微镜观察、拉伸试验和显微硬度试验分析了不同热处理参数对激光熔化(SLM)制成的螺旋微直径丝(SS316L-HMDW)的组织和力学性能的影响。结果表明:热处理后,SS316L-HMDW试样的微观组织发生明显变化,激光熔池消失,各向异性减小,力学性能提升;在不同保温时间下,SS316L-HMDW试样的晶粒尺寸随保温时间有不同程度地增加;随着热处理保温时间的增加,SS316L-HMDW试样的屈服极限和抗拉强度降低,伸长率增加,拉伸试样的断裂表面均为延性断裂,凹坑变大。经1200 ℃保温2 h热处理后,SS316L-HMDW试样的组织和力学性能均有显著变化,抗拉强度由585 MPa降低至398 MPa,屈服强度由40 MPa降低至25 MPa,伸长率明显增加至268%,试样的可塑性和韧性得到了增强。

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终轧温度对2205/Q345C复合板界面组织和力学性能的影响

张永健, 陈俊宏, 陈祯, 王娇娇, 惠卫军, 王小勇, 杨建炜

金属热处理 2021, 46 (7): 108-113. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.021

摘要（58）

PDF （622KB）（23）

采用真空对称组坯+热轧法制备2205/Q345C复合钢板,研究了终轧温度对复合板界面微观组织、元素扩散、硬度分布及剪切强度的影响。结果表明:终轧温度为950~1100 ℃时2205/Q345C复合板的界面结合良好,基层Q345C钢板为铁素体+珠光体组织,复层2205双相不锈钢为奥氏体+铁素体组织。在界面附近,Q345C钢中的C向2205钢中扩散形成了脱碳层,而2205钢形成了“渗碳层”,且二者的深度均随终轧温度的增加而增加。2205钢中的Cr、Ni元素向Q345C钢中连续扩散,Cr原子扩散的剧烈程度高于Ni原子,扩散距离大于Ni原子,且二者的扩散距离均随终轧温度的升高而增加。随着终轧温度的升高,复合板的硬度变化不大,在界面附近2205钢硬度最高而Q345C钢硬度值最低,而界面的剪切强度略有降低,但均大于420 MPa,符合GB/T 8165—2008《不锈钢复合板和钢带》中剪切强度≥210 MPa的要求,且剪切断口中裂纹源区面积减小。终轧温度为950~1100 ℃时2205/Q345C复合板均获得了良好的力学性能。

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胀形对2219铝合金环形件淬火残余应力的影响

李俊衡, 吴运新, 龚海

金属热处理 2021, 46 (7): 114-119. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.022

摘要（91）

PDF （613KB）（27）

利用ABAQUS有限元软件对2219铝合金环形件淬火过程及后续胀形过程中径向截面上残余应力的分布进行数值模拟,研究了胀形量对淬火残余应力消减率的影响。结果表明:淬火后环件的径向应力在上下端面呈压应力,在-106 MPa左右,在芯部应力值较小;周向应力和轴向应力均呈外部压应力、芯部拉应力的应力分布状态。胀形对环件的径向应力、周向应力和轴向应力均有显著的消减效果。胀形量在0.25%~4.00%范围内增加时,环形件的残余应力减小,周向应力和轴向应力的消减率都增大并趋于定值,且周向应力消减率的增大速度比轴向应力消减率的增大速度快。当胀形量<3%时,周向应力的消减率大于轴向应力的消减率,当胀形量>3%时,周向应力的消减率略小于轴向应力的消减率;当胀形量>2%时,周向应力和轴向应力的平均消减率>80%,环件的淬火残余应力得到很好的消减。

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提高20Cr2Ni4A钢齿轮渗碳淬火硬度的试验研究

赵少甫, 许鸿翔, 王红伟, 郭敬强, 李子岩, 陈岩

金属热处理 2021, 46 (7): 120-125. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.023

摘要（72）

PDF （616KB）（30）

针对20Cr2Ni4A钢制造的中大型齿轮在不允许冷处理的条件下渗碳淬火硬度偏低的问题,通过对渗碳淬火碳势、中间高温回火工艺、淬火温度的优化,在不冷处理的情况下使齿轮硬度提高了2 HRC以上至58~61 HRC,显微组织良好,达到了预期目的。试验发现,该材料渗碳后经过高温回火再重新加热淬火时,为了提高表面及次表面硬度,渗碳扩散碳势、渗碳降温保温阶段碳势和淬火碳势在碳化物不超标的前提下要尽量提高;反复试验与检测证明,中间高温回火也会导致渗碳层一定深度内碳含量的降低,从而影响渗碳淬火硬度,故高温回火时不仅要注意回火不足更要防止过回火,高温回火次数过多时间过长,淬火后硬度不升反降。

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时效对热旋压TC11钛合金组织及性能的影响

白鹭, 张小娟, 周钟平, 倪林彧, 周银娣, 闵永安

金属热处理 2021, 46 (7): 126-130. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.024

摘要（66）

PDF （624KB）（25）

采用光学显微镜、透射电镜、X射线衍射仪、拉伸试验机等研究了时效对双重退火态TC11钛合金原料热旋压成型后的显微组织和力学性能的影响,并确定了最佳的时效温度范围。结果表明,与双重退火态TC11钛合金原料相比,热旋压后的抗拉强度提高了近17%,硬度提高了约8 HRC,再经560 ℃×3 h时效后,抗拉强度由1195 MPa提高至1240 MPa,硬度提升约1 HRC,综合力学性能和硬度得到进一步提高。热旋压和时效均能促进软韧相β相向强化相α相转变。300~600 ℃时效时,抗拉强度均大于1200 MPa,并在580 ℃达到最大为1242 MPa。随着温度的升高,断后伸长率有所下降并在高于580 ℃时降至8%以下。热力学计算结果表明500~560 ℃温度范围内β相向α相的转变倾向最大,在此温度范围内进行时效最为适宜。

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热处理工艺对新型抗菌刀具用钢微观组织和性能的影响

段文峰, 石全强, 李积回, 沈卓, 张帆, 沈明钢, 单以银

金属热处理 2021, 46 (7): 131-139. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.025

摘要（50）

PDF （613KB）（35）

以实验室研发的高碳高铬50Cr15MoV含Cu抗菌刀具用钢为研究材料,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和维氏硬度计研究了其在不同热处理工艺下的微观组织和力学性能变化,探索了50Cr15MoV含Cu新型刀具用钢最佳热处理工艺。结果表明,50Cr15MoV含Cu刀具用钢的硬度在正火温度低于1050 ℃时逐渐升高,高于1050 ℃后逐渐降低,并随着回火温度的升高而逐渐下降,同时,50Cr15MoV含Cu刀具用钢经过500 ℃时效30 min后,由于富Cu相的析出,获得良好的抗菌性能,因此50Cr15MoV含Cu刀具用钢最佳热处理工艺为1050 ℃正火保温30 min后油淬+200 ℃回火保温90 min后空冷+500 ℃时效30 min后空冷。

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低温去应力退火对板式换热器用316L不锈钢冷冲压波纹板耐蚀性能的影响

史伟, 俄馨, 王彦龙, 刘丽梅, 雍红团华, 张平

金属热处理 2021, 46 (7): 140-143. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.026

摘要（57）

PDF （612KB）（28）

通过马氏体含量测试、XRD物相分析和电化学测试等手段研究了去应力退火对板式换热器用316L不锈钢冷冲压波纹板片耐腐蚀性能的影响。结果表明,随着去应力退火温度的升高,由于奥氏体和应变诱导马氏体相的协作变形导致了316L不锈钢冷冲压波纹板片中残留奥氏体向马氏体的继续转变,使马氏体含量增加并发生马氏体向回火马氏体的转变,造成其自腐蚀电位变得更负,耐腐蚀性能变差。

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微波淬火对低合金船板钢梯度组织结构及性能的影响

吴旭, 黄曦, 王泽民, 王占勇

金属热处理 2021, 46 (7): 144-148. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.027

摘要（57）

PDF （616KB）（25）

为制备具有梯度结构的船板钢,采用了微波淬火及冷轧工艺在船板钢厚度方向上形成温度梯度,并利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、硬度测试及拉伸试验等研究了微波淬火保温时间对船板钢显微梯度组织结构及性能的影响。结果表明:随微波淬火保温时间的增加试验钢组织和硬度梯度化加深,抗拉强度显著提升。在微波淬火保温10 min与冷轧后,试验钢表层与心部硬度差值最大,为126.6 HV0.1,抗拉强度较传统淬火工艺提高了57%,为1218 MPa。此时,试验钢的拉伸断口形貌为密集细小的韧窝状,且分布均匀,有利于提高材料抵抗拉伸变形的能力。

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稳定化处理对347H不锈钢第二相及性能的影响

刘天增, 王珂, 陈安忠, 李鸿亮

金属热处理 2021, 46 (7): 149-154. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.028

摘要（108）

PDF （617KB）（48）

通过JMatPro软件对347H不锈钢相图进行模拟,并结合生产工艺分析其稳定化温度对第二相、力学性能及耐腐蚀性能的影响。结果表明:347H钢凝固过程中第二相主要为NbN、Nb(C,N)、M₂₃C₆、σ相和Z相。1140 ℃固溶后的第二相主要为Nb(C, N)和少量NbN、M₂₃C₆,相尺寸约为0.5 μm。经800~1000 ℃稳定化退火处理后,晶粒尺寸随稳定化温度的增加变化较小,晶粒度为7.5级,第二相随稳定化温度的升高,尺寸显著长大到5 μm以上,经EDS分析表明,数量增加和长大的第二相主要为NbC。800 ℃和850 ℃稳定化退火后347H钢的屈服强度较高,抗拉强度随稳定化温度的升高变化不大。稳定化退火后347H钢的腐蚀速率较固溶态的腐蚀速率低,稳定化退火提升了347H钢的耐晶间腐蚀性能。

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固溶时效处理对Ti-5.43Al-3.11Mo-1.41V合金显微组织和力学性能的影响

陈浩, 侯岳红, 张曦, 魏亚, 杨义, 吴松全, 李阁平, 梁恩泉, 黄爱军

金属热处理 2021, 46 (7): 155-159. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.029

摘要（53）

PDF （617KB）（27）

对BT14钛合金(Ti-5.43Al-3.11Mo-1.41V)进行不同温度固溶+时效热处理,研究了固溶温度对合金的显微组织、元素分布和硬度和压缩性能的影响。结果表明,在β相转变温度以下固溶后,随固溶温度上升,初生α相含量不断减少,初生α相和基体相(α′、α″或亚稳β相)中的Al含量均增加,Mo和V含量均下降,显微硬度上升。890、940、990 ℃固溶+540 ℃×6 h时效处理后,基体相分解形成弥散细小的α+β相,起到显著的强化作用,导致显微硬度整体提高,且随着固溶温度的升高,显微硬度和压缩屈服强度提高。

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固溶温度对G33超高强度钢微观组织和力学性能的影响

熊金生, 宁静, 苏杰, 姜庆伟

金属热处理 2021, 46 (7): 160-164. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.030

摘要（63）

PDF （620KB）（30）

采用光学显微镜、扫描电镜和物理化学相分析技术等方法研究了固溶温度对G33新型超高强度钢组织和性能的影响。结果表明:G33钢在860 ℃固溶时板条马氏体基体上存在M₆C、VC和NbN未溶相并且以M₆C碳化物为主;随着固溶温度升高,未溶相快速溶解,VC和M₆C相分别在940 ℃和980 ℃完全溶解;M₆C、VC未溶相的溶解使微裂纹缺乏形核点而不易萌生,同时提升了基体中合金元素固溶量,增强了固溶强化效果,让G33钢在保持高强度(2000 MPa级)的同时提高了冲击性能。

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多级固溶时效对7×××系超高强冷挤压铝合金组织性能的影响

张可人, 许晓静, 张洁

金属热处理 2021, 46 (7): 165-167. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.031

摘要（75）

PDF （612KB）（29）

通过对一种超高强7×××系铝合金进行多级固溶时效处理,发现随着固溶温度的升高以及时效时长的增加,会导致合金的力学性能显著提升后有所下降。结果发现,采用450 ℃×2 h+460 ℃×2 h+470 ℃×2 h+480 ℃×2 h,水冷的固溶强化以及121 ℃×12 h时效处理后,合金能获得更好的力学性能,强度、硬度和塑性匹配更加优良。

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深冷处理对合金铸铁组织及耐磨性能的影响

胡文祥, 李建新, 史正良, 徐嘉, 关蕴奇, 丁少鹏

金属热处理 2021, 46 (7): 168-172. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.032

摘要（61）

PDF （620KB）（21）

采用OM、SEM、XRD、摩擦试验等分析手段研究了合金铸铁在淬火+回火后增加深冷处理工艺对组织及耐磨性能的影响。结果表明:深冷处理前后合金铸铁的石墨形态均主要以A型为主,级别为5级,深冷处理后马氏体晶界上析出超微细碳化物,残留奥氏体的体积分数由19.6%减小为14.8%,使得合金铸铁的硬度增加了3 HRC;深冷处理后合金铸铁在25~100 ℃的平均热膨胀系数由13.34×10^-6 K^-1减小至10.97×10^-6 K^-1,材料随温升其性能稳定性较好;同工况油润滑条件下,深冷处理后的合金铸铁磨损体积和摩擦因数小于未深冷的合金铸铁。

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时效处理对7A20铝合金时效硬化响应和晶间腐蚀的影响

王珊, 王淑慧, 刘文文, 滕敦波, 张日强, 王旭强, 向康宁

金属热处理 2021, 46 (7): 173-177. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.033

摘要（61）

PDF （617KB）（24）

研究了自然时效(NA)效应对7A20铝合金人工时效硬化行为的影响,测试了其维氏硬度和力学性能,运用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜表征了其微观组织演变情况。结果表明:固溶处理后的试样在室温放置过程中表现出明显的自然时效效应。经3天(NA3)和8天(NA8)自然时效处理后的试样,人工时效初期均出现了时效软化效应,经2 h人工时效后,显微硬度分别降低25.3%和22.7%。不同热处理后试样的基体晶粒无明显差异,但晶内结构却有明显差别。热处理后的试样,在晶界处均存在20 nm左右的PFZ区。NA3+160 ℃×40 h和NA8+160 ℃×40 h的试样,晶内短棒状析出相数量增多。固溶处理后直接进行人工时效,抗晶间腐蚀性能最好,腐蚀深度为80~120 μm。NA3和NA8试样经160 ℃×40 h人工时效后,其晶间腐蚀深度分别达到了100~140 μm和120~160 μm,且有明显的脱落现象。

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冷却工艺对贝氏体钢拉杆组织和性能的影响

李梦鸽, 程巨强, 尹思博

金属热处理 2021, 46 (7): 178-181. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.034

摘要（57）

PDF （621KB）（22）

研究了热处理冷却工艺对贝氏体钢拉杆组织及力学性能的影响。试验结果表明,ø70 mm贝氏体钢拉杆材料经920 ℃空冷+300 ℃回火、920 ℃水冷30 s后出水空冷+300 ℃回火后,杆体的组织为贝氏体铁素体和残留奥氏体;经920 ℃水冷+200 ℃回火后,杆体的组织为回火板条马氏体和残留奥氏体。920 ℃水冷+200 ℃回火时棒料1/2半径处的R_m为1513 MPa、KV₂为73.2 J、硬度为46.5 HRC;920 ℃水冷30 s后空冷+300 ℃回火时棒料1/2半径处的R_m为1254 MPa、KV₂为76.0 J、硬度为42.0 HRC;920 ℃空冷+300 ℃回火时棒料1/2半径处的R_m为1226 MPa、KV₂为75.5 J、硬度为41.9 HRC。ø70 mm贝氏体钢拉杆热处理先水冷后空冷可以提高其冲击性能。

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高强高韧钢Q960E的生产工艺

李灿明

金属热处理 2021, 46 (7): 182-186. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.035

摘要（71）

PDF （626KB）（22）

采用中低碳微量添加Nb、V、Cr、Mo、Cu、Ni等合金元素成分设计思路,通过对Q960E钢板相变点、静态CCT曲线测定,详细研究钢板淬火后经不同回火工艺的微观组织和力学性能。结果表明:当冷速为0.1～1 ℃/s时,组织主要为铁素体+粒状贝氏体,随冷却速度增加,铁素体转变受到抑制,逐渐向贝氏体和马氏体转变,当冷速大于10 ℃/s时,组织全部为马氏体。淬火钢板经150、180、210 ℃回火后,随回火温度升高,强度不断下降,塑性增加,韧性呈先升后降,180 ℃回火时综合性能最佳匹配,屈服强度1050 MPa、抗拉强度1140 MPa、断后伸长率11.0%、-40 ℃KV₂单值60 J以上。

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GH3230合金小变形下的恢复热处理工艺

张勇路, 鞠泉, 胡曼, 马惠萍

金属热处理 2021, 46 (7): 187-190. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.036

摘要（56）

PDF （612KB）（20）

分析测试了GH3230合金在10%和5%小变形下经不同温度恢复热处理后的显微组织和力学性能。结果表明:在10%冷变形条件下,经1120~1230 ℃恢复热处理,合金发生均匀再结晶,有利于充分释放残余应力,同时保证合金力学性能满足指标要求;在5％冷变形条件下,经1120~1160 ℃恢复热处理,一方面释放了残余应力,另一方面避免了发生临界再结晶和晶粒异常长大,保证了合金组织稳定和力学性能满足指标要求。

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冷镦钢自冲铆钉的热处理工艺试验

苏敏

金属热处理 2021, 46 (7): 191-194. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.037

摘要（63）

PDF （617KB）（22）

利用网带式连续炉对SWRCH35K冷镦钢自冲铆钉进行多炉次淬火、回火热处理工艺试验,对其硬度进行检验。结果表明,当SWRCH35K冷镦钢自冲铆钉在连续炉中900 ℃微渗碳加热后,经860 ℃×90 min淬火+(200～215)℃×80 min回火处理的硬度值(≥530 HV)满足技术要求,自冲铆钉保持锋利的铆钉刃口同时又具有良好的基体塑性,铆接效果良好。

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脉冲频率对铝基PEO涂层隔热性能的影响规律及作用机理

朱剑威, 齐少豹, 李国栋, 王志坚, 马飞, 祁同晖, 李志杰, 李光, 夏原

金属热处理 2021, 46 (7): 195-200. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.038

摘要（61）

PDF （614KB）（22）

在硅酸盐体系下使用等离子体电解氧化(PEO)技术在ZL109铝合金试样表面进行了陶瓷化处理,并采用SEM、XRD、DSC、激光导热仪等方法系统地研究了脉冲频率变化对PEO涂层热性能的影响规律及作用机理。研究表明,脉冲频率主要通过影响涂层的相结构组成及显微结构从而引起隔热性能的变化。当频率为200 Hz时,PEO涂层的热导率最低,为0.113 W/(m·K)。

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细长轴表面激光熔覆轨迹理论分析与试验研究

崔陆军, 郝超杰, 郭士锐, 郑博, 曹衍龙, 曾文涵

金属热处理 2021, 46 (7): 201-206. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.039

摘要（67）

PDF （673KB）（19）

利用ANSYS有限元分析软件,基于螺旋式和光栅式扫描轨迹建立细长轴激光熔覆模型,并对不同熔覆轨迹下的温度场进行仿真研究。结果表明:两种熔覆轨迹方式均会产生热量累积,且螺旋式热累积量相对较小,光栅式熔覆轨迹下各道次涂层的表面温度高于螺旋式各圈层表面温度。采用光栅式熔覆时细长轴中心位置的温度曲线呈不规则锯齿状上升趋势,采用螺旋式熔覆时中心位置的温度上升趋势更明显。此外,工艺试验结果表明采用螺旋式得到的熔覆涂层表面质量较为理想,而光栅式熔覆表面出现过烧现象。

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离子扩渗工艺对316L不锈钢表层组织及磁性能的影响

罗建东, 杨颖仪, 林育周

金属热处理 2021, 46 (7): 207-211. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.040

摘要（65）

PDF （3818KB）（23）

采用离子渗氮(PN)、离子渗碳(PC)及离子氮碳共渗(PNC)工艺对316L不锈钢进行表面硬化处理。利用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、电子探针(EPMA)、显微硬度仪和振动样品磁强计(VSM)等分析手段对处理后的试验钢组织、显微硬度及磁性能进行表征。结果表明,采用PC、PNC、PN这3种工艺处理的试验钢均可获得膨胀奥氏体相,但是间隙原子含量逐渐增大,晶格膨胀程度逐渐加剧,分别为1.7%、4.1％和5.5％。PNC与PN处理的试样可获得更厚的渗层厚度和更高的表面硬度,表面硬度约为基体的4.5倍。此外,PN处理的试样具有铁磁性,PC和PNC处理的试样则呈现出与原始奥氏体不锈钢一致的弱磁性。与PNC工艺相比,PN处理的试样表现出更弱的Cr与N间相互作用及略大的晶格膨胀,铁磁性却显著增强。在316L不锈钢离子扩渗处理中,诱发顺磁到铁磁转变的首要因素为晶格膨胀,晶格膨胀增大了Fe-Fe原子间距,减少了3d轨道的重叠,从而增大了Fe原子磁矩,使铁磁性显著增强,磁相变的临界晶格膨胀处于4.1%~5.5%之间;次要因素为Cr与N之间的相互作用。316L不锈钢的无磁强化最佳工艺为PNC工艺,具体为温度420 ℃、阴极电压600 V、气压200 Pa、气氛N₂∶H₂∶CH₄=20∶77∶3、处理时间6 h。采用此工艺对316L不锈钢进行表面强化,可在其表面获得厚度大、硬度高、磁性弱的强化层。

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BH复合催渗程控系统的构建及数值模拟

易华清, 刘克, 苏震, 杨兵, 舒兵, 罗子相

金属热处理 2021, 46 (7): 212-217. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.041

摘要（60）

PDF （599KB）（25）

通过对可控气氛多用炉设备进行改造,将闲置不用的氨气管道改为BH催渗用滴注管道并设计了催渗剂滴注控制系统,实现了BH渗碳工艺的自动化控制。研究了20Cr2Ni4A钢930 ℃超级渗碳和BH渗碳两种工艺的渗碳动力学,并模拟了渗层深度与碳浓度分布曲线。结果表明: BH渗碳时碳扩散系数要大于超级渗碳,BH渗碳的扩散系数为2.084×10^-9 mm²·s^-1,超级渗碳为1.667×10^-9 mm²·s^-1。本文模拟的20Cr2Ni4A钢在930 ℃进行BH渗碳及超级渗碳时的碳浓度分布和渗层厚度变化与实际验证情况相符。实际渗碳后要达到相同渗层厚度,采用超级渗碳所需的时间要高于BH渗碳,BH渗碳的渗碳速率提高了22.6%。

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超超临界锅炉水冷壁T23/12Cr1MoV异种钢焊接接头焊后热处理裂纹分析

杨庆旭, 王学, 马君鹏, 杨超

金属热处理 2021, 46 (7): 218-222. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.042

摘要（63）

PDF （599KB）（24）

分析了T23/12Cr1MoV异种钢焊接接头焊后热处理裂纹的宏观和微观特征、断口形貌及接头的显微组织,测试了接头的硬度分布,在此基础上讨论了裂纹的性质及形成原因,并提出了防止裂纹的措施。结果表明,裂纹启裂于T23钢侧焊趾部位,沿粗晶粒热影响区(CGHAZ)晶界扩展,为典型的再热裂纹。焊后热处理明显降低了异种钢焊接接头两侧热影响区的硬度,T23钢侧CGHAZ产生再热裂纹与其在焊后热处理过程中晶界析出碳化物有关,其析出促进了孔洞的形成。在焊后热处理前,对异种钢焊接接头进行一次550 ℃×1 h的中间热处理有利于抑制再热裂纹的产生。

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长时运行高温过热器12Cr1MoV钢寿命评估

宋玉, 郭岩, 李鹏刚, 杨文涛

金属热处理 2021, 46 (7): 223-228. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.043

摘要（69）

PDF （657KB）（28）

以长时运行高温过热器12Cr1MoV钢为研究对象,采用金相检验、扫描电镜、硬度和拉伸性能测试等手段对其组织形貌、化学成分和力学性能进行分析。结果表明,长期高温服役的取样管珠光体球化达到4.5级,碳化物呈链状聚集分布,存在蠕变孔洞和沿晶裂纹,微观组织劣化严重。微观组织劣化越严重,硬度越低,抗拉强度越低,综合力学性能越差。内壁氧化层厚度与微观组织劣化程度无关。运行过程中取样管的当量温度已接近该材质规定的上限温度,取样管剩余蠕变寿命均大于40 000 h。

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W6Mo5Cr4V2Al高速钢麻花钻断裂原因分析

宋全, 淡婷, 李晓光, 高明森, 曹辉辉

金属热处理 2021, 46 (7): 229-232. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.044

摘要（54）

PDF （603KB）（27）

利用化学成分分析、光学显微镜、扫描电镜以及能谱分析等手段研究了W6Mo5Cr4V2Al高速钢麻花钻的断裂原因。结果表明,麻花钻在热处理过程中发生过热、过烧,导致局部晶界熔化,基体内形成共晶莱氏体和大量网状碳化物,冷却时在表面形成较高的拉应力,当应力大于材料的断裂强度时产生沿晶裂纹,在随后的校正过程中,在外力作用下发生了断裂。

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氮-甲醇保护气氛对45CrNiMoVA高强钢氢致断裂的影响

贾冬生, 洪振军, 王小海, 王毛球, 毛路, 张瑞君

金属热处理 2021, 46 (7): 233-237. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.045

摘要（67）

PDF （595KB）（24）

采用化学成分分析、断口形貌分析、显微组织分析、力学性能测试等方法对断裂后的45CrNiMoVA钢制高强扭杆进行了分析,并开展了氮-甲醇保护气氛下零件表面氢含量的测定,探讨了氢致缺陷对高强钢零件扭转疲劳的影响机理,提出了防止渗氢的预防措施,并进行了试验验证。结果表明,在氮-甲醇保护气氛下进行高强钢加热可导致氢的侵入,产生氢脆现象,影响高强钢零件扭转疲劳寿命。将氮-甲醇可控气氛更改为氮气保护,配合花键部位人工涂刷防脱碳涂料可有效防止表面氧化脱碳。采用改进工艺,高强钢扭杆未发生断裂现象。

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铸钢轮装制动盘螺栓孔裂纹产生原因分析

吕晶, 杨其全, 张倩, 胡杰, 许鑫

金属热处理 2021, 46 (7): 238-241. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.046

摘要（77）

PDF （595KB）（28）

以存在螺栓孔裂纹的铸钢轮装制动盘为研究对象,通过裂纹断口宏微观形貌观察、显微组织分析、拉伸性能测试、冲击性能测试、布氏硬度测试等手段分析了制动盘摩擦面螺栓孔裂纹的性质和成因。结果表明:裂纹属于热疲劳裂纹,螺栓孔倒棱处及摩擦面附近存在缩孔、疏松等铸造缺陷是导致制动盘在制动过程中循环交变热应力驱动下产生裂纹的主要原因;粗大的沿枝晶状分布组织降低了制动盘的强度、韧性和热疲劳性能,加速了裂纹的扩展。

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高调阀自密封拉紧螺栓断裂分析

谢增孝, 黄一君, 张宇飞, 楼玉民, 蒲贤超

金属热处理 2021, 46 (7): 242-248. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.047

摘要（59）

PDF （599KB）（20）

通过宏观和微观形貌观察、化学成分分析、力学性能检测、显微组织观察等方法,对两根高调阀自密封拉紧螺栓的断裂原因进行分析。结果表明,螺栓的材料牌号确定为1Cr11Co3W3NiMoVNbNB钢,其中编号为91的螺栓的塑性和韧性皆已不满足要求,且组织中存在有害的Laves相容易发生冲击断裂。编号为91的螺栓第2~3螺纹牙底存在高温时的原始裂纹,编号为92的螺栓第3~4螺纹牙底存在高温时的坑状裂纹源,两根螺栓均是在常温时因冲击载荷的作用导致迅速断裂。

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双耳托板螺钉断裂原因分析及改进措施

林文钦, 路寒, 徐心洁, 杨元熙, 邓枫, 吴佳欣

金属热处理 2021, 46 (7): 249-253. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.048

摘要（57）

PDF （599KB）（29）

双耳托板螺钉装配过程中在托板与杆部结合处发生断裂。对断裂螺钉进行断口形貌分析,确定断裂性质为过载断裂;对同批次螺钉进行了金相、硬度、拉力试验、楔负载试验以及模拟安装试验,结果表明,螺钉断裂原因主要与断裂位置流线密集有关,同时热处理制度不匹配和流线被切断对断裂有促进作用。针对螺钉断裂有关原因提出了改进冷镦工艺、调整热处理制度和优化头(托板)杆加工工艺等改进措施,并对改进效果进行了验证,结果表明改进有效,新工艺加工的螺钉装配过程未再发生相同断裂现象。

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50CrV4钢垫圈开裂原因分析

吉国强, 葛贵明, 于丽娟, 钟继志

金属热处理 2021, 46 (7): 254-257. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.049

摘要（63）

PDF （598KB）（25）

采用扫描电镜、能谱分析仪、光学显微镜和火花直读光谱仪等设备,观察和检测了50CrV4钢垫圈失效件的断口形貌、显微组织及化学成分等。检测结果表明,由于垫圈原材料存在成分偏析,碳化物在晶界处偏聚,造成局部应力集中。淬火冷却时,在应力作用下垫圈产生沿晶裂纹,后续使用过程中,裂纹在外力作用下进一步扩展,提前失效。

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高精度板材时效炉的导流结构设计与应用

高玉峰, 高如超

金属热处理 2021, 46 (7): 258-260. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.07.050

摘要（60）

PDF （599KB）（22）

为实现高精度板材时效热处理炉的炉温均匀性要求,通过加装导流结构并用数值模拟的方法优化其结构参数,然后对模拟结果进行了炉温均匀性测试。结果表明:导流结构可将时效炉的温度均匀性偏差控制在±1.5 ℃范围内,且模拟结果与实际炉温均匀性测量结果相符,即导流结构设置合理,可满足时效炉温度均匀性的控制要求。

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时效强化高镍合金Inconel-718的高温弹塑性特征及本构模型

屈华鹏, 王留兵, 王东辉, 吴冰洁, 冯翰秋, 许斌, 宋丹戎, 郎宇平

金属热处理 2021, 46 (8): 1-7. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.001

摘要（62）

PDF （708KB）（36）

研究了核反应堆弹簧材料用0Cr20Ni55Mo3Nb5Ti(Inconel-718)镍基合金材料时效强化状态下在150~650 ℃范围内的高温弹塑性特征,并采用多种函数模型对其高温应力-应变实测数据进行了本构关系拟合计算和对比。结果表明:经过970 ℃×1 h,空冷+720 ℃×8 h,炉冷+620 ℃×8 h,空冷的三步法时效强化处理后,Inconel-718合金兼具较高的R_p0.01值和室温伸长率。Boltzmann函数模型对时效强化Inconel-718合金材料在1.5%应变范围内的高温σ-ε实测数据具有良好的拟合效果和预测计算精度,适用于核反应堆弹簧材料的选材和结构设计。

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IN690合金的高温本构模型及动态再结晶模型

李冬升, 赵恩旭, 王威, 谭莉, 张俊鹏, 田振宇

金属热处理 2021, 46 (8): 8-14. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.002

摘要（86）

PDF （629KB）（42）

IN690合金在热加工过程中,存在一些复杂的冶金现象(包括:加工硬化(WH)、动态回复(DRV)和动态再结晶(DRX)等),为了揭示这些现象,通过热压缩试验创建了IN690合金的高温本构方程和DRX模型,分析了IN690合金的DRX机制。此外还利用有限元模拟(Deform-3D)软件对IN690合金的DRX过程进行模拟。结果显示,在一定的应变下,IN690合金的动态再结晶体积分数(X_DRX)随变形温度的上升或应变速率的降低而增大。

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V-N微合金化CrSiMn系低合金铸钢中的析出行为

王晓东, 陈蕴博, 左玲立, 游龙, 陈冲, 毛丰, 张峻嘉

金属热处理 2021, 46 (8): 15-19. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.003

摘要（60）

PDF （620KB）（28）

利用JMatPro热力学模拟软件对V-N微合金化CrSiMn系低合金铸钢进行了计算,得到了不同V含量铸钢的平衡相组成,着重研究了平衡状态下各析出相的析出行为。结果表明,在加热过程中,V含量的增加将增大铁素体向奥氏体的转变阻力;V含量对微合金化渗碳体及M₇C₃型碳化物的析出行为影响不大;V含量对氮化物及碳氮化物的析出有较大影响,当V含量由0增加至0.18%(质量分数)时,氮化物及碳氮化物的初始析出温度由734.2 ℃提升至1133.93 ℃,最大析出量(质量分数)由0.07%提升至0.24%。

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P91钢的瞬态蠕变行为分析

王妮, 刘新宝, 朱麟, 李博, 权晨

金属热处理 2021, 46 (8): 20-25. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.004

摘要（57）

PDF （681KB）（24）

系统研究了P91钢在600和620 ℃下不同应力水平时的瞬态蠕变变形行为。通过将蠕变过程中材料内部位错与析出相间相互作用耦合于内应力,结合Orowan方程,应用非线性拟合的方法确定了瞬态蠕变模型参数,对P91钢在瞬态蠕变阶段的变形曲线进行了数值模拟。结果显示,数值模拟结果与试验数据较为吻合,表明应用该模型对瞬态蠕变状态进行研究具有一定的可行性。同时,结合瞬态蠕变时间和归一化瞬态应变对温度和应力的依赖关系,进一步证实了P91钢在600和620 ℃下,135~175 MPa的应力范围内的瞬态蠕变主要是受位错攀移过程控制。

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微合金元素Nb对高碳合金钢动态再结晶行为的影响

吉光, 高秀华, 龙金花

金属热处理 2021, 46 (8): 26-29. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.005

摘要（59）

PDF （619KB）（23）

为研究微合金元素Nb对高碳合金钢动态再结晶行为的影响,利用Gleeble-3500热模拟试验机进行单道次压缩试验,测定了高碳合金钢在变形温度为950~1150 ℃、应变速率为0.01~5 s^-1的流变应力曲线,利用Zeiss光学显微镜观察了奥氏体动态再结晶晶粒形态,通过回归计算获得了相应的再结晶激活能,建立了热变形方程。结果表明:较高的变形温度和较低的应变速率有利于含铌高碳合金钢发生动态再结晶;含铌高碳合金钢的动态再结晶晶粒尺寸随着变形温度的升高而增大,当变形温度为1050 ℃时,含铌高碳合金钢已大量出现动态再结晶晶粒;0.040%铌加入到高碳合金钢中,在应变速率为0.1 s^-1,变形温度为1150 ℃时推迟了钢的动态再结晶开始时间约2.23 s,动态再结晶形变激活能增加了52.26 kJ/mol。

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镍基变形高温合金的热处理组织转变及金相分析

田伟, 常松, 周长申, 张文迪, 冯志浩, 孙信阳, 苏孺

金属热处理 2021, 46 (8): 30-35. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.006

摘要（68）

PDF （624KB）（31）

概述了镍基变形高温合金的强化方式及不同热处理制度下的显微组织转变,对晶粒度、夹杂物、析出相的转变机理以及金相评定方法进行了归纳总结,以期为镍基变形高温合金的组织性能优化及检验提供参考。

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添加Cu对SiC_p/Al-Si复合材料组织与性能的影响

任俊鹏, 王毓, 董翠鸽, 赵君

金属热处理 2021, 46 (8): 36-41. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.007

摘要（60）

PDF （623KB）（48）

利用X射线衍射仪、扫描电镜、电子天平、力学性能试验机等研究了Cu元素含量对粉末冶金法制备的SiC_p/Al-Si复合材料组织与性能的影响。结果表明:添加Cu元素后,材料的致密度、硬度、抗拉强度及耐摩擦磨损性能都获得了较大的提高,且强度在Cu含量为4%(质量分数)时达到最大值。由于在基体中以铜粉的形式添加Cu元素时,较低温度下即可在Al-Cu边界通过互扩散形成液相,从而填充基体及界面处的缝隙、孔洞等缺陷;并且在压坯快速冷却到室温的过程中,生成的α-Al和Al₂Cu相均对材料有强化作用,使得复合材料的综合力学性能获得提高。

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Ti-22Al-27Nb合金的晶粒长大行为

秦春, 李宁, 董福元, 李涌泉

金属热处理 2021, 46 (8): 42-45. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.008

摘要（54）

PDF （626KB）（25）

通过测量Ti-22Al-27Nb合金的晶粒尺寸并进行拟合计算,研究了Ti-22Al-27Nb合金在不同等温退火温度及时间下的晶粒长大行为。结果表明,随着等温退火温度、时间的增加,Ti-22Al-27Nb合金的晶粒尺寸呈现增加的趋势,但随着等温退火时间的延长,晶粒尺寸的长大速度呈现降低的趋势。等温退火温度为1070 ℃,合金的晶粒长大生长指数为0.38;而当温度升高至1090 ℃时,生长指数达到了0.44。随着等温退火时间的增加,Ti-22Al-27Nb合金的晶粒长大激活能呈增加趋势,范围在132.8~267.2 kJ·mol^-1。

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Si对高熵合金涂层组织和高温抗氧化性能的影响

马植甄, 朱佳浩, 张晖

金属热处理 2021, 46 (8): 46-50. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.009

摘要（61）

PDF （630KB）（24）

研究了Si含量对窄带/宽带激光熔覆NiCoFeCrSi_xAlCuTiMoB_0.4(x=1.0, 0.5)高熵合金涂层组织、相结构及高温抗氧化性能的影响。结果表明:窄带涂层组织为树枝晶,主要相结构为BCC固溶体。宽带涂层为较粗大的树枝晶,相结构由BCC固溶体和存在于枝晶间的B(Fe, Si)₃、Cr₂B少量第二相组成,且Si元素的减少使得涂层中的B(Fe, Si)₃第二相含量减少。宽带涂层经800 ℃氧化50 h后氧化产物截面主要由富Cr的外氧化层和富Al的内氧化层组成,Si元素含量的增加提高了涂层的抗高温氧化性能,特别是显著降低了内氧化层厚度。

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热轧超高强度复相钢的氢脆敏感性

王海波, 徐震霖, 胡学文, 彭欢

金属热处理 2021, 46 (8): 51-55. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.010

摘要（60）

PDF （621KB）（36）

通过电化学充氢和升温脱氢分析(TDS)试验,研究了热轧超高强度复相钢M950的氢逸出行为和氢陷阱类型。利用慢应变速率拉伸(SSRT)试验,研究了M950钢的氢脆敏感性,并采用场发射扫描电镜(FESEM)分析了拉伸断口的微观形貌。结果表明,试验钢的氢陷阱激活能为15.0 kJ/mol,该钢的主要氢陷阱为晶界。随着电化学充氢时间的延长,试验钢氢含量逐渐增加,塑性明显下降,但抗拉强度下降幅度较小;拉伸断口形貌由微孔聚集型韧性断裂向准解理、沿晶脆性断裂过渡。

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不同热处理条件下亚共晶高铬铸铁的组织和性能

于洪军, 宋传颂馨, 程福超, 高志喆, 陈小艳, 王永金, 张应超

金属热处理 2021, 46 (8): 56-60. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.011

摘要（67）

PDF （625KB）（27）

利用光学显微镜、扫描电镜、X射线能谱仪以及力学性能测试等方法,对不同热处理条件下的亚共晶高铬铸铁进行微观结构表征以及性能测试,研究不同热处理条件对亚共晶高铬铸铁组织及性能的影响。亚共晶高铬铸铁的硬度和冲击吸收能量随淬火温度的升高和保温时间的延长先升高后下降,淬火回火后的最大硬度可达到58 HRC,最大冲击吸收能量可达到15 J。

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真空热处理后Ni-Co-W-Ta-Al-Cr-Mo-Re-Nb-Hf系镍基单晶高温合金表面的氧化状态分析

孔令利, 贺瑞军, 刘杭, 成亦飞

金属热处理 2021, 46 (8): 61-64. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.012

摘要（235）

PDF （621KB）（33）

将Ni-Co-W-Ta-Al-Cr-Mo-Re-Nb-Hf系镍基单晶高温合金试样在真空炉中完成固溶和时效真空热处理,由于设备状态或是其他原因造成试样表面存在不同程度的氧化(即表现出不同的氧化色),利用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析对不同氧化色的单晶高温合金试样表面氧化微观组织和氧化物成分进行观察和测试。结果表明:单晶高温合金试样随着氧化程度的加深表面氧化物的组织状态和成分存在不同程度的变化,对于该氧化问题应详细分析原因并对症处理,最终才能获得表面质量满足要求的单晶高温合金制件。

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不同截面尺寸贝氏体非调质钢的组织和性能

李梦鸽, 程巨强, 尹思博

金属热处理 2021, 46 (8): 65-69. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.013

摘要（59）

PDF （631KB）（28）

研究了经920 ℃空冷,300 ℃回火后不同直径贝氏体非调质钢棒料的组织和力学性能。结果表明,不同直径贝氏体钢试棒,经空冷+回火后的组织均为贝氏体铁素体和残留奥氏体,属于无碳化物贝氏体组织,ϕ30 mm以下棒料热处理后组织变化较小,直径大于ϕ50 mm棒料,心部组织有所粗化,并伴随粒状贝氏体量的增加。热处理后,随棒料直径的增加,其强度、硬度有降低的趋势。直径大于ϕ50 mm棒料的冲击吸收能量随直径的增加有降低的趋势。ϕ70 mm棒料R/2处抗拉强度为1226 MPa,心部冲击吸收能量(KV₂)为61.3 J。较大直径的贝氏体非调质钢具有良好的强韧性。

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城际及高铁轨道用辙叉贝氏体钢的组织与性能

李缘, 栾道成, 胡志华, 邓天鑫, 任阳, 左城铭, 王正云

金属热处理 2021, 46 (8): 70-72. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.014

摘要（57）

PDF （619KB）（23）

采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、冲击试验机以及万能试验机研究了城际及高铁轨道辙叉用贝氏体钢的组织与力学性能。结果表明,试验钢在空冷条件下即可得到贝氏体组织,经XRD分析其组织为无碳化物贝氏体。试验钢的抗拉强度达到1410 MPa,室温冲击吸收能量高达89 J,硬度较高且具有较好的强韧性配比。低温冲击试验结果表明,试验钢可以满足低温环境下城际及高铁轨道辙叉的使用要求。

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低成本800 MPa级镀锌超高强度双相钢的微观组织与性能

刘靖宝, 田秀刚, 张杰, 魏焕君, 杨丽娜, 王朝, 李孟星

金属热处理 2021, 46 (8): 73-76. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.015

摘要（59）

PDF （623KB）（21）

利用光学显微镜、透射电镜(TEM)对800 MPa级双相钢热轧、冷轧及热镀锌后的显微组织进行了观察,分析比较了热镀锌后整卷通板宽不同位置的力学性能。结果表明:试验钢经795 ℃保温150 s后热涂镀,微观组织以铁素体+马氏体为主,铁素体晶粒尺寸在2.3～6.0 μm之间,马氏体体积分数为21％左右。热镀锌后抗拉强度为825 MPa,屈服强度为505 MPa,断后伸长率为19%,沿板宽方向力学性能稳定性较好,抗拉强度波动在20 MPa以内,屈服强度波动在4 MPa以内,断后伸长率波动1%。对热镀锌后整卷钢头中尾部进行了折弯性能评价,以3倍厚度弯心直径进行横向180°折弯试验,结果都没有开裂,能够满足用户对高折弯性能的要求。

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热处理专用有限元求解器的开发

陈震昊, 徐骏, 王婧, 顾剑锋

金属热处理 2021, 46 (8): 77-84. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.016

摘要（48）

PDF （622KB）（25）

热处理专用有限元求解器是实现热处理工艺模拟计算的核心技术,国外商业软件公司长期占据领先地位。介绍了自主开发热处理专用有限元求解器MetalX的基本物理场数学模型、功能特点及其算法流程。应用该求解器进行了18CrNiMo7-6钢试样的渗碳过程模拟计算,并与主流商业有限元软件MSC.Marc的模拟结果进行了对比分析。结果表明:该求解器能够实现热-相变-扩散-结构四场耦合非线性分析,并能实现加热、渗碳、淬火全过程中零件温度、组织、碳浓度分布、变形与残余应力的预测,具有与主流商业有限元软件相近的计算精度。

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挤压对Mg-5Li-5Al-0.6Y合金组织、力学性能和腐蚀行为的影响

叶佳钰, 冯艳, 贺玉卿, 杨柳忠

金属热处理 2021, 46 (8): 85-91. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.017

摘要（49）

PDF （632KB）（44）

对铸态Mg-5Li-5Al-0.6Y合金进行了热挤压,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)研究了挤压对铸态合金物相和微观组织的影响。通过对挤压前后的合金进行室温拉伸试验和断口形貌分析,研究了挤压对合金力学性能的影响。通过析氢、质量减少、动电位极化曲线和电化学阻抗分析了挤压对合金腐蚀行为的影响。结果表明,挤压细化了Mg-5Li-5Al-0.6Y合金的晶粒,第二相沿挤压方向破碎成更细小弥散的颗粒,使合金的室温抗拉强度和伸长率分别提高至243.33 MPa和7.31%,合金的腐蚀速率(由质量减少计算得到)从17.60 mm·y^-1降低至8.41 mm·y^-1,提高了合金的耐腐蚀性能。

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锻焊和形变热处理对铸造高锰钢辙叉耐磨性的影响

林芷青, 张福成, 马华, 王琳, 陈晨, 徐明

金属热处理 2021, 46 (8): 92-98. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.018

摘要（61）

PDF （620KB）（32）

铸造高锰钢是应用非常广泛的耐磨材料之一,但是由于铸造高锰钢存在缩松、气孔、晶粒粗大等铸造缺陷,导致其存在力学性能降低、服役稳定性差等难题。为了减少铸造高锰钢辙叉孔洞类缺陷和细化奥氏体晶粒,研究了锻焊和形变热处理(FW&TMCP)对铸造高锰钢辙叉耐磨性的影响,首先对铸造高锰钢和FW&TMCP高锰钢进行常规拉伸性能测试,然后在不同载荷作用下对铸造高锰钢和FW&TMCP高锰钢进行摩擦磨损试验。结果表明,FW&TMCP高锰钢的强塑性远高于铸造高锰钢,应变硬化速率也高于铸造高锰钢。微观组织结果显示FW&TMCP高锰钢的孔洞类缺陷减少了82%,致密度大幅提高。随着摩损载荷的增大,两种状态高锰钢摩擦因数均逐渐减小。在施加相同磨损载荷时,铸造高锰钢的摩擦因数小于FW&TMCP高锰钢;FW&TMCP高锰钢的塑性变形程度更小,耐磨性更高。随着磨损载荷的增大,两种状态高锰钢的磨损机制均由粘着磨损转变为磨粒磨损。

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回火温度对柔性齿轮钢40CrNiMo组织及力学性能的影响

刘笑笑, 张铮, 张杰, 杨燃, 俞城双, 韩丽娜, 乔珺威

金属热处理 2021, 46 (8): 99-104. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.019

摘要（68）

PDF （678KB）（39）

通过预处理(固溶处理)、等温淬火以及不同温度回火等处理方法,利用光学显微镜、扫描电镜、洛氏硬度计、拉伸试验机、冲击试验机等设备研究了奥氏体化温度对40CrNiMo钢奥氏体晶粒长大速度以及硬度的影响,探索了回火温度对贝氏体/马氏体多相钢微观组织和力学性能的影响。结果显示,预处理期间,奥氏体晶粒随奥氏体化温度的升高首先缓慢增长然后快速长大,然而硬度保持在56 HRC左右。250~500 ℃回火时,大量细小的碳化物析出,微观组织仍然保持原来的板条状,试验钢的强度、硬度降低,塑韧性呈现先降低后升高的趋势;400 ℃回火试样伸长率最低,冲击吸收能量最小,表明400 ℃回火时出现回火脆性;回火温度升高到600 ℃,基体组织发生再结晶,转变为回火索氏体,此时强、硬度最低,冲击吸收能量高达147 J。

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回火温度对高性能耐火钢组织和性能的影响

张开广, 童明伟, 易勋

金属热处理 2021, 46 (8): 105-108. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.020

摘要（71）

PDF （595KB）（24）

利用光学显微镜、透射电镜、力学性能测试等方法,研究了回火温度对某高性能耐火钢组织和性能的影响。研究表明,回火后试验钢均表现出良好的高温性能和强韧性匹配,650 ℃回火时试验钢的耐火性能和低温冲击性能达到最优。回火前后试验钢的组织以多边形F+板条/粒状B为主,含有少量M/A岛,且有较多近似球形或椭圆形碳化物或复合碳氮化物析出。随着回火温度的升高,组织稍有粗化,部分板条B合并变成胞状结构,M/A岛数量及形态变化不大,但有效尺寸略有减小,600 ℃回火后析出相增加,650 ℃和680 ℃回火后有大量尺寸在50 nm以下的第二相质点析出,进一步确保了试验钢的耐火性能和低温冲击性能。

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固溶温度对改型In617合金组织和性能的影响

李其, 陈正宗, 蒋新亮, 刘正东, 左良

金属热处理 2021, 46 (8): 109-114. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.021

摘要（58）

PDF （597KB）（24）

通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)表征、EDS分析以及力学性能测试等方法研究了固溶温度对改型Inconel617(In617)合金组织和性能的影响。结果表明,改型In617合金在950~1200 ℃固溶2.5 h,平均晶粒尺寸从18 μm增长至183 μm;并建立了改型In617合金在950~1200 ℃固溶处理过程中的晶粒长大动力学模型。当固溶温度为1000 ℃时,晶界处M₂₃C₆碳化物回溶;超过1100 ℃固溶时,M₆C碳化物也基本回溶完毕,合金中仅存大尺寸MC型碳化物。随着固溶温度升高,混晶现象发生,合金高温强度逐渐降低,主要归因于碳化物的逐步回溶。其中在1050 ℃固溶时,由于晶界碳化物没有回溶完毕,所以此时改型In617合金的强度下降幅度不高,而当固溶温度达到1200 ℃时,晶界处碳化物消失,晶粒已经长大,导致合金强度大幅降低。

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时效时间对低密度超高锰铸钢组织性能的影响

高志喆, 程福超, 冯一帆, 孙健, 王永金

金属热处理 2021, 46 (8): 115-120. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.022

摘要（75）

PDF （657KB）（29）

为了提高传统高锰钢的初始硬度和强度,设计一种低密度超高锰铸钢,水韧处理后在550 ℃分别保温1~4 h时效处理,研究保温时间对试验钢组织性能的影响。试验结果显示:当时效保温时间为2 h,试验钢的综合力学性能最佳,其抗拉强度为1041.7 MPa,屈服强度为1002.7 MPa,断后伸长率为17.6%,冲击吸收能量(V型缺口)为62.0 J,硬度为268.5 HBS;与仅水韧处理相比屈服强度提高了107.3%,硬度提高了28.8%。试验钢强度和硬度的提升主要来自于纳米级κ碳化物的析出强化。

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固溶温度对GH4169合金锻件力学及焊接性能的影响

菅晓君, 崔保伟, 黄艳军, 亢涛涛, 王萍, 宋玥, 李伟强

金属热处理 2021, 46 (8): 121-124. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.023

摘要（76）

PDF （597KB）（36）

为了能同时满足某固溶态使用的GH4169合金航天锻件的力学和焊接性能的要求,研究了固溶温度对GH4169合金锻件硬度和拉伸性能的影响规律,并对相应固溶温度下锻件的同种和异种金属的焊接质量进行了表征分析。结果表明,固溶温度对合金的微观组织和力学性能均有显著影响,随着固溶温度的提高,晶界粗大相(主要为δ相)的回溶不断增加,合金的硬度及强度指标显著下降,伸长率显著提高。对经不同温度固溶处理的GH4169合金进行同种金属和异种金属(920 ℃固溶处理GH4169合金和固溶态0Cr18Ni9不锈钢)的焊接试验,其焊缝宏观、微观、X光检测均能满足使用要求,结合力学和焊接质量最终确定固溶态使用的GH4169合金锻件的最佳固溶温度为900~940 ℃。

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固溶时效处理对8030铝合金导线组织性能的影响

韩茜, 李茂扬, 秦国飞, 李旭东, 董超, 张美丽, 代卫丽

金属热处理 2021, 46 (8): 125-132. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.024

摘要（49）

PDF （603KB）（23）

研究了固溶时效处理对8030铝合金导线组织性能的影响。结果表明,未经热处理的8030铝合金导线由α-Al、Al₆Fe、Al₁₃Cu₄Fe₃、AlMg₂Zn相组成。经过480 ℃固溶处理6 h后,AlMg₂Zn相完全溶入基体,Al₁₃Cu₄Fe₃相及Al₆Fe相部分溶入基体。再经240 ℃时效处理6 h后,第二相重新析出。经固溶时效处理后,8030铝合金导线的导电率都有所提高,在480 ℃固溶处理6 h,再经240 ℃时效处理6 h后,其导电率最高达56.67%IACS,比未经热处理的合金导电率提高了3.41%。经固溶时效处理后,8030铝合金导线的伸长率显著提高,在480 ℃固溶处理6 h,再经200 ℃时效处理4 h后,伸长率从未经热处理的3.75%提高到31.25%。

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直轧条件下含Nb钢筋中Nb(C, N)的析出强化机理及控冷工艺优化

张宏亮, 冯光宏, 王宝山

金属热处理 2021, 46 (8): 133-138. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.025

摘要（57）

PDF （593KB）（27）

为了解决方坯直轧工艺生产含Nb钢筋出现的强化效果不显著问题,通过经典形核理论计算了Nb(C, N)在奥氏体中沉淀析出动力学行为特点,并通过现场控冷工艺试验验证了理论计算的结果。结果表明,加热炉轧制生产含Nb钢筋过程中Nb(C, N)的沉淀析出以晶界形核为主,方坯直轧工艺生产含Nb钢筋过程中Nb(C, N)的沉淀析出以位错形核为主;在含Nb钢筋的成分体系下,Nb(C, N)在奥氏体中沉淀析出过程中的晶界形核和位错形核C曲线鼻尖点温度分别约为1000 ℃和900 ℃;方坯直轧工艺生产含Nb钢筋可以在精轧机架间设置多段预穿水,以保证足够低的终轧温度,来获得Nb(C, N)沉淀析出的最佳强化效果。

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高强韧耐候桥梁钢Q500qENH的生产工艺

彭宁琦, 何航, 罗登, 范明, 李中平

金属热处理 2021, 46 (8): 139-143. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.026

摘要（56）

PDF （593KB）（26）

利用MMS-200热模拟试验机和实验室电炉进行热模拟试验和热处理试验,通过硬度、拉伸和冲击性能检测及显微组织观察,对高强韧耐候桥梁钢Q500qENH的控轧控冷工艺和热处理工艺进行了研究。结果表明:高强韧耐候桥梁钢Q500qENH宜采用热机械轧制(TMCP)+回火的生产工艺;冷却速度10~20 ℃/s、返红温度500~550 ℃、回火温度450~500 ℃时,试验钢的高强韧性和低屈强比匹配较佳;TMCP态的组织以板条贝氏体为主,回火后组织逐渐由板条状向粒状转变,且原奥氏体晶界变得更清晰;随回火温度的升高,试验钢的拉伸曲线由拱顶型向吕德斯型变化。

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2195铝锂合金的热变形行为

包张飞, 唐丽娜, 吴杏苹, 栾佰峰

金属热处理 2021, 46 (8): 144-149. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.027

摘要（68）

PDF （596KB）（32）

在Gleeble-1500热模拟机上实施热压缩试验,研究2195铝锂合金在变形温度360~500 ℃,应变速率0.1~10 s^-1时的热变形行为,并通过OM和EBSD研究了热变形中微观组织的演变。基于动态材料模型理论及Zener-Holloman参数,构建了2195铝锂合金的应变量为50%时的加工图及本构方程。结果表明,流变应力随变形温度降低或者应变速率的增加而提高,高温软化机制包括动态回复与动态再结晶。利用加工图及显微组织分析确定了试验参数范围内热变形过程的最佳工艺参数为480 ℃/10 s^-1;发现失稳区形变组织和再结晶组织呈层状交替分布,且随着变形温度降低,形变组织层厚度增加;稳定区的微观组织具有明显的动态再结晶特征,形变组织基本消失。

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轧制工艺对V-Nb微合金化HRB600E钢筋组织及性能的影响

杨晓伟, 陈焕德, 周云, 张宇

金属热处理 2021, 46 (8): 150-155. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.028

摘要（56）

PDF （600KB）（22）

采用了高温共聚焦显微镜、高分辨透射电镜和光学显微镜等系统研究了轧制工艺对V-Nb微合金化HRB600E钢筋的组织、力学性能及析出行为的影响。结果表明,试验钢奥氏体晶粒尺寸随加热温度升高、保温时间延长而增大。轧制温度提升60 ℃后,试验钢组织中珠光体团比例及尺寸分别增加10.9%和5.1 μm,导致抗拉强度增加30~40 MPa,断后伸长率降低3%~5%;同时,试验钢中V(C, N)析出数量减少而VNb(C, N)数量增加,整体析出粒子数量减少但其等效圆直径增大。不同轧制工艺析出强化效果差别不大,整体中的相变强化效果大于析出强化。

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新型刀具用钢的热处理工艺及微观组织

段文峰, 石全强, 李积回, 何玲, 范倚豪, 邵品, 严伟

金属热处理 2021, 46 (8): 156-163. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.029

摘要（67）

PDF （593KB）（28）

采用不同淬回火工艺系统地研究了一种高碳高铬马氏体刀具用钢—SIMR的热处理工艺和微观组织,通过XRD、SEM和TEM等表征方法,分析测试了不同淬火温度和回火温度下SIMR刀具用钢的微观组织、碳化物形貌与分布和显微硬度等,获得了SIMR的最佳热处理工艺。结果表明,SIMR刀具用钢的晶粒尺寸随着淬火温度的升高而逐渐增大,冶炼凝固过程中析出的富铬M₇C₃型一次碳化物随着淬火温度的提高而逐渐回溶,显微硬度总体上呈现先升高后降低的趋势,回火温度在150~300 ℃间,SIMR刀具用钢的最佳热处理工艺为在1050 ℃淬火处理20 min,油冷,然后在150 ℃回火处理90 min,空冷。

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敏化处理对不同状态304奥氏体不锈钢氢脆敏感性的影响

张慧云, 孟宪明, 郑留伟, 梁伟

金属热处理 2021, 46 (8): 164-169. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.030

摘要（74）

PDF （595KB）（40）

研究固溶态和冷轧态304奥氏体不锈钢分别在650 ℃敏化2 h和24 h后的氢脆敏感性。结果表明:冷轧态与固溶态相比,因产生了应变诱导马氏体,氢脆敏感性增加;敏化处理会增加固溶态试验钢的氢脆敏感性,敏化时间越长,氢脆敏感性越高;相反,冷轧态试验钢在高温敏化时马氏体部分逆相变成奥氏体,会在一定程度上降低试验钢的氢脆敏感性,敏化时间越长,氢脆敏感性越低。

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均匀塑性变形X80管线钢的时效和退火工艺

许彦, 刘迎来, 李亮, 聂向晖, 丰振军, 郭雷, 刘志鹏

金属热处理 2021, 46 (8): 170-173. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.031

摘要（59）

PDF （593KB）（24）

从应变时效和退火处理入手,通过设置不同预应变量模拟管材出现均匀塑性变形而未发生颈缩,研究不同热处理方式对预应变X80管线钢性能的影响。研究发现未处理的X80管线钢的拉伸曲线具有连续屈服特征,没有明显的屈服平台,在均匀塑性变形阶段进行预拉伸后管材发生明显加工硬化,屈服强度最大增加值为148 MPa,管材的断后伸长率和形变硬化指数随着预应变量增大出现降低的现象;预应变管材经260 ℃时效处理后其拉伸曲线出现屈服平台,屈服强度继续升高,断后伸长率则持续降低,应变硬化性能未见明显变化;而预应变管材经660 ℃退火处理后其拉伸曲线出现明显屈服平台,屈服强度小于原始管材强度,屈强比、断后伸长率和形变硬化指数等性能参数得到明显改善。

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中间退火工艺对6016铝合金组织与性能的影响

丁轩, 甘玉荣, 张春菊, 王立强, 杨明球, 李辉

金属热处理 2021, 46 (8): 174-179. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.032

摘要（72）

PDF （598KB）（24）

通过扫描电镜、透射电镜等手段研究了汽车外板用6016铝合金生产过程中微观结构的演变规律和中间退火工艺对综合性能的影响。结果表明,连续退火比箱式退火具备更强的晶粒细化作用;中间退火前冷轧压下量对结晶相破碎效果显著,结晶相尺寸从4.38 μm降至3.20 μm左右,降低了约27%;中间退火处理弱化了T4P态板材中的不均匀屈服延伸。箱式退火的慢升温速率和长时间中温保温导致Mg₂Si相沿晶析出并粗化。

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60Si2Mn弹簧钢退火过程中的组织与性能变化

赵阳磊, 王灵水, 邱胜闻, 董升朝, 陈利阳

金属热处理 2021, 46 (8): 180-183. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.033

摘要（100）

PDF （595KB）（39）

采用金相分析、能谱分析、力学性能检测等方法研究了60Si2Mn热轧弹簧钢在略低于奥氏体初始转变温度Ac₁退火过程中的组织和性能变化。研究发现,退火过程中试验钢的强度、硬度随退火时间的延长先下降后升高,试样的塑性、韧性则先升高后降低。金相分析结果显示,试样在退火过程中首先珠光体中的渗碳体片层不断增厚、间距增大,然后渗碳体片层发生断裂、球化,球化率随时间的延长不断提高;当退火时间达到10 h之后试样中出现“岛状组织”,并且随着退火时间的延长,“岛状组织”体积分数不断增多,30 h达到20%。经过进一步分析检测,“岛状组织”为马氏体,马氏体组织中的Si含量显著低于基体组织,而Mn含量显著高于基体组织。

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磁场深冷处理对YG11C硬质合金耐磨性的影响

兰东生, 闫献国, 陈峙, 蒋一江, 原瑞泽, 姚永超, 苏杭

金属热处理 2021, 46 (8): 184-188. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.034

摘要（59）

PDF （599KB）（28）

基于深冷处理提供的温度场和永磁体提供的匀强磁场,对YG11C硬质合金进行磁场深冷处理,并与常规工艺和深冷处理工艺进行了对比分析。结果表明: 深冷处理较常规处理,其耐磨性提高了约35%,磁场深冷处理相应降低了约21%。在微观机理上,深冷处理后合金中η相碳化物数量增加是耐磨性提高的主因。磁场深冷新工艺处理后,合金中α-Co向ε-Co 转变增多,使得粘结相变脆且塑性变形能力降低,从而使得耐磨性降低。

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0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢底座的真空热处理

贺利

金属热处理 2021, 46 (8): 189-191. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.035

摘要（59）

PDF （600KB）（26）

以0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢底座为研究对象,通过工艺试验方法获得了既满足力学性能要求又满足畸变量控制要求的真空固溶时效工艺。结果表明,采用1060 ℃×1.5 h固溶,油冷+460 ℃×4 h时效,空冷处理后的工件可达到技术要求,即抗拉强度≥1420 MPa,硬度≥42.5 HRC,安装面平面度≤0.5 mm。此外,在真空淬火炉中可通过调节淬火油温度,延长充气预冷时间等措施实现尺寸控制。

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退火处理对3D打印CoCrFeMnNi高熵合金组织和性能的影响

吴颖, 曾强, 肖辉进, 朱绍维

金属热处理 2021, 46 (8): 192-196. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.036

摘要（64）

PDF （596KB）（26）

采用选区激光熔化(SLM)工艺制备了等原子比CoCrFeMnNi高熵合金,并对试验合金分别进行了650 ℃×1 h和900 ℃×1 h的退火处理。结合微观组织分析、拉伸性能分析和断裂特征分析,研究了退火工艺对SLM制备的CoCrFeMnNi高熵合金组织和力学性能的影响。结果表明:打印态试样屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为672 MPa、751 MPa和34.3%。650 ℃×1 h退火处理后,屈服强度、抗拉强度和伸长率略微降低,分别为583 MPa、718 MPa和33.5%。900 ℃×1 h退火处理后屈服强度和抗拉强度分别降低至494 MPa和707 MPa,伸长率提高至46.6%。断口呈典型的韧窝特征,变形机制均为纳米孪生。

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电线电缆用Al-Fe-Cu-0.25La-Zr耐热合金的导电性能

胡晓梅, 刘立宁, 苏凤, 王家明, 陈祥光, 许浩

金属热处理 2021, 46 (8): 197-200. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.037

摘要（52）

PDF （594KB）（22）

采用导电率测试仪、万能拉伸试验机、光学显微镜等分别测试了Al-Fe-Cu-0.25La-Zr合金的导电率、抗拉强度、伸长率等性能指标及显微组织,研究了电线电缆Al-Fe-Cu-0.25La-Zr合金在不同退火工艺下的导电性能与力学性能。结果表明,合金在350 ℃×2 h退火时达到导电率峰值62.8%IACS,抗拉强度为101.5 MPa,伸长率为32.4%;在300 ℃退火2 h时导电率达到62.1%IACS,抗拉强度为125.0 MPa,伸长率为13.4%。合金在300 ℃×(4~10) h退火期间,合金的导电率维持相对稳定,且高于350 ℃×(4~10) h,说明合金在300 ℃时具有更好的耐热稳定性。Al-Fe-Cu-0.25La-Zr合金最优的退火工艺为300 ℃×2 h,此工艺处理后的合金线材符合对电线电缆电学性能与力学性能的标准要求,且可以降低生产成本。

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42CrMo4钢风电主轴的热处理工艺

史可庆, 郭甫, 安龙森, 陈云, 杜子阳, 武萌, 徐钦佩

金属热处理 2021, 46 (8): 201-204. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.038

摘要（74）

PDF （646KB）（33）

某公司生产的42CrMo4钢风电空心主轴产品某一型号出现淬火开裂的比例较高,报废率近20%。用ARL8860直读光谱仪、MTS万能试验机、SANS冲击试验机、徕卡光学显微镜等对该产品进行一系列理化检验,并结合相关理论基础分析发现,将原淬火工艺优化为860 ℃加热后预冷至820 ℃浸水淬火,淬火水冷20 min,极大降低了产品开裂风险,为该企业解决了技术难点。860 ℃保温,预冷至820 ℃,水淬保持20 min,后经610 ℃高温回火处理,得到回火索氏体+粒状贝氏体+贝氏体铁素体条块的复相组织,性能满足抗拉强度＞700 MPa,-30 ℃冲击吸收能量＞40 J的要求。

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液压柱塞泵用30CrMoV9钢的调质与气体渗氮工艺

王镌, 胡柯, 钟湘玲, 金永黔

金属热处理 2021, 46 (8): 205-208. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.039

摘要（75）

PDF （568KB）（29）

为提高液压柱塞泵用30CrMoV9钢的综合性能及表面的耐磨性和抗疲劳性,对30CrMoV9钢的调质工艺及粗加工后的气体渗氮工艺进行了研究,对调质硬度、渗氮层深度、渗氮后的显微组织、渗氮层硬度等进行了测试。结果表明,经900 ℃淬火及630～640 ℃的回火处理后,30CrMoV9钢可满足硬度在28~35 HRC的要求;调质态30CrMoV9钢进行气体渗氮处理后,表面平均硬度可达750 HV0.5以上,可有效提高零件的接触疲劳强度。

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45钢激光氮合金化涂层的组织性能及工艺优化

李海涛, 樊帅奇, 张蕾涛, 戴姣燕, 徐金富

金属热处理 2021, 46 (8): 209-213. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.040

摘要（54）

PDF （571KB）（29）

利用激光合金化技术在45钢表面制备了氮合金化层,并采用正交试验法优化了合金化工艺参数,采用OM、XRD、显微硬度计和摩擦磨损试验机等手段研究了优化工艺处理后的合金化层的组织及性能。结果表明,随激光功率和扫描速度增大,合金化层硬度呈先增后降的趋势,在1.0 kW和500 mm·min^-1时硬度分别达到最大值782 HV0.3和725 HV0.3,随着搭接率的增加,合金化层硬度逐渐下降,其最优工艺为:激光功率1.0 kW、扫描速度500 mm/min和搭接率30%;经最优工艺处理后的合金化区组织由γ-(Fe,N)、γ-(Fe,C)、针状马氏体、γ′(Fe₄N)、ε(Fe₂N)以及Fe₃C等固溶体和化合物组成,以柱状晶和胞状晶为主,厚度约为120 μm,平均硬度约为816 HV0.3,热影响区组织由少量针状马氏体以及残留奥氏体等组成,厚度约为200 μm,硬度由768 HV0.3到242 HV0.3呈梯度分布;合金化层的摩擦因数约为0.4827,磨损率为8.218×10^-15 m³·N^-1·m^-1。

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以渗铝为主的Q195钢交流电场增强粉末法铝铬共渗特性

陈超, 谢飞, 潘建伟

金属热处理 2021, 46 (8): 214-218. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.041

摘要（54）

PDF （570KB）（24）

在渗铝剂中加入铬粉,对Q195钢在800 ℃进行以渗铝为主的交流电场增强及常规粉末法铝铬共渗。用金相显微观测、X射线衍射分析、显微硬度测试等分析渗层组织、相、厚度及显微硬度沿渗层深度方向的分布。结果表明,相较单一渗铝,添加少量铬粉对常规铝铬共渗层组织和厚度影响不大,但次表层硬度提高;交流电场对单一渗铝和铝铬共渗均有促渗作用,较单一渗铝,添加微量铬粉进一步加快渗速,但对次表层硬度影响不大,随渗剂中铬粉含量增加,渗层厚度先增后减,添加0.1%铬粉时促渗效果最为显著,所得渗层厚约123 μm,而交流电场单一渗铝层厚约50 μm,常规单一渗铝层厚仅约18 μm。

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电弧离子镀CrTiN涂层的结构及耐腐蚀性能

王其晒, 张林, 李伯荣, 张宝荣, 赵志勇

金属热处理 2021, 46 (8): 219-224. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.042

摘要（65）

PDF （569KB）（23）

采用电弧离子镀技术在模具钢H13表面沉积Cr_xTi_1-xN涂层,系统研究了不同Cr/Ti原子比对CrTiN合金化涂层结构、力学性能以及耐腐蚀性能的影响。结果表明:通过改变分离靶弧流实现CrTiN涂层中Cr/Ti原子比的有效调控,所制备的CrTiN涂层主要由面心立方结构(Cr, Ti)N和CrN组成,随着Cr/Ti原子比从1.1增加至1.8,涂层相结构由随机取向向(111)晶面优先生长转变。CrTiN合金化涂层显微硬度较CrN涂层得到明显提升,并随着固溶引起的晶格畸变程度变化而具有一个极大值。通过电化学阻抗谱和动电位极化曲线分析,当Cr/Ti原子比为1.4时,致密的Cr_0.59Ti_0.41N涂层具有最佳的耐腐蚀性能。

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42CrMo钢活塞杆表面氧氮复合渗层的显微组织和耐磨性能

王自力, 陈荣发, 郑志伟, 何玉龙, 史敏杰, 王锴, 周晓进

金属热处理 2021, 46 (8): 225-229. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.043

摘要（56）

PDF （574KB）（30）

采用气体氧氮复合处理对42CrMo钢活塞杆进行表面改性和耐磨性能研究,通过金相分析、显微硬度测试及干摩擦磨损试验等方法对比分析了不同表面工艺处理后的试样组织和性能。结果表明: 调质态42CrMo钢经8 h气体氧氮复合处理后表面形成了1~2 μm由Fe₃O₄组成的氧化层及ε-Fe_2-3N和γ′-Fe₄N组成的约18 μm厚的化合物层,有效渗层的总厚度约为340 μm。在相同干摩擦条件下,未处理的基材试样与镀铬处理试样的磨损机制为磨粒磨损并伴随轻微粘着磨损。气体氧氮复合处理后试样具有最低平均摩擦因数和磨损率,磨损机制为磨粒磨损,耐磨性能最优。

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表面粗糙度对磁控溅射纯Cu靶材刻蚀区表面形貌及溅射性能的影响

杨文灏, 鲍明东, 唐宾, 王钰鹏, 赵国华, 王帅康, 王铎

金属热处理 2021, 46 (8): 230-235. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.044

摘要（59）

PDF （564KB）（29）

通过将不同粗糙度的纯Cu试样安装在组合靶中以保证相同试验条件,采用白光干涉仪、离子镀膜机、电子分析天平和扫描电镜等方法研究了表面粗糙度对磁控溅射金属靶刻蚀区表面形貌及溅射性能的影响。结果表明,不同粗糙度的试样严重影响其溅射后的表面形貌,在靶材刻蚀最深区域出现凹坑和连续凸起分布的形貌,而在刻蚀较浅的区域出现了溅射蚀坑和不完全刻蚀的晶粒所形成的“亮点”;取向不同的晶粒内部和晶粒边界刻蚀后均出现台阶状形貌,但晶粒内部台阶高度和宽度远远小于晶粒边界,这是由于晶界刻蚀速率较晶粒内部快;表面初始粗糙度越大的试样溅射10 h后,其刻蚀最深区域的表面粗糙度越大;试样溅射过程的前10 h,初始表面粗糙度最小的试样其溅射产额最大。因此,可通过降低靶材表面粗糙度来增加薄膜沉积速率和溅射过程的稳定性。

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激光功率对TC4合金表面Ni60A/CeO₂熔覆层组织及耐腐蚀性能的影响

龚玉玲, 武美萍, 崔宸, 李杨

金属热处理 2021, 46 (8): 236-240. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.045

摘要（58）

PDF （570KB）（34）

为了提高TC4合金基体表面的耐腐蚀性能,运用激光熔覆同轴送粉技术,采用1200、1500、1800、2100、2400 W等不同激光功率在TC4合金基体表面上制备Ni60A/CeO₂复合熔覆层,对熔覆层进行了显微组织观察、电化学检测以及电化学腐蚀后的表面观察,探究激光功率对熔覆层耐腐蚀性能的影响。研究表明,随着激光功率的增加,熔覆层的显微组织变得排布均匀且细密,电化学特性呈现出耐腐蚀性先增大后减小的特点。当激光功率为2100 W时,电化学阻抗最大,为25.74 km²,熔覆层表面并未出现明显的腐蚀隧道,大部分为腐蚀产物覆盖在Ni60A/CeO₂熔覆层的表面,耐腐蚀性良好。

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氧化时间对低合金弹簧钢奥氏体晶粒度测定的影响

陈继平, 张乐, 邢献强, 孙国庆, 钱健清

金属热处理 2021, 46 (8): 241-245. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.046

摘要（45）

PDF （569KB）（23）

氧化法可用于钢中晶粒度的测定。研究控制氧化时间对弹簧钢50CrV奥氏体晶粒度的影响。结果发现,氧化过程大致分为3个阶段:第一阶段,过剩铁素体相不断转变为奥氏体;第二阶段,基体与氧化膜之间的阴阳离子再次加快扩散,下层金属基体继续氧化脱碳,部分之前试样表面的奥氏体晶界被替代;第三阶段,一、二阶段的奥氏体晶粒逐渐长大,新旧氧化膜叠加生长,并在55SiCr、60Si2Mn、65Si2CrV钢得到验证。在不影响检测结果准确性的情况下,氧化时间可以由标准的60 min缩短至一半左右,再通过修正可得到晶粒度为10.96级,此结果与直接腐蚀法11.00级和氢致沿晶断口法11.09级相近。

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60Si2Mn弹簧钢的断裂失效分析

聂小龙, 高加强, 孟开仁, 王军艺, 刘新宽

金属热处理 2021, 46 (8): 246-249. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.047

摘要（88）

PDF （564KB）（40）

60Si2Mn弹簧钢在正常服役过程中出现断裂,断裂后部分原件损失,根据材料力学原理,并结合断口特征,确定断裂起源位置;采用光学显微镜、扫描电镜、体视显微镜、直读光谱仪等对残留端口的显微组织、宏微观断口形貌和化学成分等进行观察和检测分析,以确定断口起源和断口特征。结果表明:由于生产过程操作不当,弹簧表面存在微裂纹,同时由于喷丸处理的工艺不恰当,造成弹簧表面形成较深的应力线,应力线发展成为沿应力线的开裂和脱落。这些微裂纹、开裂以及脱落,作为弹簧的疲劳断裂源,造成了弹簧的断裂。

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20Cr2Ni4钢齿轮渗碳淬火及装配后开裂原因分析

许鸿翔, 王红伟, 张衡, 汪军, 赵少甫

金属热处理 2021, 46 (8): 250-253. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.08.048

摘要（101）

PDF （569KB）（29）

采用光学显微镜、显微硬度计和光谱分析仪等测试方法,对20Cr2Ni4钢齿轮渗碳淬火及装配后开裂的原因进行分析。结果表明,该渗碳淬火齿轮齿顶硬度和硬化层深度均满足要求,显微组织良好。轮辐减重孔处为裂纹源,减重孔内壁明显的粗刀痕形成的应力集中导致齿轮与轴系装配后裂纹逐步扩展到齿轮内孔,进而导致开裂失效,并据此提出了改进措施。

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金属退火硬化现象及机理的研究进展

吴浩, 甘章华, 劳文杰, 吴传栋, 王佳敏, 倪倩

金属热处理 2021, 46 (9): 1-6. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.001

摘要（70）

PDF （678KB）（62）

通常金属进行退火时都会发生软化现象,而对于一些特殊的金属或者合金,将出现退火硬化的反常现象。对纯金属、铜合金、镍钨合金、锌铝合金和铝合金等体系中退火硬化现象及机理进行了总结与分析。铝钪、铝镱和铝锆系合金中存在铸态直接退火硬化现象,而其它合金体系需要进行冷变形才会出现退火硬化现象。退火硬化的机理主要包括:晶界溶质偏析、晶界弛豫、第二相颗粒的晶界钉扎、位错源限制硬化、溶质偏析对孪晶边界迁移或位错滑动的钉扎效应、退火孪晶、第二相纳米粒子强化等。

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高熵合金涂层的研究进展

陈明宣, 马强, 孟君晟, 李成硕, 史晓萍

金属热处理 2021, 46 (9): 7-14. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.002

摘要（102）

PDF （598KB）（38）

高熵合金涂层在工程实际应用中较传统合金具有良好的前景,对近年来高熵合金涂层的研究进展进行了概述。首先对制备高熵合金涂层的表面熔覆技术进行详细的介绍,其中包括激光熔覆技术、等离子熔覆技术、氩弧熔覆技术,分析了各表面熔覆技术的优缺点;然后总结了高熵合金涂层的组织及性能特征,涂层中相的组成包括:固溶体相、金属间化合物、纳米析出相、非晶相;性能上,高熵合金涂层由于各种效应的作用,具有高强度及硬度、优异的耐磨性、良好的耐腐蚀性及高温抗氧化性等一系列优异的性能;而后进一步分析了表面熔覆技术工艺参数对高熵合金涂层质量的影响规律、合金元素对高熵合金涂层性能的影响及热处理对高熵合金涂层相组织演变的影响;最后对高熵合金涂层的应用前景及其未来的研究方向进行展望。

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电化学沉积镍铁合金镀层的研究进展

颜庭林, 高晓丽, 王纪元

金属热处理 2021, 46 (9): 15-20. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.003

摘要（84）

PDF （599KB）（33）

介绍了电化学沉积制备镍铁合金镀层中镍铁异常共沉积的发生机理,综述了电化学沉积的相关工艺参数,包括电流密度、主盐类型与浓度、添加剂分子和其它因素对镍铁合金镀层微观形貌、合金成分、晶体结构和应用性能的影响,重点介绍了镍铁合金镀层在耐磨损、防腐蚀、析氢电极材料和磁学性能方面的应用,揭示了目前镍铁合金镀层制备与应用方面的问题,展望了其未来的发展趋势。

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中锰钢中原奥氏体晶粒尺寸对马氏体相变的影响

杜鹏举, 吴迪

金属热处理 2021, 46 (9): 21-27. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.004

摘要（68）

PDF （602KB）（31）

对中锰钢中原奥氏体晶粒尺寸对马氏体相变动力学的影响进行了分析。利用SEM、XRD、热膨胀相变仪和EBSD等检测手段,研究了不同原奥氏体晶粒尺寸下马氏体相变速率和马氏体板条组织的变化。通过不同温度的奥氏体化处理,分别得到了尺寸为(190±15)、(36±2)、(11±2)和(4.8±2) μm的原奥氏体晶粒。结果表明:随着原奥氏体晶粒尺寸的降低,马氏体相变开始温度由289 ℃降低到250 ℃,而马氏体的相变速率先升高后降低。分析表明,马氏体的相变速率与马氏体的形核点数量直接相关,而马氏体的形核点数量受原奥氏体晶粒尺寸大小和马氏体板条的宽长比影响。当原奥氏体晶粒尺寸小于5 μm时,马氏体板条的宽长比明显增加,马氏体形核点数目随过冷度增加而增加的速率明显降低,从而造成马氏体相变速率降低。

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不同Cr含量Cu-Cr-Zr合金的热拉伸变形行为

廖雪峰, 张恒, 何学青, 黄元春, 李明

金属热处理 2021, 46 (9): 28-35. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.005

摘要（61）

PDF （599KB）（38）

采用Gleeble-3810热模拟试验机进行高温热拉伸试验,研究了不同Cr含量的Cu-Cr-Zr合金在变形温度350~500 ℃,应变速率0.01~1 s^-1范围内的流变行为。发现随着应变速率和Cr含量的升高以及变形温度的降低,Cu-Cr-Zr合金的流变应力呈现上升规律。对断口组织的分析发现,应变速率、变形温度以及Cr含量通过影响热拉伸过程中韧窝等结构的生成及形态变化改变材料的性能。Cr含量的增加引发了固溶强化和时效析出强化,提升了材料的热拉伸峰值应力。利用热拉伸数据建立了改进的Johnson-Cook本构模型,模型计算结果与试验数据吻合程度较高。

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氮及热处理制度对028合金微观组织的影响

巩芳源, 冯翰秋, 郎宇平, 陈海涛, 王曼, 朱雄明, 冷崇燕

金属热处理 2021, 46 (9): 36-41. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.006

摘要（58）

PDF （601KB）（30）

借助Thermo-Calc热力学计算软件,分析了028合金主要元素对氮饱和溶解度和平衡相析出温度的影响,设计了不同氮含量的试验合金。采用光学显微镜、扫描电镜等方法研究了不同固溶温度下试验合金的微观组织。结果表明,Cr、Mo和Mn提高氮的饱和溶解度,Ni、Cu降低氮的饱和溶解度;Ni显著降低σ相析出温度,Cr、Mo显著提高σ相析出温度。随着固溶温度的升高,晶粒的等轴性提高,在1080 ℃固溶时,试验合金充分固溶获得再结晶完全的等轴晶。当固溶温度超过1110 ℃时,试验合金回复再结晶完全,晶粒迅速长大;固溶温度相同条件下,氮含量越高,试验合金的平均晶粒尺寸越小,说明氮可以起到细化晶粒的作用。

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W6Mo5Cr4V2/A100复合材料的制备及摩擦性能

季琳琳, 李长生, 孙建荣, 苟州, 张号

金属热处理 2021, 46 (9): 42-46. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.007

摘要（49）

PDF （599KB）（33）

为了提高A100钢的摩擦学性能,采用气雾化法制备纯A100钢粉末及分别添加10%、17%、23% W6Mo5Cr4V2高速钢的W6Mo5Cr4V2/A100合金粉末,再利用粉末冶金工艺制备W6Mo5Cr4V2/A100复合材料。研究不同含量W6Mo5Cr4V2钢对复合材料力学性能和摩擦性能的影响,并探讨其磨损机理。结果表明,随着W6Mo5Cr4V2钢含量的增加,复合材料的硬度先上升后下降,且摩擦因数和磨损率都有不同程度的降低,但是材料的密度和韧性都略微下降。当W6Mo5Cr4V2钢含量为17%时,复合材料的摩擦性能最优,这与其优异的微观结构和力学性能有着密不可分的关系。

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Zr含量对Al-Zr合金时效析出和性能的影响

陈保安, 祝志祥, 王瑞红, 陈新, 韩钰, 李红英, 肖翔

金属热处理 2021, 46 (9): 47-52. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.008

摘要（54）

PDF （599KB）（38）

对比研究了Zr添加(0.05,0.15和0.25wt%)对Al-Zr合金固溶态和固溶轧制态时效析出行为、硬度和导电率的影响。结果表明,固溶态Al-Zr合金的晶粒尺寸随Zr含量的增加而减小,但是固溶轧制态Al-Zr合金的晶粒尺寸对Zr添加量不敏感。固溶态Al-Zr合金在350 ℃时效过程中,由于Al₃Zr沉淀相的析出,合金硬度随Zr含量增大而增大,但是更强的点阵畸变场则导致导电率降低。而在固溶轧制态合金的时效中,大量变形位错的存在促进了Al₃Zr相的析出,Al-Zr合金在250 ℃下时效具有比350 ℃时效更优的硬度和导电率的综合性能。特别是0.25wt%Zr添加的Al-Zr合金,其析出强化可以有效补偿时效过程中位错湮灭引起的硬度降低,保持较高的硬度。综合考虑,固溶轧制态Al-0.25wt%Zr合金经250 ℃时效25 h后具有最优的硬度(47.5 HV0.5)和导电率(55.6%IACS)组合。

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Nb微合金化对18CrNiMo7-6钢奥氏体晶粒长大的影响

王自敏, 杨志强, 胡芳忠, 汪开忠, 丁雷

金属热处理 2021, 46 (9): 53-57. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.009

摘要（62）

PDF （603KB）（37）

对比研究了含Nb和不含Nb的18CrNiMo7-6试验钢在加热温度(900~1100 ℃)和保温时间(1~8 h)下的奥氏体晶粒长大行为,建立了两种试验钢的奥氏体晶粒长大的数学模型。结果表明,随着加热温度的升高和保温时间的延长,试验钢的奥氏体晶粒逐渐长大,相同加热条件下18CrNiMo7-6-Nb钢的奥氏体晶粒尺寸要小于18CrNiMo7-6钢。将试验钢的晶粒长大过程分为抑制长大阶段(900~1000 ℃)和自由长大阶段(1000~1100 ℃),分别建立了适用于含Nb和不含Nb的两种18CrNiMo7-6试验钢的晶粒长大数学模型。

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冷轧方式和退火温度对Al-4Cu-0.73Mg合金织构和微观组织的影响

蒋莺鸽, 黄继武, 江福清, 许成龙

金属热处理 2021, 46 (9): 58-64. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.010

摘要（63）

PDF （604KB）（40）

采用硬度测试、X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)等方法研究了单向轧制、交叉轧制和退火温度对Al-4Cu-0.73Mg(wt%)合金织构演变和微观组织的影响。结果表明:单向轧制试样在100~300 ℃退火保温1 h后显示出明显的Copper织构{112} <111>、S织构{123} <634>和Brass织构{011}<211>,而交叉轧制试样表现出强烈的Brass织构和H织构{011}<755>。当退火温度高于300 ℃,单向轧制和交叉轧制试样中的变形织构逐渐沿α取向线转变为由P织构{011}<001>、L织构{011}<011>、E织构{111}<110>和R织构{124}<211>等组成的再结晶织构。单向轧制和交叉轧制试样的晶粒尺寸随退火温度的升高先增加后减小,均在350 ℃退火1 h后有最大晶粒尺寸,分别约为8.2 μm和11.5 μm。单向轧制和交叉轧制试样均在冷轧后硬度值最高,约为108 HV,之后硬度值随退火温度的升高而逐渐下降,两种轧制试样的硬度值最终均稳定在50 HV左右。总体来看,轧制方式对试样织构的影响比对力学性能的影响大。

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回火温度对二次硬化马氏体不锈钢组织和性能的影响

邓彪, 陈蓬, 王国栋

金属热处理 2021, 46 (9): 65-71. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.011

摘要（142）

PDF （601KB）（48）

二次硬化对回火温度非常敏感,研究了某含Mo二次硬化马氏体不锈钢在250~650 ℃回火时组织和性能的演变过程,并利用XRD、SEM、TEM以及冲击测试等手段分析了显微组织与力学性能之间的关系,着重讨论了试验钢二次硬化与残留奥氏体增韧机理。结果表明: 480~500 ℃回火时,试验钢同时出现了二次硬化和回火脆性现象,宏观硬度达到了56 HRC以上,冲击性能为14 J·cm^-2左右,显微组织主要由纳米级合金碳化物、板条马氏体以及残留奥氏体构成,其中纳米级合金碳化物弥散强化引起了二次硬化,体积分数约为10%的残留奥氏体有利于提高钢的冲击性能。而在上述温度区之外低温和高温回火时,试验钢均具有较高的冲击性能,但宏观硬度相对较低。

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热处理工艺对M2高速钢组织和性能的影响

李亮军, 张家敏, 迟宏宵, 周健

金属热处理 2021, 46 (9): 72-78. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.012

摘要（95）

PDF （601KB）（36）

研究了热处理工艺对M2高速钢组织和性能的影响。结果表明:M2高速钢淬火后的组织为淬火马氏体+残留奥氏体+大量碳化物;随着淬火温度的升高,M2钢淬火后残留奥氏体含量(质量分数)升高,经3次回火后残留奥氏体基本上完全消除,增加冷处理后残留奥氏体的含量相对于3次回火的要多,钢的强度和韧性得到改善。对比M2高速钢在不同热处理工艺条件下的组织和性能,最佳热处理工艺为850 ℃×30 min预热+1160 ℃×30 min淬火+(－65 ℃×1 h)冷处理+560 ℃×2 h回火3次。

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终轧温度及退火温度对5052铝合金板材组织及性能的影响

黄娟, 黄元春, 申振宇, 李湘粤, 曾渝, 杨庚辰

金属热处理 2021, 46 (9): 79-84. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.013

摘要（84）

PDF （606KB）（36）

采用拉伸和硬度测试、显微组织及拉伸断口观察等方法研究了终轧温度及退火温度对5052铝合金板材组织及性能的影响。结果表明,未经退火时,板材表层已经发生再结晶,而中心层组织仅发生回复过程。退火处理后,随退火温度的升高,合金板材的强度、硬度下降,而伸长率增加。5052铝合金终轧温度不低于330 ℃时,可在后续的冷加工获得较为均匀的组织,经400~500 ℃退火可获得综合性能较为优异(R_m≥175 MPa、R_p0.2≥65 MPa和A≥32%)的5052-O态合金板材。

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退火处理对铜导线晶界特征分布及导电性能的影响

朱婷, 鹿宪珂, 杨森

金属热处理 2021, 46 (9): 85-89. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.014

摘要（133）

PDF （604KB）（32）

对拉拔法制备的工业纯铜导线进行不同参数下的退火处理,并采用电子背散射衍射(EBSD)技术对退火前后样品的晶界特征分布(GBCD)进行了测试。结果表明:退火处理后,铜导线导电率和特殊晶界比例均有一定的提高,导电率随Σ3晶界比例增大而提高,而晶粒尺寸对导电率没有明显的影响。550 ℃退火15 min时,特殊晶界比例达到最高值57.59%,Σ3晶界比例达到最高值49.80%,导电率可达59.29%IACS,是退火前的2.56倍。

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退火工艺对3003铝合金板微观组织与力学性能的影响

李骁, 程晓农, 徐桂芳, 杨成康, 陈乐利

金属热处理 2021, 46 (9): 90-94. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.015

摘要（404）

PDF （605KB）（36）

研究了退火工艺对3003铝合金板微观组织与力学性能的影响。试验结果表明,3003铝合金板退火后第二相粒子主要为Al₆(Mn, Fe)、Al₆Mn以及在位错或者亚晶界等缺陷处形成的α-Al(Fe, Mn)Si相。随退火温度升高和保温时间延长,第二相粒子发生粗化,并出现了少量的弥散第二相。当退火温度为450 ℃时,第二相又重新固溶到基体。随退火温度升高,3003铝合金板硬度稳定在31.0 HV0.5 左右,抗拉强度整体上呈下降趋势,伸长率呈增加趋势。

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热处理对ZCPC-BTMCr20高铬铸铁微观组织和硬度的影响

平兆福, 周毅, 郑宝超, 涂小慧, 李卫

金属热处理 2021, 46 (9): 95-103. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.016

摘要（74）

PDF （599KB）（36）

某厂生产的破碎矿石用锤头,其服役寿命较低,仅20 h左右就因为磨损严重而失效。研究了不同热处理工艺对其组织硬度的影响。结果表明:锤头试样成分接近ZCPC-BTMCr20高铬铸铁,基体为较软的珠光体组织,宏观洛氏硬度仅为41.1 HRC,达不到相关标准要求。经960、985、1010 ℃加热保温,通过控制冷却速度可以得到马氏体或奥氏体基体,基体硬度提高,宏观硬度大于58 HRC。综合分析对于ZCPC-BTMCr20高铬铸铁,建议采用960 ℃空淬+450 ℃回火的热处理制度,其洛氏硬度可达60.1 HRC。

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时效时间对Cu/In-Sn-2.5Ag/Cu焊点组织形貌及剪切性能的影响

乔健, 刘政, 高惠明, 杨莉

金属热处理 2021, 46 (9): 104-107. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.017

摘要（60）

PDF （615KB）（24）

研究了Cu/In-Sn-2.5Ag/Cu复合钎料焊点在125 ℃时效不同时间后的微观组织和剪切性能。结果表明:随着时效时间的延长,Cu/In-Sn-2.5Ag/Cu焊点界面金属间化合物(IMCs)层厚度呈现增加的趋势,焊点界面IMCs层组织先生成Cu₆(In, Sn)₅相,同时焊点中生成少量的Ag₉In₄相,随着时效时间的延长,钎料与Cu原子进一步反应生成Cu₃(In, Sn),部分Ag₉In₄转变为Ag₃In。当时效时间为168 h,形成全IMCs焊点。焊点剪切强度随时效时间延长呈现先增大后减小的趋势,时效时间为120 h时剪切强度最大,达到15.38 MPa。

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退火工艺对Al-Zr-Er系高导铝合金组织和性能的影响

周泽宇, 肖翔, 郑志凯, 陈保安, 徐静, 夏霏霏

金属热处理 2021, 46 (9): 108-115. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.018

摘要（83）

PDF （616KB）（28）

采用硬度计、电导率测试仪、扫描电镜(SEM)研究了退火工艺对水冷铜模制备的Al-Zr-Er合金组织和性能的影响规律。结果表明:Er元素添加量由0增加至0.30wt%,Al-Zr-Er合金内的初生Al(Fe,Er)相逐渐增多,在退火过程中则会析出大量纳米级Al₃(Zr、Er) 相。在等时退火过程中,硬度和电导率会形成两个峰值位置,即300~400 ℃的Al₃Er析出峰和500~550 ℃位置的Al₃(Zr,Er) 粒子析出峰;退火工艺中,多级退火可以更充分形成核壳结构Al₃(Zr,Er)粒子,硬度提升显著;三级退火过程中固溶在基体内的Zr、Er元素析出更充分,电导率提升最显著。成分方面,在Al-0.10Zr-xEr合金中,添加0.15wt%Er表现出更优越的综合性能;在Al-yZr-0.15Er合金中添加Zr元素虽然会提高合金硬度,但由于Zr元素析出不充分带来电导率的损失。

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高强韧TB8钛合金的热处理制度

李敏娜, 马保飞, 郭金明, 吴晨, 肖松涛

金属热处理 2021, 46 (9): 116-119. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.019

摘要（98）

PDF （615KB）（28）

研究了不同固溶时效热处理制度对TB8钛合金棒材组织及性能的影响规律。结果表明,TB8钛合金棒材在890 ℃固溶热处理后可以得到单一等轴β组织,随着保温时间的延长,强度逐渐降低。经520 ℃不同时间时效处理后,β晶粒中析出大量次生α相,使得棒材强度显著增加。当时效保温时间为8 h时,TB8钛合金棒材时效强度达1286 MPa,并保留较好的塑性。推荐TB8钛合金棒材的固溶时效热处理制度为:890 ℃×30 min,WQ+520 ℃×8 h,AC。

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时效处理对7A55铝合金微观组织和性能的影响

丁轩, 甘玉荣, 蒋爱娟, 李辉, 杨明球

金属热处理 2021, 46 (9): 120-123. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.020

摘要（68）

PDF （614KB）（26）

系统研究了时效处理对7A55铝合金微观组织演变和性能的影响。测试了其显微硬度、力学性能和电化学腐蚀性能,表征了透射组织和腐蚀形貌。试验结果表明:固溶处理后的7A55试验铝合金,具有高的硬化响应速率。经160 ℃×12 h时效处理后,显微硬度达到峰值,由固溶处理后的56 HV0.5提高到87 HV0.5,提高了55.36%,且前期的硬度升高速率极快。预时效(PA)处理抑制了试验7A55铝合金的自然时效(NA)效应,提升了烘烤硬化(BH)响应。经BH处理后,PA+NA态的屈服强度明显提升,达到475 MPa,硬化增量达到190 MPa,提高了66.67%,伸长率降低为12.5%。PA+NA+BH状态下,析出相粒子尺寸更为细小,粒子直径在10~15 nm范围,且分布均匀。PA+NA+BH态的合金腐蚀电位最高,为－1.032 V(vs SCE),腐蚀坑数量最少,平均腐蚀深度约为33 μm,最不易被腐蚀。

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多级固溶对7136-0.35La铝合金组织与性能的影响

王春华, 王峰, 王凤良, 房洪杰, 杨丽娟

金属热处理 2021, 46 (9): 124-128. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.021

摘要（60）

PDF （611KB）（28）

将7136-0.35La合金进行一级、二级、三级固溶处理后均施以单级时效处理,通过扫描电镜、硬度计、万能拉伸试验机、电化学工作站等设备分别测试了合金的固溶态金相、拉伸断口形貌及能谱、合金硬度及断裂性能、电化学参数等。结果表明:三级固溶合金固溶态组织回溶效果较好,初步减少腐蚀裂纹源数量;三级固溶时效合金伸长率为13.65%,比单级固溶时效合金增长21.9%,且主断裂方式为韧性断裂;然而,单、双、三级固溶处理的3种时效态合金均表现出相似的耐电化学腐蚀性能,因此以腐蚀性能为主要指标时,首选单级固溶处理。

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中间退火处理对AlMgSiCu铝合金冷轧板组织性能的影响

宫浩, 孔德斌, 郭立娜, 韩洪文, 宫晶晶, 房洪杰

金属热处理 2021, 46 (9): 129-132. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.022

摘要（93）

PDF （618KB）（25）

利用拉伸试验机、TEM透射电镜和XRD,研究了中间退火处理对6000系AlMgSiCu铝合金冷轧板力学性能和组织织构演变的影响。结果表明:经300 ℃×2 h和400 ℃×2 h的中间退火处理后,AlMgSiCu合金强度指标并未发生明显的改变。加工硬化指数(n)值和塑性应变比(r)值随中间退火温度的提高,呈现增加的趋势。经400 ℃×2 h中间退火处理后,n值达到了0.286,r值达到了0.623,大部分晶粒已演变为等轴晶粒。试样基体内主要存在3种形式的第二相,尺寸在1 μm左右的AlFeMnSi颗粒相,宽度在0.1 μm左右的长棒状AlMgSiCu相和球状Si颗粒相。长棒状AlMgSiCu相随着中间退火温度的升高先析出后溶解。无中间退火的板材,Brass{011}<211>织构和S{123}<634>织构的体积分数最高,分别达到了13.9%和25.7%。经400 ℃×2 h中间退火的试样,以Cube{001}<100>织构为主,体积分数达到了24.3%,r-Cube织构达到了10.5%。

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淬火温度对中合金马氏体耐磨铸钢组织和性能的影响

于洪军, 陈正家, 迟晓明, 裴中正, 程福超, 许洁, 王永金

金属热处理 2021, 46 (9): 133-137. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.023

摘要（85）

PDF （611KB）（23）

对自行设计的矿山球磨机衬板用中合金马氏体耐磨铸钢在900、950、1000、1050、1100 ℃淬火后回火,研究了淬火温度对试验钢组织和性能的影响。试验结果表明,经过淬火、回火处理后的试验钢显微组织由板条马氏体和残留奥氏体组成。当保持回火温度250 ℃不变,随着淬火温度的升高,马氏体组织先变细密后又变粗大,抗拉强度、冲击性能及残留奥氏体含量均呈现先增大后减小的趋势,在1050 ℃淬火取得最优综合力学性能:抗拉强度1623 MPa,冲击性能14.4 J,此时试验钢的强化机理为孪晶马氏体和高密度位错缠结。通过冲击磨损试验解释了试验钢在该工艺下的磨损行为与磨损机理。

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稳定化处理对DC53钢力学性能及尺寸稳定性的影响

邱华兴, 吴正环, 黎肖辉, 谷历文, 黄历锋

金属热处理 2021, 46 (9): 138-141. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.024

摘要（69）

PDF （610KB）（23）

通过SEM、XRD、硬度、韧性以及三坐标测量机等测试,探究了常规热处理和回火后稳定化处理对冷作模具钢DC53力学性能和尺寸稳定性的影响。结果表明:DC53钢在稳定化处理前后的组织均为回火马氏体+少量残留奥氏体+碳化物。通过400 ℃×2 h 附加回火的稳定化处理方式后,试验钢的硬度和冲击吸收能量分别为61.5 HRC和19.7 J,同时材料的尺寸稳定性进一步提高。回火后组织稳定性的提升、材料内部残余应力值的降低以及残留奥氏体的陈化是改善试验钢尺寸稳定性的主要原因。

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正火轧制及后续正火工艺对S460NL高强度低温结构钢组织性能的影响

潘中德, 张鹏程, 武会宾, 胡其龙

金属热处理 2021, 46 (9): 142-145. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.025

摘要（60）

PDF （610KB）（36）

以EN10025-3标准为基本依据,采用中碳、低磷、低硫、低氮、低氢设计了正火高强度低温S460NL结构钢板的成分,通过高均质冶炼连铸工艺,生产了不同规格的正火轧制和正火轧制+正火钢板。结果表明,对于规格60 mm以下S460NL钢板,正火轧制工艺可以满足EN10025-3和EN10164 Z35标准性能要求,对于规格60 mm及以上S460NL钢板,需要增加正火工艺才能满足EN10025-3和EN10164 Z35标准的性能要求;正火轧制+正火态S460NL钢板经PWHT模拟焊热处理后的拉伸性能、－50 ℃冲击性能优异,符合标准要求。

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热处理工艺对Ti80钛合金棒材组织与性能的影响

华瑶

金属热处理 2021, 46 (9): 146-148. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.026

摘要（82）

PDF （802KB）（27）

研究了几种不同热处理工艺对Ti80钛合金棒材显微组织和室温力学性能的影响。结果表明:随着热处理温度的升高,显微组织由等轴组织变为魏氏组织;后期需要进行塑性成形时,适宜选择850 ℃保温80 min后空冷的工艺后热处理;经750 ℃保温80 min后空冷的热处理工艺,Ti80钛合金棒材的强度与塑性匹配较好。

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热过程对IC21单晶合金组织和力学性能的影响

施国梅, 彭新, 李树索, 刘永, 赵海根, 刘晶

金属热处理 2021, 46 (9): 149-152. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.027

摘要（58）

PDF （613KB）（33）

利用光学显微镜和扫描电镜对IC21单晶合金的铸态、热处理后和不同热过程后的组织进行了观察,检测了铸态、热处理态和不同热过程后合金的高温拉伸和持久性能,研究了热处理和热过程对IC21合金组织演变和力学性能的影响。结果表明,IC21合金的铸态组织呈树枝晶状,由γ′相、γ相以及枝晶间的粗大γ′相和NiMo相组成,枝晶干上γ′相尺寸比枝晶间的γ′相尺寸大。1315 ℃/6 h/充氩冷却+两次时效热处理后合金未实现完全固溶,枝晶干上部分铸态γ′相在固溶时未完全溶解,枝晶间仍存在粗大γ′相,持久性能与铸态相比有明显提升。热过程后,γ′相明显长大,立方度略有降低,枝晶间和枝晶干的γ′相尺寸差距减小,并且有针状相析出。合金的持久寿命与热处理态相比,稍有降低,抗拉强度有所提高。

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32Cr3MoVE钢的气体渗氮工艺

王会斌, 邱荣春, 陈葵, 刘香凝, 胡林森, 胡云波, 黄俊琼

金属热处理 2021, 46 (9): 153-158. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.028

摘要（70）

PDF （616KB）（35）

为提高32Cr3MoVE钢工件的硬度和耐磨性,对其渗氮工艺进行了研究。结果表明:渗氮过程中采取较低的渗氮温度及较低的氮势,可以有效控制白亮层深度及避免产生粗大的合金氮化物,但渗氮速度较慢;通过氮势门槛值控制的渗氮方法,在渗氮前期可以适当提高氮势,随着渗氮时间的增加,逐步多段地降低氮势,使实际氮势始终维持在氮势门槛值的附近,此方法在保证渗氮速度的同时,能有效控制32Cr3MoVE钢渗氮后的白亮层深度及抑制脆性相的生成;最后通过工艺试验加以验证,得出适合32Cr3MoVE钢的氮势门槛值控制的气体渗氮热处理工艺。

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脉冲磁场处理对7075铝合金性能及组织的影响

师亚洲, 逯广平, 高翌, 廖承志, 杨屹

金属热处理 2021, 46 (9): 159-163. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.029

摘要（83）

PDF （610KB）（34）

采用脉冲磁场对7075铝合金进行了磁处理,并使用室温拉伸、SEM、TEM和XRD等测试手段对比研究了7075铝合金脉冲磁场处理前后的力学性能及显微组织。研究发现,峰值强度为2 T和3 T的脉冲磁场会增大合金的微观应变,促进晶粒择优取向由(200)晶面转变为(111)晶面,但脉冲磁场对合金的拉伸性能无明显影响;峰值强度为1 T的脉冲磁场能够显著促进合金内部小尺寸第二相的回溶,减弱晶界沉淀相的连续性,增加晶界无沉淀析出带的宽度,可在不降低7075铝合金材料强度的情况下提高该材料的塑性。

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热处理温度对冷变形Inconel625合金管组织及性能的影响

秦兴文, 王坤, 佴启亮, 杜雷

金属热处理 2021, 46 (9): 164-169. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.030

摘要（56）

PDF （614KB）（45）

通过金相分析、拉伸试验、硬度试验以及硝酸腐蚀试验,研究了热处理温度对Inconel625合金管组织、力学性能和腐蚀性能的影响。结果表明:热处理后合金组织基本为等轴晶,随着温度的升高,晶粒长大速率呈先慢后快的趋势,且晶粒长大激活能为144.14 kJ/mol;Inconel625合金管的抗拉强度、硬度随着热处理温度的升高而减小,且在960~1160 ℃温度范围内,抗拉强度、硬度与晶粒尺寸关系满足Hall-Pecth关系式。随温度的升高,Inconel625合金管的断裂方式由解理断裂向韧性断裂转变,晶间腐蚀速率呈先下降后平稳的趋势。温度在1080 ℃附近时,硬度与伸长率曲线出现交点,腐蚀速率平稳,为最佳热处理温度。

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超声清洗在网带炉中的应用

刘毅, 尚召华, 付洪聚, 王永强

金属热处理 2021, 46 (9): 170-172. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.031

摘要（81）

PDF （610KB）（50）

金属零件在渗碳前需要表面干净,但现有网带炉的前清洗效果不佳。为改善网带炉前清洗的去油去污效果,在网带炉前清洗安装超声波清洗装置。根据前清洗的尺寸结构和超声清洗的特点,设计了超声清洗的功率、频率、安装方式。结果证明,增加超声清洗装置后,零件清洗效果得到改善,零件热处理后渗层厚度更加均匀。

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不同固溶冷速GH4096高温合金在高温蠕变测试中γ′相的演变行为

卢毓华, 王海舟, 付锐, 李福林, 李冬玲, 黄丹琪, 蔡文毅

金属热处理 2021, 46 (9): 173-179. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.032

摘要（112）

PDF （617KB）（26）

采用5种常见的冷却方式对析出强化型GH4096高温合金进行固溶冷却,分别制备了5种冷速下的标准尺寸涡轮盘挡板件。试样在700 ℃、690 MPa下进行高温蠕变测试,比较了5种冷却工艺下GH4096高温合金的性能。通过引入一种新颖的原位统计表征手段,以图像的形式跨尺度地实现了对合金材料中的强化相——一次、二次、三次γ′相的原位观察和统计定量分布观察,并比较和探讨了高温蠕变前后材料中γ′相形貌和尺寸分布的变化。结果表明:5种冷速方式得到的GH4096高温合金均展现较好的高温蠕变性能。5种工艺下的材料中γ′相分布密度为210~260个/μm²,经过高温蠕变测试以后,γ′相数量显著减少,γ′相分布密度降为150~200个/μm²。其中γ′相密度的降低,主要是由直径小于36 nm的γ′相减少所导致。

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Cu-0.5Cr-0.1Zr合金的热压缩变形行为

郭利平, 何学清, 阳代军, 黄元春, 王强

金属热处理 2021, 46 (9): 180-186. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.033

摘要（58）

PDF （618KB）（33）

通过热压缩试验研究了Cu-0.5Cr-0.1Zr合金在600~750 ℃/0.001~1.0 s^-1时的热变形行为。结果表明,Cu-0.5Cr-0.1Zr合金的高温流变应力,动态再结晶临界值和动态再结晶软化效应与变形温度和应变速率密切相关。利用Arrhenius方程计算了Cu-0.5Cr-0.1Zr合金的热激活能Q和Z参数,分别为244.94 kJ/mol、Z=ε·exp(244.94×10³/RT)。采用3种方法进行了动态再结晶临界值的计算,结果证明Poliak-Jonas准则具有最高的精度,并建立了动态再结晶临界值的本构方程。利用动态再结晶的净软化效应η值,讨论了热变形过程中动态再结晶的软化行为。最后,建立了Cu-0.5Cr-0.1Zr合金的热加工图,确定最佳的热加工参数为680~750 ℃,0.001~0.03 s^-1,并详细介绍了功率耗散系数与动态再结晶晶粒尺寸之间的关系。

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高合金化Al-9Zn-2Mg-2Cu-0.3Ce合金均匀化过程中的组织演变

张倩, 史丹丹, 李彩琼, 赵志国, 史先利

金属热处理 2021, 46 (9): 187-192. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.034

摘要（48）

PDF （618KB）（25）

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针显微分析(EPMA)、X射线衍射(XRD)以及差示扫描量热仪(DSC),研究了一种高合金化Al-9Zn-2.0Mg-2Cu-0.3Ce(质量分数,%)合金的铸态微观组织,以及其均匀化过程中微观组织的演变,获得了较优的单级均匀化工艺。结果表明:铸态时,合金晶粒内部枝晶网络发达,Zn、Mg、Cu元素偏聚严重,合金中主要的非平衡凝固相为T(AlZnMgCu) 相和θ(Al₂Cu)相。经过470 ℃×48 h均匀化热处理后,合金中的枝晶网络基本消除,凝固相T逐渐回溶至基体中,主要的残留相为耐高温相Al₂CuMg、Al₈Cu₄Ce和Al₇Cu₂Fe。扩散动力学分析表明,470 ℃退火48 h的单级均匀化工艺足以使合金中的非平衡相回溶至基体中。

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锯片基材75Cr1钢的热处理工艺及其组织性能

董绍明, 胡建文, 梁子玉

金属热处理 2021, 46 (9): 193-198. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.035

摘要（240）

PDF （610KB）（39）

研究了锯片基材75Cr1钢不同热处理工艺下的组织、晶粒度、碳化物分布以及力学性能。结果表明:780~840 ℃之间淬火,组织为细小的针片马氏体+少量残留奥氏体。随淬火温度升高,硬度略有升高,但均在63 HRC水平附近,晶粒度由10级降至8级,晶粒不均匀程度也更加明显;随回火温度升高,组织由回火屈氏体转变为回火索氏体,细小的颗粒状碳化物增多。800 ℃淬火+540 ℃回火,75Cr1钢组织为回火索氏体,细小碳化物弥散分布,硬度36.5 HRC,具有良好的强度和塑韧性匹配。

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模拟烧伤温度对TC4-DT钛合金组织与性能的影响

侯瑾睿, 张爽, 张毅, 张凌峰

金属热处理 2021, 46 (9): 199-204. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.036

摘要（67）

PDF （614KB）（32）

采用光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、显微硬度计和万能拉伸试验机等方法研究了飞机用TC4-DT钛合金材料在4种模拟烧伤温度(850、950、1050、1150 ℃)下的组织、强度、硬度和电阻的变化情况,并给出了快速烧伤检测的方法。结果表明:当模拟烧伤温度为850 ℃时,合金等轴组织主要由α相+少量β相组成,随着模拟烧伤温度改变为950 ℃时,等轴状组织发生粗化。当模拟烧伤温度为1050 ℃时,晶粒尺寸明显增大,组织逐渐变成片层状,并伴随着初生α相的减少、β相的增多以及次生α相的析出。且随着模拟烧伤温度改变为1150 ℃时,片层组织继续粗化。烧伤程度与合金的电阻、强度和硬度存在一定的线性关系,随着模拟烧伤温度的升高,材料的方阻值单调递增,抗拉强度随之递减,硬度值先降低后升高,故通过测量方阻的方法可以快速确定材料的烧伤程度。

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逆转变奥氏体稳定性对中锰钢强韧性的影响

齐祥羽, 严玲, 李广龙, 李文斌, 杜林秀

金属热处理 2021, 46 (9): 205-210. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.037

摘要（80）

PDF （612KB）（27）

对淬火态中锰钢进行了不同温度的回火试验,研究了不同回火温度下逆转变奥氏体的含量和稳定性,及其对中锰钢强韧性能的影响。结果表明:当回火温度由630 ℃升高至670 ℃时,中锰钢室温组织中逆转变奥氏体体积分数由19%增加至42%,逆转变奥氏体稳定性不断降低;中锰钢的屈服强度由750 MPa降低至565 MPa,抗拉强度由845 MPa升高至970 MPa, -60 ℃冲击吸收能量由116 J减小至75 J。高体积分数、低稳定性的逆转变奥氏体会降低中锰钢的屈服强度,但会提高中锰钢的加工硬化能力。在冲击载荷作用下,组织中的逆转变奥氏体发生相变诱导塑性(Transformation-induced plasticity, TRIP)效应,显著提高裂纹形成功和裂纹扩展功,是中锰钢主要的韧化机制。

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基于铁素体轧制工艺低碳铝镇静钢板r值降低原因分析

蒙曰睿, 赵贤平, 周博文

金属热处理 2021, 46 (9): 211-215. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.038

摘要（60）

PDF （619KB）（26）

某钢厂试开发基于铁素体轧制工艺的SPCC板,经热轧-冷轧-罩式退火工序后对样品进行性能检测,发现与传统奥氏体轧制工艺相比,该工艺路径下的产品各项力学性能指标均有不同程度下降,且r值有明显降低。对两种工艺路径的热轧板和冷轧退火成品板进行了组织和织构的对比分析,且提出了改进措施。结果表明:铁素体轧制工艺中热轧精轧温度过高,形成两相区轧制,得到粗大F+纤维状F的不均匀室温组织,从而导致冷轧退火板中存在较高强度{001}<110>织构组分,是导致最终产品r值降低的主要原因。

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AlCrTaTiZrV高熵合金氮化物扩散阻挡层的制备及其热稳定性

李荣斌, 李珂, 蒋春霞, 张如林

金属热处理 2021, 46 (9): 216-222. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.039

摘要（64）

PDF （624KB）（28）

为研究氮气含量的变化对AlCrTaTiZrV高熵合金薄膜性能的影响,检验在最佳氮气含量下厚度为15 nm的(AlCrTaTiZrV)N扩散阻挡层的热稳定性。采用直流磁控溅射设备在N型Si(111)基底上溅射不同氮气含量的高熵合金氮化物;选取最佳氮气含量为制备条件,在硅基底上沉积15 nm厚的AlCrTaTiZrVN₁₀高熵合金氮化物为扩散阻挡层,并在阻挡层顶部沉积50 nm厚度的Cu膜,最终形成Si/AlCrTaTiZrVN₁₀/Cu三层堆叠结构。利用真空退火炉将Si/AlCrTaTiZrVN₁₀/Cu薄膜体系在500 ℃下进行不同时间的退火处理,用以模拟恶劣的工作环境。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)及四探针电阻测试仪(FPP)对试样的表面形貌、粗糙度、物相组成及方块电阻和进行表征。试验结果为:当氮气含量低于10%时,高熵合金氮化物薄膜为非晶结构。当氮气含量为20%时,高熵合金氮化物薄膜呈现FCC结构,并随着氮气含量的增加,薄膜的结晶性得到提高。薄膜表面的粗糙度在氮气含量为10%时最低,R_a仅为0.124 nm。三层堆叠结构500 ℃退火8 h后,Cu表面发生团聚,薄膜的方阻维持在较低的0.070 Ω/□,且并未发现Cu-Si化合物。厚度为15 nm的非晶结构AlCrTaTiZrVN₁₀薄膜在500 ℃退火8 h后,依旧可以抑制Cu的扩散,表现出了优异的热稳定性及扩散阻挡性能。

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Cr12MoV钢表面激光熔覆Ni/Ni-WC梯度涂层的组织与耐磨性能

李礼, 叶宏, 刘越, 佘红艳, 屈威, 沈大臣, 陈梨

金属热处理 2021, 46 (9): 223-228. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.040

摘要（84）

PDF （613KB）（32）

利用脉冲Nd:YAG激光器在Cr12MoV模具钢表面熔覆了Ni/Ni-WC梯度涂层,通过X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪、高速往复摩擦磨损试验机以及白光干涉仪研究了梯度涂层的物相组成、耐磨性能和磨损形貌。结果表明:梯度涂层Ni60A+35%WC耐磨层物相主要由γ-(Ni, Fe)固溶体、WSi₂相以及多种碳化物等硬质相组成。梯度涂层间以及涂层与基体间没有裂纹和气孔等缺陷生成,在界面处表现为良好的冶金结合。Ni60A+35%WC耐磨层平均显微硬度约为基体的1.7倍,Ni/Ni-WC耐磨涂层的磨损机理主要为疲劳磨损和磨粒磨损,基体的磨损机理主要为粘着磨损和磨粒磨损。

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搭接率对TC4表面Ni60A熔覆层组织性能的影响

龚玉玲, 武美萍, 崔宸, 缪小进

金属热处理 2021, 46 (9): 229-233. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.041

摘要（81）

PDF （612KB）（23）

利用激光熔覆同轴送粉技术,在TC4钛合金表面制备了多道搭接的Ni60A激光熔覆层。利用SEM、硬度测试及摩擦磨损试验,对多道搭接率(30%、40%、50%、60%和70%)下熔覆层的组织性能进行了分析。结果表明:搭接率对Ni60A熔覆层的组织性能影响较大,搭接可实现涂层的二次加热,当搭接率为50%时,涂层中硬质相TiC的尺寸增大,TiNi的含量增多,可有效提升涂层的硬度,抵抗对磨小球剪切力,其表面不易被破坏,涂层的表面较为光滑,可极大程度降低涂层的摩擦因数。当搭接率为30%时,晶粒无法充分吸收激光能量,导致晶粒尺寸较小;当搭接率过高时,涂层中的B、C、Ni等元素会随着过烧而稀释,导致涂层的增强元素流失,降低了涂层的力学性能,因此,Ni60A熔覆层最适宜的搭接率为50%。

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添加CeO₂对铝合金表面激光熔覆铝钛熔覆层性能的影响

缪小进, 夏思海, 武美萍, 俞经虎, 赵子硕, 崔宸, 张春雷

金属热处理 2021, 46 (9): 234-240. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.042

摘要（81）

PDF （615KB）（24）

利用激光熔覆技术,研究稀土氧化物CeO₂的添加对铝钛复合熔覆层性能的影响。首先分析了搭接率对熔覆层微观组织、显微硬度及摩擦磨损性能的影响,然后在40%搭接率的条件下,研究了CeO₂的添加量对熔覆层性能的影响。结果显示,当搭接率为40%时熔覆层的各项性能最佳,显微硬度为284.82 HV0.3,相比基体提高了106%;摩擦因数为0.440,相比基体降低了32%;磨损率也降到了0.0105 mm³·N^-1·m^-1;CeO₂的添加使晶粒得到了细化,熔覆层的显微硬度和耐磨性都得了很大程度的提升,当CeO₂的添加量为8%时,熔覆层整体性能最佳,显微硬度为305.58 HV0.3,相比未添加CeO₂的情况下又提高了7.3%;摩擦因数与未添加前相差不大,但磨损率仅有0.0087 mm³·N^-1·m^-1,相比未添加CeO₂的情况下又降低了17%。

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阳极氧化法构筑的铝基超疏水表面及其耐蚀性能

庄明塔, 徐睿思, 刘灿森, 揭晓华

金属热处理 2021, 46 (9): 241-246. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.043

摘要（58）

PDF （612KB）（23）

通过接触角测量仪、扫描电镜、红外光谱、电化学工作站对经阳极氧化及低表面能物质修饰相结合处理的7075铝合金的表面的形貌、化学成分和耐蚀性能进行了表征。结果表明:阳极氧化法构筑的珊瑚状微纳结构和低表面能十四酸的协同效应赋予了7075铝合金表面超疏水性能。当草酸浓度40 g/L、电流密度20 A/dm²、阳极氧化时间10 min时,获得的铝合金超疏水表面接触角最大,为152°,耐蚀性能最好,腐蚀速率比铝合金基体降低了4个数量级,同时具有优异的防污和自清洁性能。

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激光冲击对690高强钢表面完整性的影响

曹晨, 黄春玲, 曹宇鹏, 杨阳, 杨聪

金属热处理 2021, 46 (9): 247-251. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.044

摘要（60）

PDF （621KB）（28）

为研究激光冲击处理对690高强钢表面完整性的影响,采用不同功率密度的脉冲激光冲击690高强钢试样,借助光学轮廓仪、X射线应力仪、硬度计和透射电镜,测试分析激光冲击前后690高强钢试样的表面三维形貌、硬度、残余应力和微观组织的变化。结果表明:不同功率密度的激光冲击后,690钢的表面粗糙度增大;随着激光功率密度的增加,试样表面轮廓的最大高度R_y从1.814 μm增至3.247 μm。不同功率密度的激光冲击后,试样残余应力均值由－122 MPa增加至－296 MPa,显微硬度的均值由277 HV0.1 增加至355 HV0.1。与未进行激光冲击强化试样相比,激光冲击处理使690高强钢试样表层晶粒不断细化,且功率密度越大表层晶粒尺寸越小。

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激光工艺参数对Ni60/WC涂层裂纹率及组织的影响

周建波, 张晶, 张蕾涛, 李海涛, 樊帅奇, 徐金富

金属热处理 2021, 46 (9): 252-257. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.045

摘要（60）

PDF （623KB）（25）

采用单因素试验,依次改变激光功率(P)、扫描速度(v)、搭接率(O)和送粉量(Q),研究了各参数对Ni60/WC涂层裂纹率和组织的影响,并借助能谱仪和X射线衍射仪分析了涂层的相组成及元素分布。结果表明:Ni60/WC涂层裂纹率与P成正比,与v成反比,在合适的P、v下,O和Q对裂纹率的影响不明显;涂层与基体均能形成良好的冶金结合,各参数对晶体生长方式无明显影响,整个熔池从底部到顶部依次是平面晶区、胞状晶区、较细小枝晶区和细小等轴晶区;晶粒度主要由冷却速度ε决定,晶粒度与P成正比,与v和O成反比,但随着Q的增加,晶粒度先减小后增大;Ni60/WC涂层主要由γ-(Fe, Ni)、W₂C、Fe₃W₃C、M₇C₃、M₂₃C₆及Ni₄W等物相组成,其中WC部分以颗粒形式存在,起到第二相强化的作用,部分与熔池中的Fe、Ni等元素形成合金碳化物,在晶界上以网状析出,起到晶界强化的作用。

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TD3钛合金离子渗氮层的摩擦磨损性能

李景阳, 王文波, 秦林, 贺龙宾, 剌玲敏, 张建林, 段星路

金属热处理 2021, 46 (9): 258-261. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.046

摘要（66）

PDF （617KB）（24）

采用等离子表面渗氮技术对TD3合金进行渗氮处理,并对渗氮层显微组织、相组成及硬度进行检测。对渗氮前后TD3合金分别进行常温(25 ℃)及600 ℃的摩擦磨损试验,分析摩擦温度对其摩擦因数、磨痕形貌及磨损率的影响;结果表明,离子渗氮处理后TD3合金表面形成一定厚度的氮化物层,氮化物层在降低摩擦因数的同时,显著降低了TD3合金的磨损率,温度由25 ℃升至600 ℃时,磨痕形貌变化较大,摩擦因数及磨损率也有一定幅度的增加。

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耐磨钢NM400冷弯开裂分析

吴昊, 邓想涛, 李成儒, 隋轶, 张涛, 纪汶伯, 王昭东

金属热处理 2021, 46 (9): 262-267. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.047

摘要（87）

PDF （613KB）（39）

厚度为20 mm的NM400钢板在冷弯过程中开裂。从冷弯工艺参数、材料拉伸性能、显微组织及夹杂物类型、尺寸分布对NM400钢板开裂原因进行了分析。结果表明:NM400钢板冷弯开裂主要由钢板中微米级TiN夹杂物引起。冷弯变形过程中,夹杂物与基体界面处应力集中,导致微裂纹在界面处形核并扩展,最终导致冷弯断裂。通过降低N含量至4×10^-5以下,耐磨钢NM400冷弯过程中无裂纹产生。

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38CrMoAlA钢传动主轴失效分析

徐祺昊, 杨礼林, 夏明, 秦晨, 耿振岳, 姜亚君, 赵莉萍

金属热处理 2021, 46 (9): 268-272. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.048

摘要（62）

PDF （614KB）（41）

借助光谱仪、蔡司光学显微镜和洛氏硬度计等分析手段对38CrMoAlA钢主轴失效件的化学成分、非金属夹杂物、断口裂纹形貌、显微组织和硬度进行检测与观察,分析并讨论了造成该工件裂纹产生的影响因素。结果表明:38CrMoAlA钢主轴的化学成分、硬度、渗氮层、非金属夹杂物、带状组织均符合标准要求;显微组织晶粒粗大,为贝氏体+珠光体,非预期使用态组织(回火索氏体),故工件硬度高、内应力较大、脆性较大,在应力的作用下易产生裂纹,导致脆性断裂失效。

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风电内齿圈感应淬火的数值模拟及验证

叶小飞, 张文, 米艳军, 朱百智, 张玉锁, 易亮, 黄振建

金属热处理 2021, 46 (9): 273-278. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.049

摘要（83）

PDF （614KB）（49）

基于电磁-热-组织-应力耦合模型,对风电齿圈感应淬火过程的温度、组织和应力进行了数值模拟,同时采用硬化轮廓对比和硬度检测验证了仿真的可靠性。根据Maxwell方程和Fourier定律计算了齿圈表面加热和淬火过程的温度场,根据等转换法和K-M方程计算了齿圈表面组织转变过程和齿圈最终硬化轮廓。最后根据热-弹塑性模型计算了齿圈感应淬火后的整体残余应力分布。结果表明,对于温度变化,同一截面齿根温度最高,齿顶温度最低,齿面温度介于两者之间。对于淬火后的组织分布,起始端和终止端的齿廓处硬化层较厚,齿根和齿顶位置的硬化层厚度略小,但中间位置的硬化层分布均匀。对于残余应力分布,齿根处轴向应力从起始端到终止端为压应力-拉应力-压应力分布,切应力从起始端到终止端也为压应力-拉应力-压应力分布;齿廓处轴向应力为压应力状态,从起始端到终止端呈中间小两端大分布,切向应力为压应力状态,从起始端到终止端呈逐渐减小分布。

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铝合金大型锻件淬火过程的有限元模拟

于春鹏, 王立强, 汤贞涛, 陈丽丽

金属热处理 2021, 46 (9): 279-283. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.050

摘要（99）

PDF （615KB）（59）

采用Deform V11有限元软件,计算了T形7N01铝合金锻件的表面综合换热系数,仿真模拟了锻件淬火过程中的温度场、应力场与形变位移变化规律,分析了温度与热应力对锻件淬火形变的影响与作用机制。结果表明,淬火初期因温度梯度(最大温差达225 ℃)与热应力巨大差异,锻件肋板一侧在淬火时间为10 s时产生了最大程度的弹性与塑性变形,远大于无肋一侧,弯曲曲率增大;淬火中期锻件主要发生弹性形变,厚度大的肋板一侧收缩变形加剧,曲率变小,50 s时锻件基本不再变形;淬火后期阶段热应力趋于零,锻件冷却产生微量弹性形变,淬火结束后,锻件整体产生趋向肋板一侧的塑性弯曲变形,曲率半径大于加热前。

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高性能金属材料高能电脉冲处理工艺研究进展

鲁岩娜, 龙佳慧, 姜雁斌, 刘新华

金属热处理 2021, 46 (10): 1-11. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.001

摘要（86）

PDF （631KB）（65）

电脉冲处理是一种周期式高能量非平衡输入方式的新型热处理方法,本文重点介绍了电脉冲处理工艺对金属材料再结晶、相变和非晶晶化等影响。从材料热力学和动力学的角度出发,阐述了电脉冲降低材料热力学能垒和加速原子扩散的作用机制,揭示了电脉冲诱发快速再结晶、相变和非晶纳米晶化的机理。电脉冲处理技术有利于金属材料组织结构优化控制和性能提升,在高性能金属材料制备与加工行业中具有广阔的应用前景。

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0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢的连续冷却相变动力学

宋逸思, 李传维, 陈益华, 李克, 胡海鹏, 顾剑锋

金属热处理 2021, 46 (10): 12-17. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.002

摘要（65）

PDF （561KB）（46）

采用显微组织表征和硬度测试研究了0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢连续冷却转变动力学和显微组织演化规律。结果表明:0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢在1100 ℃×60 min奥氏体化条件下,以0.5~100 ℃/s的速度冷却时仅发生马氏体转变,马氏体相变的开始温度(Ms)约为212 ℃,结束温度(Mf)约为25.3 ℃,组织均为板条马氏体,硬度约为371 HV。冷却速率的变化对相变温度、室温组织和硬度无显著影响。采用K-M方程描述马氏体相变过程,其相变动力学参数α约为0.0317。

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薄带连铸3.4%Si无取向硅钢的组织、织构演变及性能

王志磊, 车尚峰, 侯迪文, 方烽, 张元祥, 王洋, 张晓明

金属热处理 2021, 46 (10): 18-25. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.003

摘要（70）

PDF （563KB）（33）

基于薄带连铸技术,采用单阶段冷轧和两阶段冷轧工艺分别制备了0.35 mm和0.20 mm高牌号无取向硅钢,利用EBSD、XRD等检测手段分析了无取向硅钢制备全流程的组织和织构演变。研究表明,薄带连铸制备的铸带以粗大柱状晶为主,且具有较强λ纤维织构,取向密度达到4.76,无γ织构。正火处理后部分等轴晶粒长大,织构类型没有明显变化。单阶段冷轧板以α织构为主,经退火后再结晶织构以均匀λ织构和γ织构为主,强点为{001}<120>,取向密度为5.41。两阶段冷轧板以λ织构和γ织构为主,剪切变形明显。再结晶退火后组织相对粗大,且形成了较强的Cube织构,取向密度为6.45。得益于初始有利织构的遗传,试验钢具有高磁感、较高强度优势,且铁损值达到常规流程相当水平。0.35 mm退火板B₅₀达到1.77 T,P_1.0/400为20.78 W/kg。0.20 mm退火板B₅₀为1.70 T,P_1.0/400达到13.74 W/kg,高频铁损优势明显。两种规格无取向硅钢屈服强度均超过415 MPa,伸长率超过15%。

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冷轧与时效工艺对2205双相不锈钢σ相析出的影响

袁傲明, 李晶琨, 高晓丹, 任学平

金属热处理 2021, 46 (10): 26-30. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.004

摘要（120）

PDF （556KB）（32）

对1050 ℃固溶处理后的2205双相不锈钢在650~1000 ℃下时效处理,利用金相显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观测不同工艺条件下σ相析出规律,绘制了σ相析出TTP曲线图,描述了σ相析出特征。结果表明:时效初期,σ相优先在铁素体与奥氏体相界处形核,随着时效温度的升高和时效时间的增加,σ相不断长大、粗化并向铁素体基体内延伸;时效时间越长,析出相越多,时效时间相同时,当温度达到850 ℃,析出量达到最大值,之后随着温度的升高而降低。σ相析出温度范围为650~950 ℃,析出鼻尖温度为850 ℃,轧制变形量增加,σ相析出速度加快,但并不影响其析出的鼻尖温度。

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Nb对20CrMo齿轮钢渗碳层深度和硬度的影响

张伟, 谌康, 李慧超, 王毛球

金属热处理 2021, 46 (10): 31-33. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.005

摘要（109）

PDF （557KB）（29）

通过对比分析含Nb和不含Nb的20CrMo钢在不同渗碳温度(950、1000、1050和1100 ℃)和时间(2、4和8 h)下的渗碳层深度和显微硬度,分析Nb微合金元素对渗碳过程中碳扩散速度和最终渗碳质量的影响。结果表明:在渗碳温度≤1000 ℃时,相同渗碳时间条件下,添加0.032%Nb的20CrMoNb钢渗碳件的渗碳层深度与20CrMo钢基本接近,有效渗碳层的最大硬度差值在10~50 HV0.2,Nb的添加对渗碳层深度和硬度影响较小;当渗碳温度＞1000 ℃时,添加Nb会降低有效渗碳层深度和硬度。

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加热温度对高Nb-Ti新能源汽车用无取向硅钢第二相固溶行为的影响

刘阳, 金自力, 任慧平, 汲霖

金属热处理 2021, 46 (10): 34-38. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.006

摘要（57）

PDF （556KB）（23）

利用差示扫描量热分析(DSC)、等离子体质谱仪、透射电镜对新能源汽车无取向硅钢不同加热温度下的第二相固溶情况进行了研究。结果表明,加热至1076.2 ℃时,试验钢发生明显相变。在保温40 min的条件下,随着加热温度的升高,Nb、Ti元素固溶量逐渐增加,析出量相应减少,并发现析出物多为(Nb,Ti)C复合型析出。不同加热温度下,析出物平均尺寸有所不同,且随试验温度升高呈上升趋势。

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等温处理对挤压态AZ80A镁合金半固态组织的影响

段兴旺, 李鹏, 李凯

金属热处理 2021, 46 (10): 39-44. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.007

摘要（63）

PDF （556KB）（47）

采用应变诱发熔化激活法(SIMA)工艺制备了AZ80A镁合金半固态坯料,研究了保温温度和保温时间对半固态组织的影响。结果表明:随着保温温度的升高和保温时间的增加,AZ80A镁合金的平均晶粒尺寸与液相率都呈上升趋势,形状因子呈先增大后减小的趋势。半固态组织由α-Mg晶粒、Al、Zn元素富集形成的晶界处液相和晶内“小液池”组成,其组织演变分为初始晶粒合并长大,晶粒球化、彼此分离,最终合并粗化3个阶段。采用该种方法制备AZ80A镁合金半固态坯料时合适的保温温度为550 ℃、保温时间为45 min,此时半固态组织的平均晶粒尺寸、形状因子和液相率分别为89 μm、0.795和26.7%。

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热处理对增材制造316L不锈钢组织各向异性的影响

董智豪, 郑志军, 彭乐

金属热处理 2021, 46 (10): 45-52. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.008

摘要（70）

PDF （559KB）（34）

以选区激光熔化(SLM)制备的316L不锈钢为研究对象。首先对打印件的孔隙率、微观组织进行了表征,然后探究了热处理对组织各向异性及硬度的影响规律。结果表明,打印件的体积孔隙率和面孔隙率均较低,均在1%以下,二者之间没有明显差别;对于垂直打印方向的XY面,主要由互成67°交叉的条状微熔池组成,条状微熔池中包含柱状和胞状两种组织,前者主要位于熔池边界,长约几十微米、宽约400 nm,后者主要位于熔池中心位置,尺寸约400 nm;对于平行于打印方向的YZ面,熔池主要呈扇状,扇状熔池内部也包含柱状和胞状两种组织,但分布更加复杂,其中柱状组织贯穿多层熔池生长,XY面与YZ面在微观组织上存在着明显的各向异性。适当的热处理工艺可有效改善组织的各向异性, XY面在800 ℃×2 h热处理后基本可以实现均匀化,而YZ面在900 ℃×2 h处理后才达到均匀化。拥有微纳尺寸结构的增材制造件拥有比传统零件更高的硬度。此外,热处理可使不同方向上的硬度下降,但垂直打印方向上的硬度下降幅度更大。

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FeCoNiSiB非晶合金感生各向异性对磁性能的影响

刘天成, 潘贇, 李广敏, 敫立国, 崔克胜

金属热处理 2021, 46 (10): 53-57. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.009

摘要（78）

PDF （569KB）（26）

研究了恒温张力退火和横磁退火工艺对FeCoNiSiB非晶合金各向异性及磁性能的影响。结果表明,合金经恒温张力退火后表现出高直流偏置性能和高损耗的特点,而经横磁退火后具有优异的综合软磁性能,即具有高直流偏置能力的同时具有低损耗的特点。其中,恒温张力退火过程中提高退火温度时合金直流偏置能力增加,550 ℃下张力退火5 min的直流偏置场强度H_0.98为195 A/m,对应的损耗值P_cm为7255 W/kg;而经450 ℃横磁退火后,合金直流偏置场强度H_0.98可达374 A/m,对应的损耗值P_cm仅为200 W/kg。除此之外,经恒温张力退火和横磁退火后FeCoNiSiB非晶合金内部均形成180°条形磁畴结构,但其磁化矢量方向分别平行和垂直于磁化方向。

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硼含量对Fe₂B-Mo₂FeB₂基金属陶瓷微观组织与性能的影响

魏祥, 彭广威, 鱼宏斌, 刘宝刚, 汪力, 孔令男

金属热处理 2021, 46 (10): 58-64. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.010

摘要（58）

PDF （614KB）（23）

采用真空烧结工艺制备了4种不同硼含量的Fe₂B-Mo₂FeB₂基金属陶瓷,研究了硼含量对金属陶瓷烧结特性、微观组织与力学性能的影响规律。结果表明,所有试样主要由Fe₂B相、Mo₂FeB₂相和Fe₃B相组成;随着硼含量的增加,烧结过程中形成的液相L1含量逐渐减少,金属陶瓷的最佳烧结温度逐渐升高;并且金属陶瓷的硬度和横向断裂强度也都呈增大的趋势,其中硬度和横向断裂强度的最大值分别为88.52 HRA和685.74 MPa;Mo₂FeB₂相与Fe₃B相(或Fe₂B相)的复合组织在断裂过程中延长裂纹扩展路径,并且长棒状的Mo₂FeB₂相从Fe₃B相(或Fe₂B相)中的拔出都有助于金属陶瓷横向断裂强度的提高。

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热处理工艺对G115钢铸件组织与性能的影响

刘心阳, 陈正宗, 周芸, 包汉生

金属热处理 2021, 46 (10): 65-73. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.011

摘要（73）

PDF （556KB）（27）

以均匀化退火后的G115钢铸件为对象,研究了不同正火+回火工艺处理对其显微组织及力学性能的影响,其中正火工艺分别为1070 ℃×1 h,AC和1100 ℃×1 h,AC,回火工艺分为一次回火(780 ℃×3 h,AC)和两次回火(780 ℃×3 h,AC+750 ℃×3 h,AC)。结果表明:随着正火温度的上升,G115钢铸件的室温强度和650 ℃高温强度均有所上升,而韧性有所下降,塑性无明显变化;随着回火次数的增加,G115钢的室温强度和650 ℃高温强度均有所降低,韧性和塑性无明显影响。正火+回火处理后G115钢铸件中的析出相主要有Laves相、M₂₃C₆以及MX(NbC、VN)相,冲击断口形貌呈解理或准解理断裂特征。随着正火温度升高,马氏体板条块(Block)宽度有所增加,排列相对整齐。原奥氏体晶粒尺寸是G115钢室温强度贡献值中晶界强化量的有效晶粒尺寸。推荐的热处理制度为1100 ℃×1 h(AC)正火+780 ℃×3 h(AC) 回火。

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固溶和时效处理对高锰低镍不锈钢组织与性能的影响

唐鹏, 于凤洋, 赵艳君, 胡治流, 隆正良

金属热处理 2021, 46 (10): 74-80. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.012

摘要（87）

PDF （553KB）（26）

以新型高锰低镍不锈钢为研究对象,研究了不同固溶和时效处理温度对其组织和性能的影响。结果表明,退火态和固溶态高锰低镍不锈钢均为单一奥氏体组织,随着固溶温度的提高,晶粒不断长大,析出物不断溶入材料基体,使材料强度和硬度不断降低,1050 ℃固溶处理后析出物基本上已全部固溶,此时抗拉强度为1016 MPa,伸长率和断面收缩率分别为67.43%和53.6%,此时塑性最好,故高锰低镍不锈钢的最佳固溶温度为1050 ℃。固溶+时效处理后高锰低镍不锈钢中的析出物主要为Cr的碳氮化物和Mn的硫化物,在750 ℃时效处理后析出物含量达到峰值,强度和硬度达到最高,故750 ℃为其最敏感析出温度。超过750 ℃析出物数量减少,850 ℃时材料塑性最好。

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深冷处理对H13钢组织和热疲劳性能的影响

张旭, 何文超, 魏鑫鸿, 李俊, 郭涵, 李绍宏

金属热处理 2021, 46 (10): 81-85. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.013

摘要（107）

PDF （551KB）（35）

采用OM、SEM、TEM、XRD、显微硬度计以及热疲劳试验机等方法研究了深冷处理对H13型热作模具钢的组织和性能的影响,并与常规淬回火工艺进行了对比分析。结果表明,在常规的淬回火工艺的基础上增加深冷处理有利于细化试验钢的晶粒组织并促进残留奥氏体向马氏体转变。此外,在深冷处理的条件下马氏体晶格由于在极低温易发生收缩而促使碳原子在位错等缺陷处偏聚,回火过程中以碳化物的形式析出。这些析出的大量细小弥散分布的碳化物可钉扎位错,对热循环引起的应力集中起到一定的缓解作用,减缓降低热疲劳裂纹扩展速率。且深冷处理后细小弥散分布的碳化物析出降低了H13钢热疲劳过程中碳化物长大速率,减少了热疲劳裂纹的数量,从而提高热疲劳性能。

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二级时效温度对7B04-T74铝合金薄板组织及性能的影响

姚泽, 钟立伟, 卢影峰, 冯朝辉, 陈军洲

金属热处理 2021, 46 (10): 86-91. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.014

摘要（78）

PDF （552KB）（25）

采用光学显微镜、透射电镜组织分析手段和室温拉伸、电导率、剥落腐蚀、疲劳极限性能测试方法,研究了二级时效温度对7B04-T74合金2 mm厚薄板组织与性能的影响。结果表明:二级时效温度由165 ℃逐渐升高至175 ℃时,7B04-T74合金晶粒组织特征没有明显变化,晶内析出相数量减少且尺寸增加,晶界析出相粗大且断续分布;7B04-T74态铝合金薄板的室温拉伸抗拉强度、屈服强度明显降低,其伸长率无明显变化,电导率明显提升,剥落腐蚀级别无明显变化趋势。通过对比不同二级时效温度下7B04铝合金的组织与性能测试结果可知,7B04合金2 mm厚薄板由退火状态到T74状态的最优二级时效温度为173 ℃。

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时效温度对TB15钛合金组织和力学性能的影响

李明祥, 胡生双, 陈素明, 肖君, 张颖云, 张兵宪, 徐勇

金属热处理 2021, 46 (10): 92-95. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.015

摘要（75）

PDF （556KB）（23）

利用光学显微镜、扫描电镜和拉伸试验机等研究了不同时效温度对固溶态TB15钛合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:随着时效温度从520 ℃升高到540 ℃,TB15钛合金的拉伸强度和屈服强度先增加后减小,在530 ℃时效处理后可以获得最高的抗拉强度和屈服强度;时效处理后合金塑性偏低,其变化规律与强度相反。在断裂韧性方面,随着时效温度的上升,TB15钛合金的断裂韧性逐渐提高。固溶态TB15钛合金经不同温度时效处理后,析出大量的次生α片层相,等轴β组织转变为片层α和β转变组织。

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基于CCD的多级时效工艺对6061铝合金性能的影响

段伟, 简思聪, 伍超群, 肖永通, 卢凤池, 李雨, 胡子建, 明亮

金属热处理 2021, 46 (10): 96-100. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.016

摘要（53）

PDF （569KB）（21）

采用中心组合设计(Central composite design, CCD)试验方法对选定温度下的6061铝合金固溶+双级时效处理工艺中的时间参数进行系统试验设计,结合力学性能测试结果得出时间参数与抗拉强度的可靠数学模型(r²=0.9078)。通过模型计算及方差分析结果可知二级时效时间对抗拉强度的影响十分显著且与抗拉强度呈负相关关系。据此得出最佳热处理工艺为550 ℃×108 min固溶+180 ℃×246 min峰时效+220 ℃×3 min二级时效,该工艺下6061铝合金的抗拉强度值为345 MPa,断后伸长率为13.5%。

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固溶处理时间对Al-5.7Zn-0.7Mg铝合金型材组织及压溃性能的影响

潘仁杰, 陈康敏, 郭辉, 范世通

金属热处理 2021, 46 (10): 101-107. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.017

摘要（58）

PDF （652KB）（22）

对汽车用Al-5.7Zn-0.7Mg铝合金薄壁型材进行了470 ℃不同时间的固溶处理和双级时效处理,采用光学显微镜(OM)、EBSD测试、轴向静态压缩试验和室温拉伸试验等方法研究了晶粒组织和再结晶程度对其平均载荷(F_m)、峰值载荷(F_p)、吸能(U)等压溃性能的影响,同时分析了压溃变形特征和开裂原因。结果表明:随固溶时间的延长,铝合金型材的再结晶程度逐渐上升,强度逐渐下降,铝合金薄壁梁的峰值载荷、吸能及平均载荷也逐渐降低;在线水淬试样的峰值载荷和吸能分别为406 kN和33.3 kJ;经120 min固溶处理试样的压溃峰值载荷与吸能分别为359 kN和30.7 kJ,较在线水淬试样分别降低了11.5%和8.0%;当固溶较长时间时,铝合金试样再结晶程度显著升高,再结晶晶粒间一般为大角度界面,裂纹更易沿晶界扩展,试样更容易开裂。

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退火温度对21Cr-0.3Cu铁素体不锈钢组织性能的影响

尹鸿祥, 张倩, 吴毅, 张恒, 赵飒

金属热处理 2021, 46 (10): 108-111. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.018

摘要（86）

PDF （580KB）（21）

通过光学显微镜、拉伸试验及背散射电子衍射,研究了退火温度对21Cr-0.3Cu超纯铁素体不锈钢显微组织、力学性能、成形性能和微观织构的影响。结果表明,试验钢经970 ℃退火时,晶粒细小且均匀,组织处于完全再结晶状态。退火温度低于970 ℃时,再结晶不完全;退火温度高于970 ℃时,再结晶晶粒异常长大,这两种情况均出现混晶组织。试验钢在970 ℃退火时,综合力学性能最佳,抗拉强度为473 MPa,屈服强度为315 MPa,伸长率35.7%。随退火温度的升高,试验钢的平均塑性应变比r_m值先增加后减少。当退火温度达到970 ℃时,r_m可以达到最大值1.82。γ纤维织构密度变化趋势与r_m值一致,退火温度为970 ℃时,γ纤维增强明显,此时其取向密度达到最大值f(g)=20.56,成形性能最佳。

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正火工艺对420 MPa级海上风电用钢板组织及性能的影响

袁睿, 潘中德, 武会宾

金属热处理 2021, 46 (10): 112-116. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.019

摘要（64）

PDF （573KB）（32）

利用扫描电镜、激光共聚焦显微镜、室温拉伸、低温冲击测试等试验方法,采用了正火、强化正火、正火+400 ℃回火的热处理工艺,研究了不同正火工艺对420 MPa级海洋风电用钢板组织和性能的影响。结果表明:通过正火处理后,正火态试验钢的平均晶粒尺寸由轧态试验钢的8 μm细化至6 μm,带状组织得到改善,强度与低温冲击性能均得到提升,屈服强度提升至442 MPa,－50 ℃下的冲击吸收能达到120 J;通过正火+400 ℃回火处理后,平均晶粒尺寸为7 μm,虽然大幅度提升了钢的低温冲击性能,－50 ℃下的冲击吸收能量达到194 J,但是钢的屈服强度降低为422 MPa。强化正火后组织为铁素体+珠光体+少量贝氏体,平均晶粒尺寸为5.6 μm,屈服强度提升至460 MPa,断后伸长率和低温冲击吸收能量相较于正火后试验钢有所降低但仍能满足EN10025性能标准,达到强韧性的最佳匹配,是生产420 MPa级海上风电用钢的最佳热处理工艺。

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时效处理对Al-Mg-4.5Si-4.5Zn合金性能的影响

孙跃军, 仲丽, 崔泽文, 赵康培, 丁代存, 王雷

金属热处理 2021, 46 (10): 117-121. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.020

摘要（55）

PDF （577KB）（19）

在540 ℃×2 h水淬固溶处理的基础上,研究了时效处理对新型Al-Mg-4.5Si-4.5Zn合金性能的影响。结果表明:合金的硬度随时效温度的升高和时效时间的延长先增加后减小,在190 ℃时效2 h达到最大值135.1 HBW;抗拉强度随时效时间的延长先增加后减小,在190 ℃时效3 h时达到最大值390.12 MPa。根据综合性能确定Al-Mg-4.5Si-4.5Zn合金的最佳时效工艺为190 ℃×3 h。

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热处理对激光选区熔化制备Inconel 718合金组织和拉伸性能的影响

曾强, 吴颖, 肖辉进, 朱绍维

金属热处理 2021, 46 (10): 122-126. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.021

摘要（58）

PDF （573KB）（27）

采用激光选区熔化工艺(SLM)制备了Inconel 718合金,并对合金分别进行了1050 ℃×1 h固溶和1050 ℃×1 h固溶+720 ℃×8 h+620 ℃×8 h双级时效热处理。结合微观组织、拉伸性能和断裂特征分析,研究了热处理工艺对SLM制备的Inconel 718合金组织和力学性能的影响。结果表明:固溶处理后合金内Laves相溶解,位错密度显著降低,材料的强塑性匹配较打印态得到良好的改善。经过时效热处理后,γ′和γ″强化相析出使合金强度大幅度提高的同时,保留了一定的塑性。

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扫描间距对选区激光熔化IN718合金微观组织的影响

郑俊楠, 金头男, 方晓英, 马铁军, 李伟

金属热处理 2021, 46 (10): 127-132. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.022

摘要（57）

PDF （577KB）（22）

通过选区激光熔化(SLM)技术制备了IN718合金,利用X射线显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和电子背散射衍射等技术分析了IN718合金的致密性、相组成和晶粒形态以及取向关系。结果表明:SLM成形IN718合金的物相组成为面心立方结构的γ-Ni相与体心四方结构的γ″相,晶粒沿构建方向呈柱状晶。当激光扫描间距为100 μm时合金的致密度达到最高,当激光扫描间距为90 μm时,合金沿构建方向形成强<001>织构。

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提高Cr-Ni-Co-Mo马氏体时效不锈钢超低温韧性的热处理工艺

吉昱睿, 杨卓越, 谭红琳, 丁雅莉

金属热处理 2021, 46 (10): 133-136. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.023

摘要（98）

PDF （572KB）（25）

研究了改善Cr-Ni-Co-Mo马氏体时效不锈钢超低温韧性的热处理工艺,即1000 ℃固溶处理后分别进行600 ℃预保温+750 ℃低温固溶处理和一次或两次直接750 ℃低温固溶处理,分析了马氏体、残留奥氏体和逆转变奥氏体含量的变化以及室温和-196 ℃抗拉强度、-196 ℃缺口抗拉强度和冲击性能。结果表明:与常规热处理工艺相比,增加750 ℃低温固溶处理后试验钢中含有较多的残留奥氏体,再经500 ℃时效后可形成更多的逆转变奥氏体,更多的残留奥氏体/逆转变奥氏体含量起到韧化作用,可显著改善试验钢的超低温韧性。进一步对比分析表明,直接进行750 ℃固溶处理工艺过程相对简单,室温和-196 ℃抗拉强度最高,-196 ℃缺口抗拉强度也最高,且缺口敏感性较低,因此更具有优势。

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基于07MnNiMoDR钢热处理工艺窗口的热处理工艺

刘峰, 庞玉华, 罗远, 孙琦, 王海, 刘东

金属热处理 2021, 46 (10): 137-143. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.024

摘要（62）

PDF （575KB）（30）

研究了07MnNiMoDR钢淬火和回火制度与晶粒尺寸和多边形铁素体含量的关系,建立了淬火保温时奥氏体尺寸窗口和回火保温时多边形铁素体含量窗口,确定了更为精准的热处理工艺。结果表明:奥氏体晶粒尺寸随淬火温度的升高、保温时间的延长而变大,均匀性存在最佳区间,合理的淬火制度为加热温度(940±10) ℃保温(80±10) min;随回火温度升高,约650 ℃出现多边形铁素体,其含量随回火温度的升高、保温时间的延长而增加,合理的回火制度为:加热温度(665±5) ℃、保温时间(165±15) min。优选后最佳热处理工艺为940 ℃×80 min淬火和660 ℃×180 min回火,最终性能测试结果表明:伸长率、冲击吸收能量和屈服强度相比国标分别提升了40.88%、206.25%和12.1%。

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淬火工艺对H13E钢显微组织及力学性能的影响

艾云龙, 刘哲, 陈卫华, 朱振涛, 罗桂海, 梁炳亮

金属热处理 2021, 46 (10): 144-150. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.025

摘要（64）

PDF （573KB）（25）

H13E钢是通过调整合金元素对H13钢进行了一定的改性,研究了淬火工艺对H13E钢显微组织及力学性能的影响。结果表明:随着淬火温度的升高,奥氏体晶粒尺寸单调增加,从1020 ℃升高至1080 ℃时,平均奥氏体晶粒尺寸增长了约40 μm;硬度在1060 ℃达到最大值,为61.6 HRC,相较于传统H13钢硬度高3~5 HRC,同时冲击吸收能量可达16 J以上。当保温时间在20~50 min时,奥氏体晶粒增长速率较缓慢,平均奥氏体晶粒尺寸仅增长7 μm左右,同时硬度仅下降0.2 HRC左右。相同条件下油冷后H13E钢马氏体更细小,力学性能优于空冷后的H13E钢。考虑综合力学性能,H13E钢较佳淬火工艺为:1060 ℃保温20～30 min,油冷。

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单道次大变形冷轧及退火处理对2205双相不锈钢组织和性能的影响

郭宇, 陈吉, 杨美桐

金属热处理 2021, 46 (10): 151-154. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.026

摘要（60）

PDF （573KB）（36）

采用微观组织观察、X射线衍射分析、显微硬度及动电位极化曲线测量,研究了单道次大变形冷轧及退火处理对2205双相不锈钢组织和性能的影响。结果表明,单道次大变形冷轧引起晶粒沿轧制方向被严重拉长并明显破碎形成纤维状组织及高密度位错塞积,使试验材料的硬度显著提升约1.5倍,同时晶粒细化使得自腐蚀电流密度相对原始态试样降低了2%,在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性略微提高。冷轧态试样经500 ℃退火4 h后能使组织细化至约300 nm,耐蚀性明显提高,自腐蚀电流密度相对原始态降低了33%。当退火温度升高至700 ℃,位错在两相组织中湮灭程度不均匀,相界处会析出σ相,并使硬度进一步升高,但对耐蚀性不利,自腐蚀电流密度相对原始态下降了3%。

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电站辅机中12Cr2Mo1VR/20MnMoNb异种钢接头焊接及热处理

银润邦, 林宝森, 莫其鹏, 李志炜, 郑周, 谭宏, 陈建彬, 王炯铭

金属热处理 2021, 46 (10): 155-162. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.027

摘要（56）

PDF （573KB）（32）

针对电站辅机中的12Cr2Mo1VR/20MnMoNb异种钢接头,通过研究接头特征、材料(包括焊材)的高温许用应力、热处理温度、化学成分、室温力学性能等,设计出采用铁素体堆焊层进行过渡的方式,解决了该异种钢接头直接对接后不能热处理的问题。同时,通过试验分析,总结出12Cr2Mo1VR/20MnMoNb异种钢焊缝的焊接和热处理工艺:先在12Cr2Mo1VR坡口面堆焊F62P0-EB2R-B2R过渡层,对堆焊层进行(690±10) ℃热处理;之后堆焊层再与20MnMoNb相焊接,焊缝采用F69P0-H10Mn2NiMoA焊材,焊接后采用660±10 ℃热处理,或对接焊缝两侧分别控温热处理:堆焊层侧采用(660±10) ℃(或(665±15) ℃),管板侧采用(620±10) ℃(或(620±15) ℃)热处理。

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固溶前预退火处理对6111铝合金组织与性能的影响

李大林, 朱鹏程, 王萍, 吕正风, 张善顺

金属热处理 2021, 46 (10): 163-167. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.028

摘要（71）

PDF （577KB）（25）

系统研究了固溶前预退火温度对6111铝合金冷轧板和T4P态组织和力学性能的影响。测试了力学性能,计算了LDR值;表征了显微组织、SEM组织和XRD织构构成。结果表明:预退火温度对6111铝合金的屈服强度影响较小;经300 ℃×2 h预退火处理后,抗拉强度发生明显降低,由245 MPa降低到230 MPa;当预退火温度高于100 ℃后,伸长率呈直线下降。n值和r值均随预退火温度先升高后降低,n值在200 ℃时达到最大值0.289,r值在100 ℃时达到最大值0.958。200 ℃×2 h预退火处理后,LDR值达到最大值2.005。经300 ℃×2 h预退火处理后,T4P态基体晶粒尺寸明显长大,在60~150 μm范围。200 ℃×2 h预退火处理试样,T4P态Cube织构体积分数最高,达到了13.5%。

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回火温度对超低碳7%Mn钢组织与性能的影响

杨跃辉, 苑少强, 梁国俐, 王竚

金属热处理 2021, 46 (10): 168-172. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.029

摘要（86）

PDF （629KB）（27）

对超低碳中锰钢进行了淬火+回火处理,研究了不同温度回火后试验钢的显微组织及力学性能,采用XRD法测定了低温处理(－60、-80、－100 ℃)前后试验钢中的逆转变奥氏体含量,在此基础上分析了逆转变奥氏体含量及热稳定性对试验钢力学性能的影响规律。结果表明:采用较高温度回火时,促进了逆转变奥氏体的形成,也使奥氏体稳定化元素快速富集于其中,而且随温度升高所得奥氏体更多分布于粗化的马氏体板条之间,故具有更高的稳定性;由于试验钢中逆转变奥氏体含量较多,变形过程中的TRIP效应更为显著,促进了试验钢低温韧性和塑性的提高。

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高温退火二次升温阶段的工艺参数对HiB钢底层形成的影响

许平三, 郭悦, 戴方钦, 曾曦灿, 胡守天, 刘敏

金属热处理 2021, 46 (10): 173-177. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.030

摘要（76）

PDF （573KB）（22）

研究了高温退火二次升温阶段的退火温度及露点温度对HiB取向硅钢表面硅酸镁底层的影响。结果表明,高温退火二次升温阶段的最终温度在1100~1170 ℃范围内时生成的硅酸镁底层质量较好;当退火气氛中存在水蒸气时,会降低硅酸镁底层的质量,且水蒸气含量越高,即露点温度越高,硅酸镁底层的厚度越薄,质量越差。

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中间高温回火工艺对15MnNi4MoA渗碳钢微观组织及性能的影响

高志喆, 陈小艳, 程福超, 李佳康, 苏盛睿, 王永金

金属热处理 2021, 46 (10): 178-181. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.031

摘要（68）

PDF （629KB）（25）

研究了15MnNi4MoA钢渗碳后的热处理工艺对其微观组织及性能的影响。设计了3种不同的渗碳后热处理工艺:淬火+低温回火、一次高温回火+淬火+低温回火、两次高温回火+淬火+低温回火,并对热处理后的力学性能及微观组织进行了对比和分析。通过扫描电镜对3种不同热处理后的显微组织和冲击断口形貌进行了观察。同时,对不同热处理工艺的试样进行了维氏硬度和常温冲击吸收能量(U型缺口)检测。结果表明,经3种不同的热处理后,试样的微观组织差异不大,均为马氏体+残留奥氏体组织。其中,经两次高温回火处理所得到的试样,马氏体组织更加细小,力学性能更加突出,心部硬度降低至358 HV,表面硬度提高到664 HV,常温冲击吸收能量达到143 J。

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热处理对不同碳含量3.5Ni钢力学性能和低温韧性的影响

刘海生, 李敬, 王会刚, 杨跃辉, 刘金旭, 武会宾

金属热处理 2021, 46 (10): 182-186. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.032

摘要（70）

PDF （570KB）（33）

利用光学显微镜及SEM进行组织观察,通过拉伸和低温冲击试验研究了热处理对两种不同碳含量3.5Ni钢的力学性能和低温韧性的影响。两种3.5Ni钢热轧板分别经860 ℃×1 h空冷的正火处理和860 ℃×1 h水淬+(580, 610, 640)×1 h回火的调质处理。结果表明:含碳量较高的3.5Ni钢热轧态强度低塑性高,但－100 ℃冲击吸收能量低,经正火处理后试验钢的整体性能降低,而调质处理后强度和低温冲击吸收能量均明显提升,塑性略有降低;含碳量较低的3.5Ni钢热轧态已经具有优异的拉伸性能和低温冲击性能,经热处理后拉伸性能和低温韧性没有得到明显提升。

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电子束焊接对调质15CrMnMoVA高强钢组织及性能的影响

杨世亮, 李立航, 戴浩, 李智勇, 赵桐

金属热处理 2021, 46 (10): 187-192. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.033

摘要（64）

PDF （570KB）（24）

为实现高淬火倾向的航空高强钢材料的高质量接头,以15CrMnMoVA高强钢为研究对象,进行了电子束焊接工艺试验研究;针对不同结构的电子束焊接接头,分析了焊缝显微组织特征、焊接接头的显微硬度分布和力学性能,探讨了电子束焊接工艺对接头组织性能的影响。结果表明,15CrMnMoVA钢的焊缝中心形成了网篮状马氏体组织,其显微硬度为典型的马鞍形分布。不同锁底结构的电子束焊接接头的拉伸性能基本都与母材相当,但其疲劳性能差异明显,锁底长度为1.5 mm时焊接接头的疲劳性能较好。

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采用风冷预处理的高强钢板变强度热成形工艺

鲁玉梅, 闫少波, 王凯军, 李贤君, 张文良, 刘俊杰, 杨涛

金属热处理 2021, 46 (10): 193-198. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.034

摘要（55）

PDF （631KB）（24）

高强钢变强度热成形工艺可使同一零件不同区域具有不同的强度与塑性韧性,在保证碰撞完整性的基础上,提高零件区域延展性以实现碰撞吸能,防止碰撞侵入的目的。提出了一种基于定制区域风冷预处理的变强度热成形工艺。搭建了介质为干燥压缩空气的定制区域冷却平台,研究了射流压力0.3~0.7 MPa下,板料分区冷却的温度分布及变化规律;验证了新工艺实现高强钢的变强度热成形的可行性。研究结果表明,分区冷却过程中,随着射流压力的提高,钢板冷却速度逐渐加快,但横向测流及板料内部热传导使得过渡区宽度增加,而负压回风结构的设计则有效降低了横向测流的影响,在损失一定冷却能力的基础上降低过渡区宽度。当射流压力为0.3 MPa,添加回风结构时,当风冷区域温度降低至410 ℃(Ms点以上),硬区温度缓冷至750 ℃(Ar₃以上),经800 ℃回火及淬火后,软区得到低强度高塑性的铁素体及片状珠光体组织,硬区得到高强度低塑性的板条马氏体组织。采用新型的变强度热成形工艺及相应的定制区域冷却平台能够实现高强钢板变强度分布。

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焊后回火温度对G115钢熔敷金属组织及室温力学性能的影响

齐向前

金属热处理 2021, 46 (10): 199-203. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.035

摘要（106）

PDF （575KB）（31）

采用G115钢焊条焊接了熔敷金属试板,然后分别在760、780、800、820 ℃下进行了焊后回火热处理,并对不同回火温度下试样的力学性能和显微组织进行了分析。结果表明,G115钢熔敷金属的最佳回火温度为800 ℃,随着回火温度的升高,析出相M₂₃C₆有长大的趋势。760~820 ℃回火后的冲击断口表现为韧窝断裂和准解理断裂特征,在韧窝内存在焊接冶金脱氧过程中形成的球形第二相粒子。

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深冷处理对YG8硬质合金/42CrMo钢钎焊接头残余应力的影响

原瑞泽, 闫献国, 陈峙, 郭蕊, 兰东生, 苏杭, 姚永超

金属热处理 2021, 46 (10): 204-208. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.036

摘要（72）

PDF （637KB）（26）

通过ANSYS仿真软件建立了YG8硬质合金/42CrMo钢钎焊接头的焊接工艺模型和深冷处理工艺模型,分析了接头表面残余应力分布,并与经深冷+回火处理后的焊接接头表面残余应力进行对比。结果表明,深冷处理可使焊接接头42CrMo钢侧形成残余压应力,且深冷温度对残余压应力的影响较深冷次数更明显。最优深冷工艺为-160 ℃深冷3次,且仿真结果与试验测量值相差不大,表明所建立的模型具有一定的可靠性。

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提高阀门零件用20Cr13钢韧性的工艺优化

吕超君, 王健波, 张天德, 唐丽娜, 吴国华

金属热处理 2021, 46 (10): 209-211. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.037

摘要（78）

PDF （640KB）（29）

采用光学显微镜、扫描电镜等方法研究了不同淬火、回火温度对20Cr13钢常温和-40 ℃冲击性能的影响。结果表明,当淬火温度相同时,随着回火温度由500 ℃升至700 ℃,试样的抗拉强度逐渐降低,冲击性能先降低后升高;当淬火温度由常规的1030 ℃降低至1000 ℃,回火温度相同时,试样的抗拉强度变化不大,但常温和-40 ℃下的冲击性能都有了一定的提高。

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汽车车门用高强防撞杆在高频淬火加热中的组织转变

夏晓宇, 肖锦涯, 韦汉伟, 王申

金属热处理 2021, 46 (10): 212-217. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.038

摘要（68）

PDF （638KB）（26）

研究了国产BR1500HS高强钢制汽车车门防撞杆的高频感应淬火工艺,探究了在不同的进给速度下(70~120 mm/s),防撞杆获得完全淬透组织时的加热电压与进给速度的关系曲线图。结果发现,加热电压随进给速度的降低,淬透所需的加热电压也降低,并以分界线的形式区分是否完全淬透。防撞杆高频感应淬火采用分界线以上30 V的加热电压范围,其力学性完全能满足汽车主机厂的性能要求。

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高硬度20Cr13钢的耐磨性

王帆, 穆磊, 葛荣凡, 李方忠, 李云银

金属热处理 2021, 46 (10): 218-220. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.039

摘要（219）

PDF （645KB）（40）

对20Cr13不锈钢进行了不同温度的淬火回火处理以获得不同的硬度,进而研究了不同硬度下20Cr13不锈钢的摩擦磨损性能。结果表明:回火温度≥580 ℃时,20Cr13不锈钢的硬度<40 HRC,材料摩擦系数K与材料硬度h趋势一致,耐磨性差;回火温度≤550 ℃时,硬度>40 HRC,材料摩擦系数K与材料硬度h趋势背离,趋于常值,磨损体积V不受硬度h影响,耐磨性高。

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马氏体不锈钢不同渗氮方法对比试验

方梦莎, 张津, 连勇

金属热处理 2021, 46 (10): 221-225. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.040

摘要（95）

PDF （643KB）（35）

采用离子渗氮、液体渗氮及气体渗氮对耐蚀耐热马氏体型热稳定不锈钢1Cr12Ni2WMoVNb进行表面改性,研究了不同渗氮方法下不锈钢的硬度、组织形貌、物相变化及脆性,并对3种渗氮方法下不锈钢的耐蚀性及耐高温磨损性能进行了比较。结果表明:3种渗氮方法均可大幅度提高不锈钢的表面硬度,且不同渗氮处理后不锈钢的渗层组织结构大致相同,但表面物相有所差异,离子渗氮后的表面物相主要为Fe₄N及少量CrN相,液体渗氮后为Fe₃O₄及ε相,气体渗氮后为Fe₃O₄、Fe₄N及少量ε相;3种渗氮方法均可提高不锈钢的耐磨损性能,特别是在500~600 ℃下的高温耐磨性得到了大幅提升,但不锈钢渗氮后的耐蚀性均有所降低。

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QPQ技术中渗氮时间对合金铸铁组织及摩擦性能的影响

王钦娟, 林少阳, 陈忠士, 刘东

金属热处理 2021, 46 (10): 226-231. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.041

摘要（77）

PDF （638KB）（26）

采用OM、SEM、硬度测试、摩擦磨损试验等方法研究了QPQ技术中渗氮时间对合金铸铁组织与摩擦性能的影响。结果表明,QPQ处理后,合金铸铁表面形成的渗层物相主要由Fe_2-3N、Fe₂O₃和FeO组成。渗层厚度的平方与渗氮时间存在线性关系,在580 ℃渗氮盐浴条件下,氮元素在合金铸铁中的扩散激活能为70.07 kJ/mol。在90~150 min渗氮时间内,随着渗氮时间延长,渗层的表面硬度值由522 HV0.05降低至441 HV0.05,当渗氮时间延长至180 min,表面硬度值回升至455 HV0.05。与未处理试样相比,QPQ处理的试样具有更小的摩擦因数,并且QPQ处理后试样表面的犁沟显著变浅,表面的金属剥落也得到明显改善,且随着渗氮时间的增加,渗层厚度增加且稳定材料。经180 min渗氮处理的QPQ试样具有最优综合性能,表面硬度值为455 HV0.05,摩擦因数为0.32。

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高强不锈钢激光熔覆层的组织与性能

陈义武, 吴鑫翔, 周利华, 付天佐, 赵静, 李胜

金属热处理 2021, 46 (10): 232-236. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.042

摘要（71）

PDF （638KB）（39）

针对核装备零部件维修再制造的需要,采用激光熔覆技术制备高强韧马氏体不锈钢熔覆层,以改善核装备零部件的表面性能,随后对熔覆层试样分别进行300 ℃和500 ℃保温2 h的回火处理。采用OM、SEM、显微硬度计、万能拉伸试验机等设备测试了试样的组织和性能。结果表明,原始试样的抗拉强度为1719 MPa,断后伸长率在15%左右,硬度为550 HV0.2,耐磨性较差;当回火温度为300 ℃时,出现逆转变奥氏体,硬度降至500 HV0.2,抗拉强度降为1662 MPa,断后伸长率超过15%,耐磨性提高;当回火温度上升到500 ℃时,逆转变奥氏体减少,碳化物逐渐析出,出现二次硬化,硬度又上升至530 HV0.2,抗拉强度降至1582 MPa,断后伸长率降至14%左右,耐磨性与原始试样相当。该高强马氏体不锈钢熔覆层整体耐腐蚀性均优于1Cr13钢,具有良好的耐腐蚀能力。

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45钢表面激光碳合金化层的组织与性能

李海涛, 张蕾涛, 夏慧芸, 戴姣燕, 徐金富

金属热处理 2021, 46 (10): 237-241. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.043

摘要（77）

PDF （648KB）（28）

利用激光合金化技术在45钢表面制备了碳合金化层,借助OM、XRD和显微硬度计等研究了最佳工艺下合金化层的组织和性能,并与利用传统气体渗碳技术制备渗碳层的结果进行了对比。结果表明:影响合金化层硬度的主次顺序为激光功率>搭接率>扫描速度;随着激光功率、扫描速度、搭接率的增大,合金化层的硬度均呈先增后减的趋势;当激光功率为1.5 kW、扫描速度为500 mm/min、搭接率为40%时,合金化层硬度最高,其厚度为600 μm,组织由针状马氏体、碳化物(M₇C₃、Fe₃C)以及少量残留奥氏体组成,平均硬度约为617 HV0.3,热影响区厚度为400 μm,组织为马氏体以及残留奥氏体,平均硬度约为432 HV0.3,基体组织由铁素体和珠光体组成,硬度约为201 HV0.3;与传统气体渗碳工艺相比,激光碳合金化具有组织细小、高效、绿色环保等优势,是未来一个重要的发展方向。

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大长径比零件高压气淬温度场数值模拟

陈旭阳, 陆文林, 杜春辉, 王同

金属热处理 2021, 46 (10): 242-247. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.044

摘要（69）

PDF （645KB）（26）

针对大长径比零件淬火均匀性和变形控制这一难点问题,采用数值模拟方法研究高压气淬技术对大长径比零件温度场的影响规律。结果表明,气体的淬火压力越大、流速越快、换热能力越强,工件冷却速度越快。采用上下交替吹风的静态交变流型不会对工件的冷速产生明显影响,但有利于改善温度场均匀性,且上下交替吹风时间间隔越短,工件的温度场越均匀。

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WZC双室真空炉系统故障模式与故障树分析

李勇, 周新宇

金属热处理 2021, 46 (10): 248-251. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.045

摘要（80）

PDF （648KB）（29）

以分系统、分部件的方式,对WZC双室真空油淬气冷炉系统展开故障模式与故障树分析,分别建立了炉胆、真空系统、机构和电控系统的故障模式与故障树模型,归纳出基本事件,并运用Fussel法得出了各故障树的最小割集。

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17-4PH钢涡轮轴端面缺陷检验诊断与工艺改进

刘松, 韩艳春

金属热处理 2021, 46 (10): 252-256. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.046

摘要（94）

PDF （640KB）（23）

17-4PH钢涡轮轴经固溶时效处理、机械加工成型和镀硬铬工艺后的磁粉探伤检测时发现其端面有荧光磁粉显示存在缺陷,采用化学成分分析、显微组织和断口形貌观察、硬度和残余应力测试、磁粉探伤检测等方法,结合工艺生产过程的排查结果,对缺陷性质及产生原因进行了诊断,通过工艺试验研究确定工艺改进方案。结果表明,17-4PH钢涡轮轴端面荧光磁粉显示的缺陷是微裂纹,该裂纹是在镀铬工序中产生的氢脆裂纹。涡轮轴硬度偏高,残余应力偏大是产生氢脆裂纹的主要原因。采用430 ℃保温1 h的欠时效处理工艺方案可以适当的降低17-4PH钢涡轮轴的硬度和残余应力,避免其端面氢脆裂纹的产生。

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HRB400热轧带肋钢筋冷弯断裂原因的分析

郭然, 王福明, 孙丽娟

金属热处理 2021, 46 (10): 257-261. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.047

摘要（114）

PDF （638KB）（31）

国内西北某钢厂生产的HRB400热轧带肋钢筋在冬天作业时常常出现冷弯断裂。通过扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)、Thermo-Calc热力学软件以及光学显微镜(OM)等,对HRB400螺纹钢冷弯断裂的原因进行了研究,论述了非金属夹杂物、磷含量、钒氮比及显微组织对钢筋断裂的影响。结果表明:试验钢断口为脆性断口;破碎状的大尺寸夹杂物可能是裂纹产生的源头;钢中P含量偏高使得韧-脆转变温度升高,且自由氮的存在加剧了该温度的进一步升高,由于西北地区冬天气温低,钢筋作业时的温度很可能低于韧-脆转变温度,使钢筋处于脆性状态;魏氏组织的存在增加了钢筋的脆性,为裂纹的扩展提供了可能性。由于国内西北、东北地区温度较低,对在西北、东北地区使用的HRB400热轧带肋钢筋应提出更高的要求,对P、S、O、N的含量应有新的标准,以满足冬天作业时使用温度高于韧-脆转变温度的需要。

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汽轮机组阀盖紧固螺栓断裂失效分析

郑建军, 樊子铭, 刘孝, 乔欣, 高云鹏

金属热处理 2021, 46 (10): 262-266. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.048

摘要（75）

PDF （641KB）（35）

采用宏观形貌和显微组织观察、化学成分分析、力学性能测试和冲击断口微观形貌观察等方法,对某电厂4号汽轮机组中压调节阀阀盖用20Cr1Mo1VTiB钢紧固螺栓的断裂原因进行了研究。结果表明,螺栓断裂的原因主要与长时高温运行引起的蠕变损伤有关。螺栓的许用工作温度(570 ℃)仅略高于汽轮机组的设计温度(566 ℃),裕度存在不足,且螺母端第一扣螺纹牙底处的应力集中程度较高,在长期高温和低速率应力集中的共同作用下形成蠕变孔洞,冲击性能逐渐下降,并最终引发蠕变损伤断裂。据此,建议对中压调节阀紧固螺栓及相应的垫圈材料配套进行等级升级。

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电镀锌板表面斑状缺陷形成机理分析

陈莹莹, 颜飞

金属热处理 2021, 46 (10): 267-269. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.049

摘要（81）

PDF （636KB）（21）

采用扫描电镜对电镀锌板表面一类斑状缺陷从微观组织及成分等角度进行了分析,对其形成机理进行了探讨。结果表明:电镀锌板表面缺陷呈被局部碾压形貌,且缺陷部位粘附大量小黑点,小黑点的微区成分主要由C、O、Mg、S、Ca、Si、Mn等组成。通过产线排查及特征元素追溯发现缺陷来自于连续退火基板,导致缺陷产生的根本原因是富集在连续退火线水淬槽及与其相连水管内壁的水垢类异物粘附在板面上。通过清理连续退火线水淬槽及相连水管内壁后,基板表面质量得到控制,缺陷得以消除。

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柴油机曲轴裂纹失效原因分析

张怀青, 于进文, 王庆泉, 方桂景, 关慧欢, 王一鸣, 魏聪

金属热处理 2021, 46 (10): 270-274. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.10.050

摘要（61）

PDF （639KB）（31）

通过对QT900-2型球墨铸铁柴油机曲轴的化学成分分析、显微组织及裂纹的宏微观形貌分析、硬化层深度测量和力学性能测试,分析了曲轴裂纹的失效原因。结果表明,柴油机划瓦,导致曲轴表层二次淬火,次表层发生再回火,使轴颈表面产生了较大内应力,是诱发裂纹失效的主要原因,表层局部存在的碳化物和疏松是裂纹生成的内在因素。

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基于分子动力学的3D打印TiAl纳米多晶合金变形机制及其温度相关性分析

李鹏涛, 罗贤, 陈建新

金属热处理 2021, 46 (11): 1-8. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.001

摘要（141）

PDF （636KB）（97）

借助透射电镜观察和分子动力学计算,对3D打印Ti-6Al-4V合金的变形行为及其温度相关性进行了系统研究。结果表明,温度在TiAl纳米多晶体变形机制的竞争中起关键作用。当温度低于800 K,平均晶粒尺寸低于8.3 nm的单相TiAl纳米多晶合金首先出现位错运动,且层错保留在晶粒中并形成交错结构。同时,大尺寸晶粒(≥8.3 nm)为位错运动提供了足够的空间,很少在晶粒中形成层错。在双相TiAl+Ti₃Al纳米多晶合金中,层错的交割是低应变(ε<18.0%)TiAl晶粒的主要变形机制,并且Ti₃Al晶粒保持其初始结构。当ε≥18.0%时,Ti₃Al晶粒中的位错开始运动并形成层错交割。当温度高于800 K时,Ti和Al原子处于高能状态,主要的变形机制与具有非晶结构的滑移边界有关。非晶滑移边界及再结晶结构是双相TiAl+Ti₃Al纳米多晶合金组织变形的最重要特征。

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316LN奥氏体不锈钢的高温流变行为与本构模型

朱晓宁, 潘晴, 李毅波, 姜雪鹏

金属热处理 2021, 46 (11): 9-16. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.002

摘要（255）

PDF （555KB）（75）

利用Gleeble-3500热模拟试验机对锻造态316LN不锈钢进行了等温热压缩试验,研究了应变速率为0.001～1 s^-1、变形温度为1223～1523 K、压缩变形量为65%条件下材料的高温流变行为,建立了流变应力本构模型,并将其应用于Deform-3D软件平台,通过导入新材料数据,考虑界面摩擦等尺寸仿真了热模拟试验结果。结果表明:相同应变速率下,随着变形温度升高,316LN奥氏体不锈钢的压缩应力逐渐减小;相同变形温度下,随着应变速率增加,材料的压缩应力逐渐增大;且在真应力-真应变曲线中,随应变量增大,压应力在后期逐渐达到一个稳定值;考虑界面摩擦因数,并利用Arrhenius本构模型进行变形模拟仿真说明了本构方程和仿真模型的有效性和可靠性,可为316LN不锈钢材料的工程应用提供研究基础和理论依据。

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铸态GCr15钢在连续加热过程中的奥氏体化动力学特征与组织演变

周登虎, 侯清宇, 韩维雪, 江雁, 黄贞益

金属热处理 2021, 46 (11): 17-23. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.003

摘要（117）

PDF （555KB）（51）

利用DIL805A热膨胀仪记录了铸态GCr15钢在不同的加热速率下(0.5、3、5、30、100 ℃/s)的线膨胀量,获得了不同加热速率下的热膨胀曲线和奥氏体体积转变分数曲线,研究了加热速率对奥氏体化的影响。采用高温光学显微镜对该钢在连续加热过程中的奥氏体转变过程进行了观察分析。研究表明:GC15钢在连续加热过程中的奥氏体转变可分为3个阶段:在760~790 ℃为珠光体向奥氏体的转变、(Fe, Cr)₃C_II向奥氏体中的溶解和奥氏体的成分均匀化温度分别为790~890 ℃及890 ℃以上。并且随着加热速率提高,相变临界温度提高,相变速率提高。在连续加热过程中,铸态GCr15钢的奥氏体转变是一个形核和长大交替进行的过程。

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309SMOD奥氏体耐热不锈钢的高温氧化行为

孟重重, 杨小容, 张华煜, 张威, 陈慧琴

金属热处理 2021, 46 (11): 24-28. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.004

摘要（218）

PDF （556KB）（40）

采用增重法分析了309SMOD奥氏体不锈钢板材在不同温度下的氧化行为,获得了该钢高温氧化的抛物线动力学曲线,利用SEM、EDS及XRD对氧化物的形貌和物相进行了分析。结果表明,800 ℃氧化物形貌为板状和块状,900 ℃、1000 ℃的氧化物主要为尖晶石颗粒。309SMOD奥氏体不锈钢表面由于高温氧化生成具有3层结构的混合氧化物膜,最外层结构为MnCr₂O₄和FeCr₂O₄,次外层结构的氧化物为Cr₂O₃,最内层结构的氧化物为SiO₂,这种结构的氧化膜使得309SMOD奥氏体不锈钢具有良好的抗高温氧化性能。

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G115马氏体耐热钢平衡析出相的热力学计算和分析

刘心阳, 陈正宗, 周芸, 温鹏宇, 包汉生

金属热处理 2021, 46 (11): 29-35. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.005

摘要（102）

PDF （556KB）（62）

为了制备超10 t级G115马氏体耐热钢的大型铸件,需科学评估合金元素对析出行为的影响。采用Thermo-Calc软件的TCFe9数据库对G115马氏体耐热钢的平衡析出相进行热力学模拟计算,研究了主元素对G115钢平衡态析出相类型、析出量和析出温度的影响。计算结果表明:G115马氏体耐热钢在650 ℃下的析出相主要有MX相(FCC-A1#2:NbC)、M₂₃C₆、Laves相和富Cu相。其中NbC的析出温度为1148 ℃,M₂₃C₆的析出温度为871 ℃,Laves相的析出温度为811 ℃,富Cu相的析出温度为734 ℃。其中C和Cr对M₂₃C₆的析出有影响,C和Nb对NbC的析出有影响,W对Laves相的析出有影响,B对各相的析出均无明显影响。

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金属型铸造条件下Sb元素对ZL114A合金共晶Si和拉伸性能的影响

刘东洋, 虞秀勇, 高文理, 陆政, 毛郭灵

金属热处理 2021, 46 (11): 36-41. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.006

摘要（95）

PDF （554KB）（43）

ZL114A合金是我国自主研发的铸造亚共晶Al-Si合金,变质共晶Si是提高其室温综合拉伸性能的重要方法之一。利用室温拉伸试验、扫描电镜观察研究了Sb元素对金属型铸造条件下ZL114A合金铸态和热处理态组织以及性能的影响。结果表明,对于铸态的ZL114A合金,Sb的加入将共晶Si由板片状变质为纤维状或颗粒状;经过热处理的ZL114A合金,Sb的加入使共晶Si的长径比变小,球化程度更高。在金属型铸造条件下,Sb元素能够提高ZL114A合金铸态和热处理态的室温综合拉伸性能,热处理后添加Sb的合金的抗拉强度和伸长率远远高于我国航空标准所要求达到的值。综合考虑ZL114A合金铸态和热处理态的共晶Si相形貌以及室温拉伸性能,Sb元素的最佳含量(质量分数)为0.09%。

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铈对S32750超级双相不锈钢低温冲击性能的影响

保顺, 刘荣佩, 王宝顺, 吴明华, 罗有心, 姚亮, 丰涵, 宋志刚

金属热处理 2021, 46 (11): 42-47. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.007

摘要（84）

PDF （562KB）（44）

通过夏比冲击和示波冲击方法分析了两种Ce含量S32750超级双相不锈钢在20~－100 ℃范围内的冲击吸收能量及能量构成差异,利用Aspex自动扫描电镜分析仪、SEM、EDS研究了Ce对钢中夹杂物的改性行为及冲击断裂行为的影响。结果表明:高Ce试验钢的抗低温冲击断裂性能明显优于低Ce试验钢,前者韧脆转变温度相较后者下降16 ℃;Ce的添加使得试验钢－80 ℃冲击吸收能量提高45 J,其主要源于裂纹扩展能W_p的提升(76%)。冲击断口形貌观察和夹杂物分析结果显示,低Ce试验钢在－80 ℃冲击断口表现为完全解理断裂;相较于低Ce试验钢,高Ce试验钢中Al₂O₃夹杂显著减少,多为改性后的铈铝氧复合夹杂;硬脆Al₂O₃夹杂数量的减少有效改善了钢的冲击性能。

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Co对4Cr5Mo2V钢组织和强韧性的影响

邓俊杰, 周健, 刘建雄, 迟宏宵, 樊译

金属热处理 2021, 46 (11): 48-53. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.008

摘要（96）

PDF （555KB）（53）

采用OM、SEM、EDS、硬度测试、室温冲击及高温拉伸等方法研究了Co对4Cr5Mo2V钢的组织和强韧性的影响。结果表明:经1010 ℃淬火30 min,4Cr5Mo2V-Co钢未溶碳化物数量更多,马氏体板条更细;510~600 ℃回火时,4Cr5Mo2V-Co钢的回火硬度较4Cr5Mo2V钢高出1~2 HRC,但二者冲击性能相当;相同初始硬度条件下,4Cr5Mo2V-Co钢具有更高的高温强度,这是因为Co元素的添加促进了4Cr5Mo2V-Co钢二次硬化碳化物的形核速率,并能降低碳化物的粗化速率,从而提高了4Cr5Mo2V-Co钢的强度。

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时效温度对直接淬火Ni-Cr-Mo-V-Cu钢组织及性能的影响

朱飞, 罗小兵, 杨才福, 柴锋, 张正延

金属热处理 2021, 46 (11): 54-63. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.009

摘要（130）

PDF （556KB）（83）

利用OM、SEM、TEM及物理化学相等方法研究了时效温度变化对直接淬火Ni-Cr-Mo-V-Cu低合金钢组织及力学性能的影响,同时在具有最佳强韧性匹配的时效态试样中建立了屈服强度模型。Ni-Cr-Mo-V-Cu钢的直接淬火组织为马氏体和少量贝氏体组成的混合组织。直接淬火Ni-Cr-Mo-V-Cu钢在400~600 ℃范围内的不同温度时效处理后,其强度及维氏硬度表现出典型的欠时效阶段、峰时效阶段及过时效阶段。试验钢位错回复程度、MC及富铜粒子的析出、bcc铁基体中固溶元素的脱溶等因素随时效温度的变化是时效态试验钢表现出上述3个阶段的重要原因。时效态试验钢的断后伸长率大体随时效温度的提高而改善。过时效态试验钢的-20 ℃冲击性能则随着时效温度的升高而提高。直接淬火试验钢在600 ℃时效处理时获得优越的强韧性匹配,MC及富铜粒子所提供的总析出强化增量约为240 MPa。

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工程机械用Q1100钢的热处理工艺

刘洪源, 吴光亮, 张永集

金属热处理 2021, 46 (11): 64-70. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.010

摘要（108）

PDF （562KB）（35）

以一种屈服强度为1100 MPa的高强度工程机械用钢为对象,研究了再加热淬火温度(880～980 ℃)和回火温度(200～650 ℃)对Q1100钢显微组织和力学性能的影响。结果表明,淬火温度从880 ℃升高至980 ℃,试验钢的平均奥氏体晶粒尺寸从8 μm增加到24 μm,试验钢的屈服强度和抗拉强度都呈先升高后降低的趋势,并在920 ℃时达到最大,而-40 ℃冲击性能则随之持续降低。试验钢经920 ℃淬火+200～650 ℃回火后,随着回火温度的提高,试验钢的马氏体板条合并,板条形貌逐渐模糊,碳化物数量和形貌也随之发生改变,强度大幅下降,塑性和韧性则先降低后升高。试验钢最佳的热处理工艺为920 ℃淬火+200～250 ℃回火。

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热轧+淬火配分处理对Q235钢组织及性能的影响

孟晓越, 林万明, 宁安刚, 马荣泽, 张志伟

金属热处理 2021, 46 (11): 71-77. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.011

摘要（159）

PDF （562KB）（35）

采用光学显微镜、扫描电镜、电子万能试验机、数显显微硬度计,研究了一步法淬火配分(Q&P)工艺和热轧一步法淬火配分(HR-Q&P)工艺在不同配分温度下处理后Q235钢的组织和力学性能。结果表明:HR-Q&P工艺使试验钢晶粒明显细化,显微组织由马氏体、铁素体和贝氏体组成,在350 ℃配分下,屈服强度和抗拉强度都达到最大值,分别为449 MPa和560 MPa,伸长率与原样相比下降了8%,但仍然超过30%;硬相的马氏体和贝氏体的同时出现,导致断口出现二次裂纹;一步法Q&P工艺下,与未处理试验钢相比,抗拉强度提高约32%,屈服强度提高近1倍,伸长率保持在26%以上。

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累积叠轧温度对AZ31镁合金组织和性能的影响

管笛, 曲美晶, 花福安

金属热处理 2021, 46 (11): 78-83. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.012

摘要（77）

PDF （555KB）（55）

通过光学显微镜、室温拉伸试验、显微硬度计、X射线衍射仪、扫描电镜等方法研究了累积叠轧温度对AZ31镁合金晶粒尺寸、基面织构、界面结合情况及力学性能的影响。结果表明:3道次累积叠轧后的AZ31镁合金晶粒细化效果明显,硬度增大,随着累积叠轧温度的升高,晶粒细化效果减弱,硬度增加趋势减弱。累积叠轧温度升高有弱化基面织构的作用。AZ31镁合板材在450 ℃累积叠轧3道次,综合力学性能最佳,为显微硬度70.64 HV0.05,抗拉强度288.64 MPa,屈服强度203.76 MPa,伸长率16.96%,界面结合强度21.53 MPa。

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退火温度对ECAP变形高氮奥氏体不锈钢力学性能的影响

侯俊峰, 徐旺, 张明旭, 李涌泽, 董福元

金属热处理 2021, 46 (11): 84-89. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.013

摘要（78）

PDF （556KB）（28）

为研究等通道转角挤压(ECAP)+退火对高氮钢力学行为的影响,室温条件下对高氮钢进行1道次ECAP变形,之后分别在700、800、850、900 ℃下对不同N含量的试验钢进行退火处理,分析其力学性能变化规律。结果表明:高氮钢随着退火温度的升高,屈服强度和抗拉强度整体上呈下降的趋势,塑性随退火温度的升高而上升;不同状态高氮钢的抗拉强度与均匀延伸率之间都呈现了传统的强塑性之间的矛盾关系,随N含量的增加,呈现强度和均匀延伸率同步提高的趋势;高氮钢ECAP+低温退火后的拉伸断口呈现沿晶断裂形貌,随N含量的升高,沿晶断裂倾向更加明显。

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工艺参数对42CrMo钢激光淬火效果的影响

焦咏翔, 邓德伟, 孙奇, 李天澍, 杨树华, 张勇, 马玉山

金属热处理 2021, 46 (11): 90-96. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.014

摘要（94）

PDF （561KB）（50）

对42CrMo钢进行不同参数下的激光淬火处理,研究了激光淬火功率和扫描速度对42CrMo钢表面淬火硬度和淬火深度的影响规律,分析了在激光功率密度为定值时不同激光淬火参数下硬化性能的变化趋势。研究结果表明,激光功率的增大和扫描速度的减小均可以提高淬火层的深度和硬度;结合激光功率和扫描速度计算所得的能量密度参数与淬火效果存在较强相关性,在能量密度相同时,高功率高速度参数可以增加淬火硬度和深度,并提高加工效率。

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露点对DP590双相钢表面氧化行为的影响

杨培元, 霍庆辉, 陈卓, 周伟, 汪宏斌

金属热处理 2021, 46 (11): 97-102. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.015

摘要（79）

PDF （556KB）（28）

DP590双相钢在连续退火过程中不可避免地发生合金元素氧化现象,使用扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线光电子能谱仪(XPS)以及辉光放电光谱仪(GDS)对在不同露点温度下进行退火处理的DP590钢进行表征分析。结果表明:在退火过程中,随着露点温度的升高,DP590钢由外氧化转变为内氧化,钢板表面氧化程度呈现先增大后减小的趋势,数值模拟结果指出DP590钢内外氧化临界转变露点为-8.26 ℃,与试验结果相符合。DP590钢表面氧化物以锰的氧化物为主,随着露点温度的升高,Mn元素和O元素在DP590钢表面的富集峰值变化表现为先增大后减小,Si元素和Al元素的富集峰值则呈现逐渐降低趋势。XPS数据显示钢板表面形成的氧化物主要以MnO、Mn-Si-O氧化物和Si-O氧化物的形式存在。

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磁控溅射Cu-Cr合金薄膜与Sn-Ag-Cu焊料在时效处理时的界面反应

王钰鹏, 吴泓均, 鲍明东, 杨文灏, 赵国华, 周兵

金属热处理 2021, 46 (11): 103-109. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.016

摘要（74）

PDF （621KB）（26）

采用磁控溅射的方式沉积不同Cr含量的Cu-Cr合金薄膜,通过与Sn-Ag-Cu(SAC)焊料在240 ℃下回焊形成焊点结构,然后将试样置于180 ℃下进行真空时效处理。研究Cu-Cr合金作为凸点下金属化(UBM)层时与SAC形成焊点的焊接可靠性。使用配备能量色散X射线光谱仪的场发射扫描电镜和多功能推力测试仪等分析界面金属间化合物(IMC)的形貌及焊点的剪切强度。结果表明,SAC/Cu-Cr焊点结构在回焊后形成了不同于传统的SAC/Cu焊点扇贝状IMC的针状IMC。在时效处理后,Cr在晶界处的偏析形成了富铬层,其作为扩散阻挡层阻碍Cu扩散到IMC中,使得Cu₃Sn和柯肯达尔空洞的生长受到抑制。剪切强度测试结果表明,回焊后SAC/Cu-Cr试样比SAC/Cu试样具有更高的剪切强度。Cr靶电流为1.5 A的Cu-Cr合金UBM层形成的焊点结构具有较小的IMC厚度,且拥有最高的焊点剪切强度。证实了Cu-Cr 合金UBM层有利于提高焊接可靠性。

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65Mn钢渗硼层的微观组织、硬度及生长动力学

魏祥, 蒋彦清, 庾灵颉, 彭广威, 鱼宏斌, 郝鹏磊

金属热处理 2021, 46 (11): 110-119. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.017

摘要（55）

PDF （622KB）（30）

采用固体渗硼工艺对65Mn钢进行渗硼处理,并借助光学显微镜、X射线衍射仪、电子探针及维氏硬度计等手段系统研究了渗硼温度(800~1000 ℃)和渗硼保温时间(2~8 h)对65Mn钢渗硼层厚度、微观组织和硬度的影响规律以及渗硼层的生长动力学。结果表明,随着渗硼温度的升高或渗硼时间的延长,渗硼层的厚度不断增大,但当渗硼温度超过900 ℃时,渗硼层中黑色孔洞的数量、大小以及距离渗硼层表面的深度都逐渐增大。65Mn钢渗硼层都由Fe₂B柱状晶,以及位于Fe₂B柱状晶生长前沿及晶粒间的Fe₃(B,C)相、二元铁硅化合物和三元铁碳硅化合物组成,其维氏硬度(800~1590 HV0.05)远大于65Mn钢基体的硬度(238 HV0.05)。由于硬度较低的Fe₃(B,C)相和富硅相分布于高硬度的Fe₂B柱状晶晶粒之间,导致渗硼层的硬度并不随离渗硼层表面距离的增加而单调减小。渗硼层厚度的平方与渗硼时间呈线性关系,B原子在65Mn钢渗硼层中的扩散激活能为220.96 kJ/mol。

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3Cr13钢450 ℃不同气氛等离子体渗氮层表征

李芮, 由园, 闫牧夫, 闫纪红, 陈宏涛, 王超会, 刘东静, 洪霖

金属热处理 2021, 46 (11): 120-125. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.018

摘要（60）

PDF （625KB）（48）

对3Cr13钢在450 ℃氨气和氨氮混合气氛中分别渗氮4、8和12 h后的渗氮层进行了对比。利用光学显微镜、显微硬度计、X射线衍射仪、电化学工作站对渗氮层截面显微组织、显微硬度、相组成以及耐蚀性进行了表征。氨气渗氮层由化合物层和白亮层组成,而氨气和氮气混合气氛渗氮层中没有出现白亮层。氨气渗氮12 h后,渗氮层的表面硬度为1050.0 HV0.05;表面化合物层主要相为ε-Fe_2-3N,次要相为γ′-Fe₄N,出现了少量的CrN,白亮层相组成为γ′-Fe₄N;渗氮后极化曲线钝化区变宽,自腐蚀电流密度减小,耐蚀性提高。氨氮混合气氛渗氮12 h后,渗层的表面硬度为998.0 HV0.05;气氛中N浓度升高,渗氮8 h后CrN含量增加,次要相由氨气渗氮8 h的γ′-Fe₄N变为CrN;随着渗氮时间延长至12 h,渗层的自腐蚀电流密度降低,钝化区略有变宽,耐蚀性略有提高。

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MAO电压对TC4合金氧化膜层摩擦磨损性能的影响

余国庆, 景然, 王国迪, 张曼雪, 冯甜, 解念锁

金属热处理 2021, 46 (11): 126-130. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.019

摘要（58）

PDF （621KB）（27）

通过微弧氧化技术(Micro-arc oxidation, MAO)对TC4合金进行表面处理,探究了不同MAO电压对TC4合金氧化膜层摩擦磨损性能的影响。使用激光共聚焦显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计及高温真空摩擦磨损试验仪对膜层形貌、相成分、硬度以及摩擦学性能进行了测试。结果表明:随着MAO工作电压的升高,MAO-TC4合金表面膜层中锐钛矿型TiO₂和金红石型TiO₂的含量随之增加,其表面粗糙度、显微硬度以及平均摩擦因数亦随之增大,磨损率先降低后增大。当MAO工作电压为280 V时,磨损率最小,为2.8 mg/cm²,摩擦磨损性能最佳。

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工艺参数对WC颗粒增强表层复合材料与钢基界面组织的影响

张展展, 宁家庆, 左玲立, 廖海洋

金属热处理 2021, 46 (11): 131-136. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.020

摘要（85）

PDF （620KB）（33）

以45钢为基材,通过放电等离子烧结和铸造工艺成功制备了WC颗粒增强表层复合材料,研究不同浇铸工艺参数对表层WC/Fe复合材料与基材之间的界面结合及微观组织的影响。结果表明:随着浇铸量的增加,锭模的数值模拟温度可达1493 ℃,高温停留时间约734 s,为实现钢液与WC/Fe复合材料冶金结合提供有利条件,但是过高的浇铸量使WC/Fe复合材料的组织发生明显的变化,几乎观察不到WC增强相,组织出现大量鱼骨状碳化物Fe₃W₃C。当浇铸量控制在锭模体积的2/5时,可得到良好的WC/Fe复合材料与基材的宏观界面,界面反应产物Fe₃W₃C增加,但是增强颗粒仍保留了浇铸前的原始形貌。

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压力容器免除焊后热处理的最大厚度

崔庆丰, 房务农

金属热处理 2021, 46 (11): 137-142. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.021

摘要（96）

PDF （620KB）（45）

工程实践表明现代钢材质量与焊接技术足以保证结构钢在更大厚度时免除焊后热处理,相关厚度值远高于现行规范源于工程经验的最大焊后热处理(Post weld heat treatment,PWHT)豁免厚度规定。从压力容器防脆断的角度出发,基于断裂力学原理,研究了材料最大PWHT豁免厚度的影响因素,结合Q345R钢性能数据,评价了具体厚度值的工程适用性,分析指出保守的防脆断条款是导致我国压力容器规范最大PWHT豁免厚度小于欧美规范的根本原因。

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980 MPa级热浸镀钢的新型淬火配分工艺及组织性能

王开泰, 许云波, 徐兵, 顾兴利, 王源, 李佳彧, 倪申亚, 龚殿尧

金属热处理 2021, 46 (11): 143-146. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.022

摘要（77）

PDF （622KB）（32）

针对980 MPa级热浸镀钢,在C-Mn-Si-Al系成分设计基础上,开发了一种以高淬火温度(Ms点以上)为特征的新型淬火配分工艺(High-quenching-temperature quenching and partitioning,HQ&P),并与传统的一步过时效工艺(Quenching and austempering,QAT)相比较,分析不同热处理工艺下的组织结构与力学性能变化规律。试验结果表明,试验钢组织为临界区铁素体、贝氏体和马奥岛复相结构。一步过时效工艺下,随退火温度的增加,铁素体含量逐渐减少,贝氏体含量逐渐增加;高温淬火后配分处理的两步工艺下,试验钢发生了两次贝氏体转变,最终贝氏体含量更高,组织更加均匀且含有少量的残留奥氏体。在HQ&P工艺下,试验钢获得最佳的力学性能,即抗拉强度1005 MPa,伸长率26.1%。

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逆转变奥氏体对中Mn钢低温冲击断裂过程的影响

李敬, 杨跃辉, 张晓娟, 梁国俐, 苑少强

金属热处理 2021, 46 (11): 147-151. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.023

摘要（64）

PDF （622KB）（27）

对超低碳7%Mn钢进行了不同温度的回火处理,测定了组织中的逆转变奥氏体含量及其在-60、-100 ℃下的冲击吸收能量,并观察了冲击断口附近的显微组织,进而讨论了逆转变奥氏体含量及稳定性对试验钢低温冲击断裂过程的影响。结果表明:逆转变奥氏体对试验钢低温韧性的影响具有两面性,一方面能够通过相变缓解裂纹尖端的应力集中,改善钢的低温韧性,另一方面,当其稳定性较低时易于在应力作用下大量发生马氏体相变,导致钢低温韧性降低。冲击断口附近产生明显塑性变形的区域都较小,表明在冲击断裂过程中难以通过大范围的TRIP效应实现韧化。

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高温长时退火后纯铜丝的组织与性能

肖秋雷, 毛西秦, 欧梅桂, 梁宇, 陈德松

金属热处理 2021, 46 (11): 152-156. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.024

摘要（102）

PDF （622KB）（30）

将ø8 mm退火态T2纯铜棒材,通过工业拉丝机进行多道次冷拉拔变形,最终得到ø3.5 mm的拉拔态试样,对其进行了600 ℃保温不同时间的退火试验,并通过组织形貌的观察、力学和电学性能的测试,研究了退火后纯铜试样组织与性能的关系。结果表明:拉拔态纯铜组织经退火后形成新的再结晶晶粒,并伴有退火孪晶比例的增加。随着退火时间的增长,再结晶晶粒不断长大,抗拉强度和断后伸长率小幅波动。退火态试样的平均抗拉强度为拉拔态的67.3%,平均断后伸长率是拉拔态试样的8倍,平均导电率比拉拔态提高约3.3%,且随着退火时间的增加导电性得到逐步提高。

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中间退火处理对6016冷轧铝合金板Roping纹和组织性能的影响

李大林, 朱鹏程, 王萍, 吕正风, 张善顺

金属热处理 2021, 46 (11): 157-160. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.025

摘要（74）

PDF （623KB）（38）

利用光学显微镜和透射电镜研究了冷轧过程中间退火处理对6016铝合金表面Roping纹和组织性能的影响,测试了包边性能,观察了微观组织。结果表明:经450 ℃保温1 h的中间退火处理后,减弱了基体组织中因轧制变形形成的不同取向晶粒的条带状分布程度,弱化了基体组织不均匀屈服延伸。450 ℃的中间退火处理使得6016铝合金板材表面Roping纹完全消失,包边因子仅有0.4,包边性能最优。经350 ℃和400 ℃的中间退火处理后,表面粗晶明显,晶粒尺寸达到400~550 μm,且基体内的弥散相尺寸大、数量多,尺寸达到50~100 nm。表面粗晶和大量的晶界析出相是包边性能恶化的主要原因。

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退火温度对TA31钛合金大口径无缝管组织与性能的影响

邓亚杰, 黄海广, 张浩泽, 史亚鸣, 张玉勤, 蒋业华

金属热处理 2021, 46 (11): 161-165. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.026

摘要（90）

PDF （626KB）（39）

利用真空自耗电弧炉+电子束冷床炉熔铸了Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo(TA31)钛合金圆锭,通过铸坯直接斜轧穿孔制备出ø178 mm×12 mm大口径无缝管,研究了不同退火温度(800、850、900、950 ℃)对TA31钛合金组织演变和力学性能的影响。结果表明:轧制态无缝管为变形的魏氏组织,主要由片层状α相集束和原始β相晶界组成;退火处理后,片层状初生α相减少,原始β相晶界消失,组织逐渐均匀化,但当退火温度超过900 ℃后,α相集束粗化并转变为网篮组织;随退火温度的升高,抗拉强度与屈服强度先略微降低后缓慢增大,而伸长率呈先增大后减小趋势,断口形貌由韧性+准解理混合型断裂逐渐变为韧性断裂再转变为韧性+准解理混合型断裂。综合分析认为,短流程制备的TA31钛合金大口径无缝管适宜退火温度为900 ℃左右,此时抗拉强度、屈服强度和伸长率平均值分别为873 MPa、785 MPa和12.8%。

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航天紧固件用TC4钛合金棒材固溶时效后的组织与性能

吴晨, 马保飞, 肖松涛, 李敏娜

金属热处理 2021, 46 (11): 166-169. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.027

摘要（96）

PDF （626KB）（59）

对航天用紧固件TC4钛合金棒材进行固溶时效处理,对棒材不同位置进行显微组织观察、硬度和室温拉伸性能检测。结果表明:TC4钛合金棒材经固溶时效后表面至心部的组织与性能受冷却速度的影响呈现显著差异。固溶时效后的显微组织由稳定的等轴α相、弥散的马氏体α′相和亚稳定β相组成,试样端面上因冷却速度相差不大,次生α相的形态和含量没有明显差异;中部截面上边部至心部的次生α相含量逐渐增多,同时次生α相片层厚度逐渐增大并趋于等轴化。端面上不同位置显微硬度值没有明显差异,但中部截面上由边部至心部的显微硬度值呈总体降低趋势,且中部截面上边部的显微硬度值与端面相差不大。试样心部因固溶过程中冷却缓慢,整体试样的室温拉伸性能明显低于去除心部的试样。

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预处理温度对Cr-Ni-Co-Mo马氏体时效不锈钢强度的影响

吉昱睿, 杨卓越, 谭红琳, 丁雅莉

金属热处理 2021, 46 (11): 170-173. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.028

摘要（79）

PDF （624KB）（29）

研究了预处理温度对Cr-Ni-Co-Mo马氏体时效不锈钢强度的影响,其内容包括预处理温度对原始锻态粗晶遗传及自发再结晶的影响,以及对最终热处理后残留+逆转变奥氏体量和力学性能的影响。结果表明:900 ℃以下预处理遗传锻态粗晶,即通过α′→γ切变机制形成高缺陷密度的奥氏体。预处理温度升高,最终750 ℃固溶、－73 ℃冷处理后的残留奥氏体量,以及500 ℃时效的残留+逆转变奥氏体量减少,因此最终的抗拉和屈服强度升高。预处理温度提高到800 ℃以上,则不再影响最终热处理后的残留+逆转变奥氏体量,因此抗拉和屈服强度趋于稳定。900 ℃以上预处理遗传的锻态粗晶自发再结晶使晶粒细化,降低形成的奥氏体内的缺陷密度,降低750 ℃固溶处理后奥氏体内累积的缺陷密度,最终的时效强化效应下降,导致晶粒细化并不能提高最终的强度。

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镍基粉末高温合金FGH4096中γ′相完全溶解温度的测定

李昌, 陈蕾蕾, 瞿宗宏, 赖运金, 梁书锦

金属热处理 2021, 46 (11): 174-177. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.029

摘要（76）

PDF （627KB）（25）

通过JmatPro软件测试了镍基粉末高温合金FGH4096平衡相图,并根据γ′相平衡态溶解温度采用OM和SEM等方法研究了不同固溶温度下的γ′相溶解结果。结果表明,热力学软件JmatPro计算的FGH4096合金中的γ′相在930~1100 ℃大量溶解,完全溶解温度在1100 ℃以上。从1110 ℃到1130 ℃晶粒尺寸从16.1 μm长大至18.2 μm,变化不明显,从1130 ℃到1160 ℃,晶粒迅速从18.2 μm长大到28.6 μm。镍基粉末高温合金FGH4096中的γ′相起到强化作用的同时,对晶粒长大具有阻碍作用,随着固溶温度从1110 ℃升至1130 ℃,γ′相含量减少,其对晶粒的钉扎作用降低,导致晶粒有所长大。1130 ℃以上时,γ′相完全溶解,γ′相钉扎作用消失,晶粒迅速长大。最终确定FGH4096合金中γ′相实际的完全溶解温度为1130~1140 ℃。

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淬火温度对低合金耐蚀27CrMo48VNb钢油井管组织的影响

顾顺杰, 吕传涛, 肖旭, 丁磊, 李阳, 陈鹏飞

金属热处理 2021, 46 (11): 178-181. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.030

摘要（54）

PDF （622KB）（34）

通过系列温度淬火试验对低合金耐蚀27CrMo48VNb钢油井管进行热处理,并采用光学显微镜和透射电镜对不同温度淬火后组织、原奥氏体晶粒以及析出相进行了观察,研究了淬火温度对试验钢组织、晶粒尺寸和析出相的影响。结果表明,试验钢淬火后形成了马氏体组织。随着淬火温度升高,淬火后马氏体组织和原奥氏体晶粒尺寸逐渐增加。当淬火温度为890~1000 ℃时,随着淬火温度升高,晶粒尺寸增加较小;当淬火温度超过1000 ℃时,随着淬火温度升高,原奥氏体晶粒显著粗化。组织和原奥氏体晶粒尺寸随淬火温度的变化趋势与高温析出相溶解析出行为有关。试验钢的淬火温度应控制在890~1000 ℃。

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回火温度对42CrMo钢棒感应调质组织及力学性能的影响

张青, 曹培

金属热处理 2021, 46 (11): 182-185. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.031

摘要（88）

PDF （624KB）（64）

以42CrMo钢棒为对象,使用中频感应加热进行调质处理,研究了不同回火温度(500、550、600、650及700 ℃)对42CrMo钢棒组织及力学性能的影响。结果表明,随着回火温度的升高,42CrMo钢的显微组织均为回火索氏体,碳化物由不均匀分布细针状逐渐转变为短棒状,长宽比减小。随着回火温度升高至600 ℃,碳化物转变为弥散分布的颗粒状,650 ℃时颗粒状碳化物出现偏聚,700 ℃时回火索氏体快速粗化,硬度、抗拉强度与屈服强度呈现连续下降趋势,断后伸长率与断面收缩率呈连续小幅度上升趋势。

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热处理工艺对5Cr钢力学性能和耐蚀性能的影响

刘勇, 张志慧, 高燕, 赵晋斌, 武会宾

金属热处理 2021, 46 (11): 186-190. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.032

摘要（95）

PDF （622KB）（51）

利用光学显微镜、拉伸及冲击试验机等仪器研究了不同热处理工艺对5Cr钢组织和力学性能的影响,利用高温高压反应釜模拟腐蚀过程,并结合电化学测试对比分析了热轧态和调质态钢的耐腐蚀性能。结果表明:5Cr钢经淬火+回火处理后,组织中碳化物弥散析出,具有较高的强度和良好的塑、韧性。热轧态钢的腐蚀速率为0.188 mm/a,调质态钢为0.158 mm/a。调质态钢中作为阴极的碳化物(Fe₃C)少且均匀弥散分布,组织自腐蚀电位较高,腐蚀电流密度较低,电偶腐蚀程度较浅,耐腐蚀性能较好。

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回归制度对7A20铝合金RRA过程中组织性能的影响

王珊, 杨春苗, 张日强, 王淑慧, 滕敦波, 向清漪

金属热处理 2021, 46 (11): 191-194. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.033

摘要（63）

PDF （624KB）（23）

系统研究了RRA处理过程回归制度对7A20铝合金组织性能的影响,测试了力学性能和电导率,利用OM和TEM(HRTEM)表征了晶界和晶内的微观组织结构。结果表明:在160 ℃的回归温度下,随回归时间的延长,抗拉强度由630 MPa降低到525 MPa;经120 ℃保温12 h的再时效处理后,抗拉强度由645 MPa升高到710 MPa;回归时间越长,再时效引起的强度增量越大,80 min时达到最大值185 MPa。在200 ℃的回归温度下,回归时间为10 min时,便达到峰值强度715 MPa。随回归温度提高,导电率先升高后降低,与回归时间呈正相关关系。经160、200和240 ℃下峰值强度对应的回归处理后,基体晶粒尺寸分别为55、65和70 μm,相差不大。200 ℃×10 min的回归处理+再时效处理后,晶界处存在不连续的MgZn₂相,尺寸在10~20 nm,与基体呈非共格关系;晶内存在弥散分布的纳米级η′强化析出相,与基体呈共格或者半共格关系;晶界处存在45~55 nm宽度的PFZ(Precipitation free zone)区。

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254SMO不锈钢铸态组织及其高温固溶处理工艺

高昂, 钱张信, 刘德学

金属热处理 2021, 46 (11): 195-198. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.034

摘要（77）

PDF （668KB）（33）

通过显微组织观察和背散射电子扫描观察了不同时间、不同温度的固溶处理对超级奥氏体不锈钢254SMO铸态组织的影响,并采用电子探针技术观察了钢中σ相的溶解过程。结果表明,随着固溶时间和温度的增加,不锈钢中的铸态枝晶组织逐渐消融,偏析逐渐消除,σ相逐渐溶解并转化为δ相(铁素体)。其中1280 ℃×9 h固溶处理的效果最好。

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3379BA1汽轮机叶片钢的热处理工艺优化

卢春光, 梅国俊, 林生秀, 钱才让, 李杨, 芦晓雪

金属热处理 2021, 46 (11): 199-201. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.035

摘要（66）

PDF （624KB）（40）

采用正交试验方法研究了3379BA1汽轮机叶片钢热处理工艺与力学性能之间的关系。结果表明:影响试验钢力学性能的因素先后顺序为回火温度、淬火温度、回火时间、淬火时间,得出了最优热处理工艺参数为1050 ℃淬火(保温60 min,油冷)后在700 ℃回火(保温120 min,空冷)。通过试验验证,经最优热处理工艺处理后试验钢可以满足各项性能要求,较工艺优化前冲击吸收能量平均值提升约10 J,屈强比达87.3%。

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激光冲击强化对7050铝合金小孔结构残余应力和疲劳性能的影响

韩培培, 焦清洋, 权纯逸, 赵栋, 孙汝剑, 车志刚

金属热处理 2021, 46 (11): 202-206. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.036

摘要（79）

PDF （606KB）（25）

研究了激光冲击强化对7050 T7451铝合金小孔结构显微硬度、残余应力和疲劳性能的影响。结果表明:当激光能量为30 J、光斑直径ø4 mm,冲击2次时,7050 T7451铝合金显微硬度显著提高,表层硬度相对于母材提高约12%且硬化层深度可达1 mm;残余压应力幅值超过300 MPa,影响深度可达约1 mm,明显大于喷丸强化残余应力影响层深度。激光冲击诱导的残余压应力可提高疲劳裂纹的萌生抗力,其较深的残余压应力层则有利于延长裂纹的扩展寿命。激光冲击强化后小孔结构疲劳寿命相对于母材提高了4.7~17.6倍,且其疲劳寿命增益及稳定性明显优于喷丸强化。

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K438铸造高温合金表面热浸镀铝涂层的抗氧化性能

邓鹏飞, 左林春, 陈星伟, 熊伟, 刘艳, 廖从来, 李智

金属热处理 2021, 46 (11): 207-212. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.037

摘要（68）

PDF （606KB）（24）

针对K438镍基高温合金在高温条件下抗氧化性能不足的问题,采用热浸镀铝技术在其表面制备了铝化物涂层。经1000 ℃、1 h真空扩散退火处理后,对高温合金的热浸镀铝涂层开展了1000 ℃、250次的高温循环氧化试验,并采用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪等分析测试手段,对高温氧化后涂层截面组织进行了研究。结果表明,试验合金在1000 ℃、40次循环氧化后氧化增量曲线便开始下降,高温抗氧化性能较差,经1000 ℃、250次循环氧化后,形成了Al₂O₃、TiO₂、Cr₂O₃、NiO和尖晶石NiCr₂O₄、NiAl₂O₄等氧化产物。而热浸镀铝涂层经1000 ℃、40次循环氧化后,氧化增量变化较小,且经250次循环氧化后,氧化产物中未发现Cr₂O₃的存在,其高温抗氧化性能均较基体明显提高,其中热浸镀90 s的涂层高温抗氧化性能更好。

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脉冲偏压频率对TiSiN薄膜的微观结构和性能的影响

魏永强, 宋如蕃, 蒋志强

金属热处理 2021, 46 (11): 213-219. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.038

摘要（73）

PDF （608KB）（30）

采用脉冲偏压电弧离子镀技术,通过改变脉冲偏压频率在M2高速钢基体上沉积TiSiN薄膜,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等仪器,研究脉冲偏压频率对TiSiN薄膜的表面和截面形貌、元素成分、相结构的影响,并通过纳米压痕仪测试了TiSiN薄膜的纳米硬度和弹性模量。在统计的视场内(9×10³ μm²),TiSiN薄膜表面的大颗粒直径在0.30~7.26 μm之间,脉冲偏压频率从40 kHz到60 kHz,数量由495个减少到356个,之后随着脉冲偏压频率增加到80 kHz,大颗粒数量又增加到657个;当脉冲偏压频率为60 kHz时,TiSiN薄膜表面大颗粒和微坑缺陷数量最少,Si原子含量达到最小值0.46%;脉冲偏压频率为50 kHz时,TiSiN薄膜以非柱状晶的结构进行生长,厚度达到最小值1.63 μm;脉冲偏压频率为60 kHz时,柱状晶结构细化,薄膜的致密度增加。不同脉冲偏压频率下TiSiN薄膜都在(111)晶面位置出现择优取向,Si以非晶态Si₃N₄的形式存在于TiSiN薄膜中,没有检测到Si的峰值,形成了TiN晶体和Si₃N₄非晶态的复合结构。脉冲偏压频率60 kHz下TiSiN薄膜的表面大颗粒最少,纳米硬度达到最大值34.56 GPa,比M2高速钢基体的硬度提高了约3倍。当脉冲偏压频率为50 kHz时,TiSiN薄膜的腐蚀电位达到最大值－0.352 V(vs SCE),比基体提高了723 mV,自腐蚀电流密度达到0.73 μA/cm²;当脉冲偏压频率为70 kHz时,TiSiN薄膜的腐蚀电位达到－0.526 V(vs SCE),自腐蚀电流密度达到最小值 0.66 μA/cm²。

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奥氏体化过程中热冲压钢Al-Si镀层的组织演化

王俊辉, 崔青玲, 曾林林, 高欣宇, 梁佳伟

金属热处理 2021, 46 (11): 220-225. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.039

摘要（66）

PDF （612KB）（36）

利用差示扫描量热仪、场发射电子探针和激光共聚焦显微镜研究了22MnB5热冲压钢奥氏体化过程中Al-Si镀层的组织演化。镀层板升温过程中,Al-Si镀层在570 ℃左右熔化;由于温度较低,Al、Fe、Si原子的扩散受到Fe₂SiAl₇阻挡。当温度升到610 ℃左右时,扩散到镀层的Al原子增多,使得Fe₂Al₅进一步生长;Si原子向基体和镀层外表面扩散,由于Fe₂Al₅溶解Si原子能力弱,因此在Fe₂Al₅晶界处形成一层沉淀物FeSiAl₂,其余的Si原子就扩散在镀层表面形成Fe₂SiAl₇。750 ℃时,Al原子扩散到基体中形成了Fe₃Al;镀层中的Fe原子增加使Fe₂Al₅和FeAl₂不断生长;由于Fe₂Al₅和FeAl₂相中Si原子的溶解度低,因此会在晶界处形成Fe₃SiAl₅沉淀物;与Fe₂Al₅、Fe₃SiAl₅、Fe₃Al相比,FeAl₂相的生长速度更快,所占Al-Si镀层整体体积最大,这是因为FeAl₂正交晶格中沿c轴的高空位率(30%)导致了FeAl₂相的生长动力学更强。

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Cr12MoV钢激光熔覆Ni-Al复合涂层的组织及性能

陈滋鑫, 周后明, 朱宇旭, 张哲豪, 何方佳, 徐采星, 刘刚

金属热处理 2021, 46 (11): 226-231. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.040

摘要（71）

PDF （605KB）（30）

利用激光熔覆技术在Cr12MoV钢上熔覆了Ni-Al复合涂层,研究了Al含量对熔覆层组织形貌及力学性能的影响。结果表明:当熔覆层Al含量大于14%时,开始有裂纹出现;熔覆层的显微组织中无明显夹杂物,存在硬质相Al₂O₃及金属间化合物Ni₃Fe、AlNi₃;随着Al含量的增加,熔池边界逐渐消失,硬度、耐磨性呈先减小后增加的趋势。综合来看,Al含量为14%的熔覆层性能最佳。

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真实TGO界面形貌对热障涂层界面应力的影响

郭蕙敏, 李博, 张立群, 陶敬镭, 黄委, 裴修远, 肖俊峰, 南晴

金属热处理 2021, 46 (11): 232-235. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.041

摘要（74）

PDF （608KB）（35）

采用MSC.MARC有限元分析软件,以真实服役的某重型燃气轮机透平第一级动叶片表面热障涂层为研究对象,研究真实TGO界面形貌对热障涂层界面应力的影响。结果表明:在TC/TGO界面的TC层中,法向应力σ₂₂分布中的拉应力位于波谷区域,压应力位于波峰区域,而在BC/TGO界面的BC层中,σ₂₂应力分布与TC层相反;TC层与BC层的剪切应力σ₁₂分布规律相同,均是波谷左侧的应力方向为负,波谷右侧的应力方向为正。TGO界面的波峰和波谷处的法向应力σ₂₂值随TGO厚度的增大而增加;当TGO厚度不变时,BC/TGO界面振幅增大,TGO内和BC内的法向应力σ₂₂值也随之增大。

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制备工艺对超磁致伸缩Fe-Ga合金薄膜表面形貌的影响

沈智, 晏建武, 金康, 周英丽, 殷剑

金属热处理 2021, 46 (11): 236-240. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.042

摘要（62）

PDF （604KB）（25）

采用JZCK-600F型多功能镀膜设备制备了Fe-Ga合金薄膜,研究了溅射工艺对Fe-Ga合金薄膜沉积速率及表面形貌的影响。用SEM、EDS研究了Fe-Ga合金薄膜的表面形貌和薄膜成分。当其他工艺参数不变时,溅射时间、溅射功率是影响Fe-Ga合金薄膜的厚度和生长速率的主要因素。随溅射时间和功率的增加,薄膜厚度和沉积速率也随之增加,并且薄膜厚度与溅射时间和功率呈现出正比例关系;但是薄膜厚度过大,加大的内应力会使薄膜剥离。溅射功率过大时,内应力同样会使薄膜内部出现裂纹。所制备Fe-Ga合金薄膜的磁畴图像明暗对比明显。磁畴形状呈现不太规则的团圈状,类似珊瑚结构。薄膜的结晶化生长良好,薄膜形貌为较均匀致密的颗粒状结构。优化的薄膜溅射工艺参数为溅射功率80 W、溅射工作气压0.6 Pa、溅射时间60 min、Ar气工作流量25 mL/min。采用此优化工艺制备的Fe-Ga合金磁致伸缩薄膜悬臂梁偏移量为69.048 μm,可满足制备微器件所需性能。

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H13钢表面激光熔覆AlCoCrFeNiW_x高熵合金涂层及其性能

吴韬, 吴濛婷, 陈云祥, 华钱峰, 石淑琴, 李纪恒, 毛鹏展, 陈小明

金属热处理 2021, 46 (11): 241-244. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.043

摘要（194）

PDF （610KB）（27）

以热作模具钢H13作为基体,通过激光熔覆制备AlCoCrFeNiW_x(x=0, 0.5)高熵合金涂层,并研究W元素的添加对其组织结构以及热稳定性和耐磨性的影响。激光熔覆AlCoCrFeNiW_x高熵合金涂层相组织结构随W元素的添加会发生变化,W的添加会促进BCC相的形成,并且在晶界处形成富含W的第二相,其生长方向会沿着冷却方向形成细长状的枝晶,这些第二相会起到耐磨和强化涂层的作用。经800 ℃长时间保温后测试AlCoCrFeNiW_x高熵合金涂层的热稳定性。结果表明,AlCoCrFeNiW_x高熵合金涂层均能够保持较高的硬度和耐磨性,14 h保温后的硬度仍大于400 HV0.2,加入W元素后的涂层抗回火软化能力更强,800 ℃保温14 h后的耐摩擦磨损性能是基体的两倍以上。

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20Cr2Ni4A钢制框架轴开裂原因分析

罗子相, 刘克, 杨兵, 邓瑶瑶, 袁伍丰, 向臻东

金属热处理 2021, 46 (11): 245-249. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.044

摘要（98）

PDF （604KB）（33）

某20Cr2Ni4A钢制框架轴在装配过程中发现,框架侧板外侧通油孔与销轴孔交界处开裂。对其进行理化分析,发现有疑似渗碳层和硬度偏高现象;对其进行仿真分析,通油孔处和销轴孔处在渗碳和非渗碳状态下的应力数值差异很大,渗碳状态明显高于非渗碳状态;进行淬火试验,发现在800 ℃×60 min保温并附加较高碳势时,20Cr2Ni4A钢表面会产生不同程度的渗碳。综合上述分析及生产验证情况可知,裂纹是由于销轴孔壁和通油孔壁存在渗碳层,淬火时应力达到临界开裂状态,导致部分框架轴产生裂纹。

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某600 MW亚临界机组2Cr13钢螺栓的断裂失效分析

李梦阳

金属热处理 2021, 46 (11): 250-253. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.045

摘要（72）

PDF （601KB）（47）

通过对一起2Cr13钢循环水泵地脚螺栓失效断裂事件进行失效分析,开展了包括化学成分、力学性能、微观组织等方面的系统分析,对螺栓断裂原因进行了研究。结果表明:该批次螺栓C含量较低,室温抗拉强度、规定塑性延伸强度、硬度、冲击性能均低于标准要求,结合断口分析表明材料脆性较大。同时,显微组织分析表明该2Cr13耐热钢热处理工艺为退火处理,退火处理状态的2Cr13耐热钢综合性能均明显低于调质处理后材料综合性能,故该批次螺栓热处理工艺不当导致螺栓微观组织和性能不符合相关要求是引起螺栓运行时疲劳断裂的主要原因。

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压缩机17-4PH不锈钢叶轮叶片的失效分析

康珍玮, 周根树, 刘立军, 张潇珂, 王梦杰

金属热处理 2021, 46 (11): 254-257. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.046

摘要（81）

PDF （800KB）（51）

某氮压机叶轮上的叶片发生早期失效破裂,从叶片的化学成分、显微组织、力学性能和断口的宏观、微观形貌等方面分析其失效原因。结果表明,叶片材料为17-4PH不锈钢(对应中国牌号05Cr17Ni4Cu4Nb)。叶片断口上有明显的疲劳特征,表明断裂属于疲劳断裂。叶片材料的化学成分、组织及性能满足标准要求。叶片的振动是造成断裂的主要原因。

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某型内燃机铝合金活塞的金相检验

张振威, 朱宇瑾, 蒋锐, 赵洁, 陈耘, 李雨蕾, 丁博远

金属热处理 2021, 46 (11): 258-261. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.047

摘要（77）

PDF （606KB）（30）

借助金相检验相关知识,对某型号内燃机活塞进行了宏观组织和显微组织分析。结果表明:活塞基体部位分散性孔洞为1级,集中性孔洞为1级;复合材料部位分散性孔洞为1级,集中性孔洞为1级;活塞试样组织中α固溶体较大,共晶硅呈短条状,部分呈小块状,初晶硅呈中等块状,略有聚集, 评定为3级;鱼骨状铁相夹杂物及针状铁相夹杂物不明显,铁相夹杂物评定为1级。

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一种双漩涡流场强烈淬火槽的设计及流热耦合仿真

曲喆, 朱小硕, 邢若飞, 傅宇东

金属热处理 2021, 46 (11): 262-269. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.11.048

摘要（63）

PDF （670KB）（24）

针对缺少均匀高速稳定流场强烈淬火设备的问题,设计了一种双漩涡流场强烈淬火设备淬火槽物理模型,采用Fluent软件,进行流体的力学分析,对强烈淬火设备的淬火槽内部流场进行了研究,基于三维雷诺平均守恒N-S方程和标准k-ε湍流模型对淬火槽内部流体产生的流场进行了数值计算,分析了淬火槽进水口在3.0、3.5、4.0 m/s 的进水速度下产生的流场数据,对最优淬火槽进行流热耦合分析,研究了45号钢试件在该淬火槽下的温度场。结果表明:液相介质流在淬火槽内形成双漩涡流体,在漩涡相交处可形成环绕工件的、强烈稳定的环流场。在淬火槽进水口流速为4.0 m/s时,得到最优工艺,环流场的流速可达2.0 m/s,此速度使45号钢试件冷却速度达到650 ℃/s,完全符合强烈淬火要求。

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FeMnAlC低密度钢中κ-碳化物形成机理

曹晨星, 王存宇, 曹文全

金属热处理 2021, 46 (12): 1-6. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.001

摘要（96）

PDF （617KB）（60）

FeMnAlC钢是一种新型的高强低密度钢,较高的合金元素含量使其组织性能具有较大的调控空间。κ-碳化物是钢中特有析出相,其析出位置和大小对FeMnAlC钢的性能有极大影响,合理地调控κ-碳化物的析出可以有效地提高钢的强度,并具有较高的塑性和韧性。对FeMnAlC钢中κ-碳化物的形成机理进行总结,并结合不同冷速和短时时效试验探究κ-碳化物的形貌特征以及调控方法。结果表明:κ-碳化物调幅分解产生,结构与基体共格,会随着时效时间的延长和温度的提高粗化。Si、Ni元素会促进κ-碳化物析出,Mo、Cr等元素会抑制κ-碳化物析出。

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热处理工艺对Fe-15Mn-4.5Si-10Cr-5Ni系形状记忆合金析出相及形状记忆性能的影响

赵锴, 杨忠民, 李佳蕊, 陈颖, 曹燕光, 李昭东

金属热处理 2021, 46 (12): 7-12. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.002

摘要（69）

PDF （535KB）（42）

为了进一步提高Fe-15Mn-4.5Si-10Cr-5Ni系形状记忆合金的形状记忆效应,利用OM、TEM及物理相分析等试验方法,研究了直接时效及固溶+时效热处理工艺对试验合金微观组织、第二相析出及形状记忆效应的影响。结果表明,试验合金经固溶处理后,因第二相粒子大幅度回溶,导致试验合金形状记忆性能下降较为明显;同时,因直接时效处理较固溶+时效处理显著提高了试验合金中Cr碳化物第二相析出量,使试验合金形状记忆性能大幅度提升。其中,试验合金在800 ℃直接时效可获得最佳形状回复率。

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时效处理对优质GH738合金组织及力学性能的影响

吴玉博, 杨成斌, 侯为学, 荣义, 李春, 录云杰, 李伶俐

金属热处理 2021, 46 (12): 13-18. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.003

摘要（83）

PDF （537KB）（45）

采用力学性能测试与组织观察相结合的方式研究了时效温度和保温时间对优质GH738合金组织及性能的影响规律。结果表明,时效温度和时间均会对γ′相的体积分数和尺寸产生影响。当时效温度在720~800 ℃时,随着时效温度升高,合金强度下降,一次和二次γ′相分别长大30 nm和8 nm,一次γ′相体积分数增加,二次γ′相体积分数减少,时效温度为800 ℃时一次γ′相体积分数达到峰值,约为8%。当保温时间为0~48 h时,随时效时间延长,合金强度先升高后降低,两类γ′相分别长大20 nm和6 nm,一次γ′相体积分数先增后减,二次γ′相体积分数则变化相反。当保温时间为8 h时,两类γ′相体积分数分别达到峰/谷值,含量约为8%和12%。γ′相尺寸和体积分数的变化,特别是体积分数的变化,导致位错的两种强化机制作用效果不同,致使强度发生变化。

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冷变形对含氮028合金微观组织和力学性能的影响

巩芳源, 冯翰秋, 郎宇平, 陈海涛, 王宝顺, 钟强, 冷崇燕

金属热处理 2021, 46 (12): 19-23. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.004

摘要（60）

PDF （534KB）（26）

通过对含氮028合金进行不同变形量的冷轧,采用光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)和拉伸试验研究了冷变形量对其组织和力学性能的影响。结果表明,当冷变形量相同时,随着氮含量的增加,屈服强度增加明显。当冷变形量从0%增加到70%时,0.25%N 试验合金的抗拉强度从764 MPa提高到1405 MPa,屈服强度从390 MP提高到1249 MPa。在低变形量时,试验合金中存在大量位错和平面滑移结构。随着冷变形量的增加,试验合金中形变孪晶的数量逐渐增加,位错不断增殖。当冷变形量继续增加时,形变孪晶被割裂破碎。

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Nb对H13钢组织及冲击性能的影响

欧阳伟豪, 周健, 高鹏, 林鹏, 迟宏宵, 王文军

金属热处理 2021, 46 (12): 24-30. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.005

摘要（83）

PDF （534KB）（37）

采用OM、SEM、EDS、相分析、硬度测试和冲击性能试验等分析手段,对比研究Nb含量为0、0.067%和0.270%(质量分数)的H13试验钢淬回火后的组织及力学性能。结果表明,加入Nb后试验钢淬火硬度有所下降;淬火温度提高后,含Nb试验钢的晶粒尺寸小于0Nb试验钢,但含Nb试验钢中存在部分未溶碳化物;3种试验钢回火后的二次硬化峰均出现在510 ℃。经1050 ℃淬火、不同温度回火后,0.067Nb试验钢的冲击吸收能量高于0Nb试验钢。0.27Nb试验钢受到大尺寸碳化物的影响,淬火温度在1080 ℃以下时,冲击吸收能量不及另两种试验钢。

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不同镍含量奥氏体基低密度热轧钢的组织与力学性能

王凤权, 孙挺, 王毛球, 尉文超, 周晓龙

金属热处理 2021, 46 (12): 31-39. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.006

摘要（82）

PDF （543KB）（33）

研究了3种Fe-18Mn-10Al-1C-(0, 3, 5)Ni-0.08V-0.03Nb(wt%)奥氏体基低密度双相钢在热轧后的组织和力学性能。结果表明,热轧后,试验钢的组织由拉长的奥氏体、条带状B2相及沿再结晶奥氏体晶粒晶界处的块状B2颗粒组成。此外,在奥氏体晶粒和B2颗粒中分别形成了纳米级κ-碳化物和DO₃相。5Ni钢屈服强度高达1352 MPa,这主要是由于奥氏体晶界存在大量纳米级别的B2颗粒以及VC相产生析出强化效果。随着Ni含量的增加,钢的强度与硬度均增加,5Ni钢屈服强度比0Ni钢高116 MPa,归因于5Ni钢中更多的B2相含量(16.9%)。但含Ni钢在强度增加的同时,极大损失了塑性,导致钢的伸长率极低,分析其原因为条带状B2相主要分布在奥氏体晶界处,试样在变形过程中裂纹更易沿晶界断裂,断口有分层现象。

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热处理工艺对30Cr16Mo1VN钢组织和性能的影响

曹鑫, 李权, 杨银辉

金属热处理 2021, 46 (12): 40-45. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.007

摘要（88）

PDF （538KB）（45）

为探索30Cr16Mo1VN钢最佳的热处理工艺,采用冲击、拉伸试验机、洛氏硬度计、OM、SEM、XRD、TEM研究了淬、回火温度对该钢组织和力学性能的影响。结果表明:该钢最佳的淬火温度为1050 ℃,淬火后存在少量M₂₃C₆碳化物和M₂N氮化物阻碍晶界迁移,其平均晶粒尺寸为14.1 μm,而大部分碳/氮化物固溶进基体中,导致Ms点降低,残留奥氏体含量增至59.2%。经-73 ℃冷处理后,大量残留奥氏体转变成马氏体,硬度提高至57 HRC。该钢300 ℃回火时具有良好的强韧性匹配,抗拉强度达2030 MPa,断面收缩率为10.0%。回火后基体发生回复,位错密度降低,随回火温度的升高,基体上析出细小弥散的球状碳化物阻碍位错运动产生二次硬化,450 ℃回火时出现硬度峰值。回火温度低于500 ℃时,该钢的硬度值皆大于55 HRC,具有良好的回火稳定性。

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铸态与锻态GH4738合金的热变形行为

苏醒, 吕旭东

金属热处理 2021, 46 (12): 46-52. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.008

摘要（72）

PDF （546KB）（27）

通过MTS热模拟试验机对铸态与锻态GH4738合金在变形温度1000~1150 ℃及应变速率0.01~1 s^-1的条件下进行压缩试验,其中压下量为10%、30%、50%。结果显示,两种状态的合金应力-应变曲线均具有典型的动态再结晶特征,存在加工硬化、流变软化和稳态流变3个阶段。由应力-应变曲线得出GH4738合金铸态及锻态热变形激活能分别为Q=575.89 kJ/mol及Q=588.04 kJ/mol。并利用EBSD分析发现,在相同的热变形参数下,锻态GH4738合金组织的动态再结晶要比铸态组织发生得更早、更显著。

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回火温度对Ti-V-Mo微合金化马氏体钢析出相和力学性能的影响

韩荣, 刘洪喜, 尉文超, 王毛球, 时捷

金属热处理 2021, 46 (12): 53-60. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.009

摘要（73）

PDF （540KB）（30）

利用微观分析和物理化学相分析法,对不同回火温度(550,600,650 ℃)保温1 h后的Ti-V-Mo微合金化马氏体钢的组织和析出相表征,并进行了强化分量的计算。结果表明,在600 ℃回火时具有最佳的综合力学性能:抗拉强度为1298 MPa,屈服强度为1286 MPa,伸长率为14%。强化分量计算结果表明:析出强化和细晶强化是主要的强化方式,约占总强度的40%和30%,其中析出强化分量σ_p为517 MPa,由5 nm以下的(Ti,V,Mo)C粒子(质量分数22%)提供。回火温度由550 ℃升高到600 ℃,抗拉强度和屈服强度均有增加,同时伸长率变化不大,其主要原因是σ_p对屈服强度的贡献量提高,在提高强度的同时改善了塑性。

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两种冶炼工艺下A286高温合金的热变形行为

邓闪闪, 孙永庆, 蒋业华, 刘振宝, 梁剑雄, 王长军

金属热处理 2021, 46 (12): 61-71. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.010

摘要（83）

PDF （543KB）（28）

为了探究真空感应+真空自耗(VIM+VAR)和电炉+精炼+真空自耗(EAF+LF+VAR)两种工艺冶炼A286高温合金的热变形行为,利用Gleeble-3800热模拟试验机在温度950~1150 ℃和应变速率0.01~10 s^-1范围内进行热压缩试验。基于摩擦和绝热加热修正后的真应力-真应变曲线和应变硬化率曲线建立了A286合金的Arrhenius本构方程,确定了VIM+VAR合金和EAF+LF+VAR合金的热激活能分别为358.15和372.54 kJ·mol^-1。利用临界应变和动态再结晶体积分数50%应变引入动态再结晶速度参数k_v,建立新的动态再结晶模型。采用Prasad 准则绘制两种钢在应变0.2、0.5和0.9下的热加工图,并结合组织分析,确定VIM+VAR合金的最佳热加工工艺条件为1050~1100 ℃,0.01~1 s^-1和1100~1150 ℃,0.1~10 s^-1;EAF+LF+VAR合金的最佳热加工工艺条件为1050~1100 ℃,0.01~1 s^-1和1100~1150 ℃,0.1~3 s^-1,得出VIM+VAR合金的热加工区间较宽,其热加工性能优于EAF+LF+VAR合金。

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碳含量对铌微合金化高碳钢制金属针布耐磨性的影响

顾炜华, 卓城之, 陆忠, 高丽, 张永清, 雍岐龙

金属热处理 2021, 46 (12): 72-75. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.011

摘要（60）

PDF （533KB）（29）

通过微合金原理,设计了3种含0.8%~1.0%碳及0.03%~0.04%铌的高碳钢。结果表明,碳含量增加可完全消除网状渗碳体,并使更多的碳在热处理加热时固溶于奥氏体中,从而获得更高的淬火硬度。对比不同碳含量钢的淬火显微组织,当碳含量为0.90%时,马氏体基体可以在获得最高硬度的同时保持超细晶粒。由此制造的梳理针布的平均齿尖硬度可以达到841 HV0.2, 晶粒度可以达到13.5级。通过快速磨损试验以及客户现场试验,针布的耐磨性相对于高端针布钢材80WV提高约30%。

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氮含量及固溶温度对21-6-9奥氏体不锈钢组织和硬度的影响

闫治坤, 陈海涛, 郎宇平, 屈华鹏, 冯翰秋, 刘荣佩

金属热处理 2021, 46 (12): 76-80. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.012

摘要（76）

PDF （538KB）（32）

为了探讨氮含量及固溶温度对21-6-9不锈钢组织和硬度的影响,分别在950、1000、1050和1100 ℃对3种不同氮含量的热轧态21-6-9不锈钢进行1 h固溶处理,通过光学显微镜观察其组织结构,结合Thermo-Calc热力学计算对试验钢的微观组织进行分析,并对其进行硬度测试。结果表明,0.20%~0.28%N的21-6-9不锈钢热轧后沿轧制方向析出铁素体,且钢中铁素体经950~1100 ℃固溶处理可消除,当N含量达到0.34%时,试验钢中不再出现铁素体。随着固溶处理温度的升高,21-6-9不锈钢的晶粒组织长大,硬度降低。N含量的增加可显著提高固溶态21-6-9不锈钢的硬度,其增加程度随固溶处理温度的升高而减弱。

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17Cr2Ni2MoVNb和20Cr2Ni4A齿轮钢的动态再结晶行为及热加工图

董明振, 欧阳雪枚, 刘洋铭, 苟磊, 袁伍丰, 闫永明

金属热处理 2021, 46 (12): 81-86. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.013

摘要（68）

PDF （534KB）（34）

利用Gleeble-3800热模拟试验机得到17Cr2Ni2MoVNb和20Cr2Ni4A齿轮钢在1000~1150 ℃、0.01~10 s^-1的流变应力曲线,构建了两种钢的动态再结晶Avrami动力学模型和热加工图。结果表明,两种钢在高变形温度、低应变速率下易发生动态再结晶。17Cr2Ni2MoVNb钢中较高的Nb和Mo含量对动态再结晶的抑制作用大于20Cr2Ni4A钢中的高Ni含量的影响,导致在相同的热变形条件下17Cr2Ni2MoVNb钢的动态再结晶体积分数小于20Cr2Ni4A钢。17Cr2Ni2MoVNb钢的最佳热加工工艺参数为:温度为1050~1150 ℃、应变速率为0.1~0.6 s^-1;20Cr2Ni4A钢的最佳加工参数为:温度为1100~1150 ℃、应变速率为3.3~5.5 s^-1。

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热处理对0Cr13钢力学性能和磁性能的影响

马圆圆, 包汉生, 龚志华, 赵吉庆, 杨钢

金属热处理 2021, 46 (12): 87-93. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.014

摘要（113）

PDF （540KB）（28）

研究了不同再结晶退火和调质处理工艺对0Cr13不锈钢常温下力学性能和磁性能的影响。结果表明:0Cr13钢经980 ℃×1 h 淬火,水冷+725 ℃×2 h回火,水冷+400 ℃×2 h回火,炉冷处理,可以获得铁素体和马氏体双相组织,力学性能与磁性能的匹配较好;0Cr13钢经980 ℃×1 h淬火,水冷+725 ℃×2 h回火,水冷+870 ℃×2 h回火,炉冷处理,磁性能优异,且矫顽力较小,但强度显著下降。820 ℃×5 h 炉冷再结晶退火后,可获得更加规整、均匀的等轴铁素体组织,强度比调质处理的低,但具有良好的软磁性能。调质处理后采用870 ℃高温回火,可以显著降低材料的矫顽力H_c和剩余磁感应强度B_r,去磁场时可快速退磁。0Cr13钢中铁素体量多则弱磁特性好,马氏体量多则强度高,磁性能和强度存在一定的矛盾关系,较好的磁性能会损失一定的强度,反之亦然。

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WS₂增强CoCrTi复合材料的制备及高温摩擦学性能

钱钰, 崔功军, 卞灿星, 寇子明

金属热处理 2021, 46 (12): 94-99. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.015

摘要（57）

PDF （536KB）（26）

采用热压烧结技术制备了CoCrTi-(2.5, 4.0, 6.0)WS₂复合材料,并优化了WS₂的含量。通过球-盘式高温摩擦试验机研究了复合材料在室温至1000 ℃范围内的摩擦学性能。使用X射线衍射仪和扫描电镜等分析了复合材料的显微组织和物相组成。结果表明:适量WS₂的添加显著提高了材料的硬度与摩擦学性能。3种复合材料的摩擦因数和磨损率均表现出大致相同的变化趋势:在室温至400 ℃的试验条件下,摩擦因数随温度的升高而降低,磨损率变化趋势则相反。在400 ℃到1000 ℃,摩擦因数随温度的升高小幅增大;磨损率随温度的升高先减小后增大最后减小,在800 ℃时达到最大值。在给定的试验条件下,WS₂含量为4.0wt%的复合材料具有最佳的高温摩擦学性能。在低温下试样表现出不同程度的磨粒磨损,在高温下的磨损机理为氧化磨损。

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Mg含量对Al-Zn-Mg铝合金组织及性能的影响

黄元春, 李湘粤, 谭维杨, 胡嘉伟, 黄娟, 邹倜

金属热处理 2021, 46 (12): 100-106. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.016

摘要（70）

PDF （543KB）（36）

通过改变镁的含量,设计了4种不同成分的Al-6.0Zn-xMg合金。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、差式扫描量热分析仪(DSC)、硬度、导电率以及室温拉伸等分析测试方法,研究了Mg含量对Al-Zn-Mg合金铸态、均匀化态组织性能及T6态力学性能的影响。结果表明:4种铸态合金组织晶界附近存在大量共晶网状结构与链状第二相,主要为α(Al)+三元T(AlZnMg)相,合金中还存在少量的Al₃(Zr,Ti)相和富铁相,提高Mg含量会使合金组织中的非平衡共晶相增加。合金均匀化处理后空冷,基体内有大量细小弥散的针状η(MgZn₂)相析出,且随着Mg含量的提高,这种针状η(MgZn₂)相的析出数量也逐渐增多。随着Mg含量增加,硬度逐渐增加,导电率逐渐下降,且均匀化态合金的硬度及导电率比铸态的高。4种T6态合金中Al-6.0Zn-2Mg合金的综合力学性能最佳。

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N含量对13Cr超级马氏体不锈钢耐蚀性的影响

李苗苗, 邹德宁, 佟立波, 庞阳

金属热处理 2021, 46 (12): 107-112. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.017

摘要（60）

PDF （608KB）（37）

对13Cr超级马氏体不锈钢进行氮合金化,采用淬火-配分热处理工艺,研究了不同N含量对13Cr钢的微观组织及电化学腐蚀行为的影响。结果表明:随N含量增加,板条马氏体组织表现出明显的细化行为,奥氏体含量增加,且有VN生成,从而防止N与Cr结合生成Cr₂N,促使Cr在材料表面形成以Cr₂O₃为主的致密腐蚀产物膜,提高材料耐蚀性;试验钢表面以局部腐蚀为主,试样表面有点蚀发生。随着N含量的增加,形成腐蚀产物膜的孔隙度减小;表面钝化膜为双电层结构,增加了钝化膜的稳定性,点蚀坑数量明显减少且变小;提高N含量有利于试样耐点蚀性能的改善,0.35%N试验钢表面腐蚀产物附着牢固,平整且致密,晶粒大小均匀,可起到良好的保护作用。

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镀镍多壁碳纳米管对Sn-3.0Ag-0.5Cu无铅钎料焊点界面行为的影响

陈进, 屈敏, 崔岩

金属热处理 2021, 46 (12): 113-118. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.018

摘要（54）

PDF （607KB）（25）

采用机械混合法制备了不同含量(0、0.05、0.1、0.2、0.5wt%)镀镍多壁碳纳米管(Ni-CNTs)复合Sn-3.0Ag-0.5Cu(SAC305)无铅钎料。采用F4N回流炉对SAC305-x(Ni-CNTs)钎料进行回流焊,利用电热鼓风干燥箱对焊点试样进行170 ℃时效(t=0、48 h)处理。结合DTA、SEM、EDS等分析手段研究了不同镀镍碳纳米管含量对Sn-3.0Ag-0.5Cu钎料润湿性、熔点和焊点界面金属间化合物(IMC)层的影响。结果表明:Ni-CNTs可以显著改善钎料的润湿性,降低钎料熔点;此外,Ni-CNTs可以有效抑制界面IMC层的生长,同时改变界面IMC组成。综合比较得出Ni-CNTs最佳添加量为0.05%,与Sn-3.0Ag-0.5Cu钎料相比,润湿角降低49.76%,熔点降低0.331 ℃;时效后界面IMC层厚度4.292 μm(t=0 h)、5.238 μm(t=48 h)相对于SAC305钎料界面IMC厚度6.529 μm(t=0 h)、8.255 μm(t=48 h)分别降低了34.26%(t=0 h)、36.55%(t=48 h),界面IMC层相组成转变为(Cu_1-xNi_x)₆Sn₅和(Cu_1-xNi_x)₃Sn。

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Ni合金化对Finemet合金热稳定性及软磁性能的影响

张超汉, 陶平均, 朱坤森, 黄文豪, 杨元政

金属热处理 2021, 46 (12): 119-123. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.019

摘要（58）

PDF （608KB）（23）

通过铜辊甩带法制备了成分为Fe_73.5-xSi_13.5B₉Cu₁Nb₃Ni_x(x=0、1、2、3)的非晶带材,并对其进行退火处理。利用XRD、DSC、VSM和软磁直流测试仪等对带材的相结构、热稳定性以及软磁性能进行测试分析。结果表明,所制备合金带材淬火态下均为完全非晶结构,经560 ℃保温60 min退火处理后,合金中形成了非晶和α-Fe(Si)纳米晶双相共存结构。随着Ni含量的增加,整体上非晶带材的一级起始晶化温度T_s1和二级起始晶化温度T_s2先减小后增大,两级起始晶化温度之差ΔT_s整体呈下降的趋势,由166.0 ℃下降至132.8 ℃,热稳定性降低。淬火态下,Ni元素的添加使得非晶带材的软磁性能有所恶化。经退火处理后,带材的软磁性能明显提升,当Ni含量x=1时,具有较好的软磁性能,其饱和磁化强度为157.7 emu/g,矫顽力为6.8 Oe。

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Nb对中低碳超级贝氏体钢组织与性能的影响

高石, 潘学福

金属热处理 2021, 46 (12): 124-129. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.020

摘要（99）

PDF （600KB）（22）

针对无Nb和0.05wt%Nb两种中低碳钢,研究了Nb对0.25wt%C超级贝氏体钢组织与性能的影响。结果表明,对两种试验钢采用轧后先快冷后缓冷的等温工艺,均可获得贝氏体组织。300 ℃等温8 h,含Nb钢贝氏体含量达到80%,屈服强度提高12% (109 MPa),冲击吸收能量达到52 J。通过Thermal-Calc软件计算并结合TEM观察发现,含Nb钢中Nb元素与Mo等元素形成复杂碳化物,析出的细小碳化物钉扎板条边界,细化贝氏体板条,抑制板条合并与粗化,提高板条的稳定性。等温8 h后,含Nb钢的贝氏体铁素体板条尺寸在150~200 nm之间。利用背散射电子和EBSD分析发现,Nb元素通过促进碳化物的析出,降低过冷奥氏体稳定性,促进贝氏体转变,抑制马氏体转变,细化残留奥氏体,提高了组织的均匀性和稳定性,是性能提高的主要机制。

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La-Ce混合稀土对AZ91D合金组织和性能的影响

陈利超, 苏植成, 任井涛, 方立强, 汪子超, 王宇宇, 赵莉萍

金属热处理 2021, 46 (12): 130-134. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.021

摘要（67）

PDF （601KB）（24）

以AZ91D镁合金作为研究对象,探究了La-Ce混合稀土含量对其组织性能的影响。结果表明:在AZ91D镁合金中加入混合稀土La-Ce后,铸态组织为网状β-Mg₁₇Al₁₂相及少量杆状稀土化合物。且随着稀土含量增多,β-Mg₁₇Al₁₂和杆状稀土化合物被细化。经固溶时效处理后,随稀土含量增加,试验合金伸长率增大,硬度和抗拉强度均先增后降,稀土含量为2.38%时,合金力学性能最佳。

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Q450耐酸钢的相变及耐蚀性能

王震, 胡德勇, 孙超, 高秀华, 吴红艳, 杜林秀

金属热处理 2021, 46 (12): 135-141. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.022

摘要（60）

PDF （600KB）（24）

针对含0.09%Bi的铁路敞车用新型耐酸钢,通过热模拟试验,绘制了动态CCT曲线,进行实验室轧制,利用全浸试验方法和电化学试验方法对其耐硫酸腐蚀性能进行了研究。结果表明:随着冷速提高,显微组织由珠光体+铁素体逐渐完全转变为贝氏体,同时组织细化。在实验室热轧后水冷至622 ℃,石棉卷取保温冷至室温,得到的组织为铁素体+少量贝氏体;经全浸腐蚀试验,腐蚀后表面腐蚀产物平整,腐蚀较轻,其力学性能和耐硫酸腐蚀性能均满足Q/ASB 174—2016要求。电化学试验研究表明,试验钢自腐蚀电位、自腐蚀电流和腐蚀速率均优于Q345B钢,表面富含Cu₂S的致密腐蚀产物氧化膜对耐蚀性提高作用明显。

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选区电化学沉积镍镀层的微观形貌及耐磨性

白雪琛, 梁国星, 吕明

金属热处理 2021, 46 (12): 142-148. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.023

摘要（66）

PDF （606KB）（36）

利用选区电化学沉积技术在45钢基体上沉积镍镀层,并对其进行形貌观察、能谱分析探寻选区电化学沉积镍镀层组织生长规律,并将镀层和基体耐磨性进行了试验对比。结果表明,选区电化学沉积生长过程为由小型颗粒逐步生长堆叠成为致密镀层;晶粒生长呈螺旋式上升堆叠形态,球状晶粒内部和表面存在微裂纹;晶粒间隙处存在氧元素,氧化反应对于小型晶粒之间的相互融合起抑制作用;选区电化学沉积镍镀层结构组织更加致密,镀层组织与基体组织间存在明显的分界线,镀层组织相较于基体材料耐磨性更好。

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无钛热冲压成形钢的连续冷却与等温转变规律

耿吴宾, 崔青玲, 梁佳伟, 朱宗伟, 张龙超

金属热处理 2021, 46 (12): 149-155. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.024

摘要（64）

PDF （598KB）（22）

利用Thermo-Calc热力学软件(TCFE 9数据库)、DIL805A/D变形热膨胀相变仪和场发射扫描电镜(FE-SEM)研究了连续冷却转变及等温转变过程中无钛热冲压成形钢的微观组织演化规律。结果表明:试验钢的Ac₁=749 ℃,Ac₃=863 ℃。绘制了CCT曲线和TTT曲线;无钛热冲压成形钢的马氏体相变开始温度Ms=385 ℃,马氏体相变结束温度Mf=130 ℃。过冷奥氏体冷却过程中,发生马氏体相变的临界冷却速度为5 ℃/s;当等温温度高于750 ℃时,热冲压成形后可获得全马氏体组织。

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非平衡磁控溅射离子镀Cu-Nb纳米晶薄膜的微观结构及性能

王钰鹏, 吴泓均, 鲍明东, 田武, 周兵

金属热处理 2021, 46 (12): 156-161. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.025

摘要（72）

PDF （608KB）（24）

研究了Nb含量对纳米晶Cu-Nb薄膜微观结构和性能的影响。使用非平衡磁控溅射离子镀技术,在具有(100)晶面的单晶Si基体和玻璃基体上制备不同Nb含量的Cu-Nb纳米晶薄膜,研究Nb含量对纳米晶Cu-Nb薄膜微观结构和性能的影响。将样品置于卧式真空退火炉中进行400 ℃退火,用配备了能量色散X射线光谱仪的场发射扫描电镜、原子力显微镜、X射线衍射仪、纳米压痕仪和四探针电阻率测试仪等分析了退火前后薄膜的微观结构、力学性能与电学性能。结果表明,沉积态Cu-Nb薄膜表面由致密的纳米晶组成,表面粗糙度最高仅为8.54 nm,且无明显的孔洞和裂纹等缺陷。随着Nb含量的增加,薄膜的平均晶粒尺寸下降5 nm,薄膜的硬度也因细晶强化而有所增加,在靶电流为1.3 A时达到最大值4.9 GPa。退火态样品在硬度、弹性模量、平均晶粒尺寸和表面粗糙度方面与沉积态薄膜相比有较小的变化,Cu-Nb薄膜表现出优良的热稳定性。Nb的加入可有效细化晶粒,达到细晶强化的效果,同时Cu-Nb不互溶的特性使得纳米晶薄膜在高温下也可保持较好的热稳定性。Nb靶溅射电流为0.5 A 时薄膜综合性能最佳,此时沉积态Cu-Nb薄膜的电阻率最低,为3.798×10^-7 Ω/m,硬度和弹性模量高达4.6 GPa和139.5 GPa,薄膜厚度为1050 nm,粗糙度R_a为4.70 nm。

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生物医用316L奥氏体不锈钢的形变组织

李鹏涛, 刘金旺, 罗贤, 陈建新

金属热处理 2021, 46 (12): 162-167. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.026

摘要（66）

PDF （602KB）（30）

借助扫描电镜、电子背散射衍射和透射电镜组织观察,对生物医用奥氏体不锈钢316L的形变组织进行了多尺度深入研究,其工程应变量范围为2%~40%。结果表明,当应变>20%时,316L奥氏体不锈钢中的<001>和<111>取向平行于拉伸方向,即出现了大量的变形孪晶和马氏体。从微米尺度和纳米尺度对孪晶和马氏体相变做详细分析发现,形变首先诱发形成变形孪晶,由于孪晶界减小了位错平均自由程而引起位错塞积,进一步诱发马氏体的转变。随着变形量的增加出现了更多的孪晶和α-马氏体,马氏体相变的过程只有γ→α转变,α马氏体主要分布在孪晶界附近,特别是孪晶交叉的位置。其中,奥氏体基体和α-马氏体之间的取向关系为:[011]_γ//[011]_α,(420)_γ//(123)_α。

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YG8硬质合金表面激光熔覆WC/TiC/Co涂层的组织及性能

梁伟印, 梁国星, 董黎君, 刘东刚, 王时英

金属热处理 2021, 46 (12): 168-174. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.027

摘要（90）

PDF （605KB）（27）

通过激光熔覆方法在YG8硬质合金表面制备WC/TiC/Co涂层,借助扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)观察组织结构并分析其物相组成,并对其显微组织、硬度分布和摩擦磨损性能进行了观察和测量。结果显示:涂层表面平整,与基体结合紧密,截面形貌良好没有明显缺陷。表层和两侧存在未熔的WC颗粒,熔覆层中WC颗粒消失,新产生的组织分布均匀。受激光影响,热影响区中的WC晶粒发生重结晶和再结晶。熔覆层主要物相为WC、W₂C、(Ti,W)C_1-x、M₆C(Co₄W₂C、Co₃W₃C)等,这些硬质相和碳化物的生成及弥散分布提高了熔覆层性能。通过测量,熔覆层硬度分布在1700~1800 HV0.5,最高为1783 HV0.5,高于YG8硬质合金,而热影响区和基体的硬度则稍有下降;耐磨性也有大幅提高,熔覆层体积磨损量比YG8合金减少90.67%,平均摩擦因数为0.293,主要磨损形式为磨粒磨损。

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Hastelloy C276高温合金热加工微观组织演化元胞自动机模拟

靳琛, 杜延鑫, 张驰, 张立文

金属热处理 2021, 46 (12): 175-179. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.028

摘要（66）

PDF （598KB）（36）

采用Gleeble热模拟试验机对Ni-Cr-Mo系高温合金Hastelloy C276进行单道次和双道次热压缩试验,获得了不同热变形条件下的流变应力曲线和微观组织,在此基础上回归了该合金热变形物理冶金模型及参数,进而构建了微观组织拓扑演化的元胞自动机模型。结果表明:Hastelloy C276高温合金在高温热压缩过程中易发生动态再结晶,当动态再结晶不完全时,在热压缩保温或道次间歇内,再结晶晶粒将进一步快速生长而发生亚动态再结晶。Hastelloy C276高温合金再结晶行为对变形温度、变形速率、应变量等工艺参数敏感;构建的元胞自动机模型,集成计算了热压缩和道次间歇过程中的位错密度、再结晶形核及晶界迁移等,可有效表征多工艺参数下Hastelloy C276高温合金热压缩过程中的微观组织拓扑结构演化和应力-应变响应。

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银铜箔轧制用银铜板的退火组织与性能

孙玉梅, 王晓文, 宫本奎, 冯锐, 费翔昱, 赵维超

金属热处理 2021, 46 (12): 180-186. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.029

摘要（59）

PDF （599KB）（23）

采用光学显微镜、电子背散射衍射技术、维氏硬度计和电化学工作站等研究了轧制银铜板在退火过程中的组织、织构演变规律及其对维氏硬度、耐腐蚀性能的影响。结果表明:轧制银铜板退火时,晶粒形态由轧态的长条状演变为等轴晶组织,且平均晶粒尺寸增大,织构类型由铜型织构、黄铜型织构、S织构和R织构等形变织构演变为立方织构和{025}<001>等退火织构;随退火温度的升高,银铜板维氏硬度减小,银铜板小角度晶界含量降低,∑3晶界含量升高,耐腐蚀性能先减弱后增强。银铜板在300 ℃保温10 min时,立方织构含量最多,硬度为60 HV0.3,耐腐蚀性能较好。

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铁基阻尼合金阻尼及力学性能研究进展

王书亮, 陈露宇, 蒋小松

金属热处理 2021, 46 (12): 187-192. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.030

摘要（68）

PDF （597KB）（51）

铁基阻尼合金是一种依靠自身机制将部分振动能转化为热能散发掉的减振材料,能够有效减弱振动与噪声对设备和工人的影响,并且拥有加工性好、耐蚀性好、使用温度范围宽以及价格低廉等特性。然而,铁基阻尼合金的阻尼性能与力学性能的合理搭配仍是未有效解决的难题,无法满足实际工程应用。研究者发现热处理、元素掺杂等手段对铁基阻尼合金阻尼性能或力学性能能够产生不同程度的优化,但在提升力学性能时几乎都会使阻尼性能恶化。为了给探究调控阻尼与力学性能有效的工艺方法提供参考,对铁基阻尼合金的阻尼机理、阻尼性能影响因素以及力学性能的特点进行了阐述,最后对铁基阻尼合金研究方向进行了展望。

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热处理22MnB5钢的力学响应及本构建模

胡泽豪, 马洪浩, 刘君, 程柳, 张立强, 郭鹏程

金属热处理 2021, 46 (12): 193-198. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.031

摘要（84）

PDF （604KB）（27）

22MnB5钢冷轧板材分别在750、850和950 ℃保温30 min水淬后,进行了应变速率分别为0.0005、0.001、0.01和0.1 s^-1的室温拉伸试验。结果表明:随着热处理温度的升高,试验钢的微观组织中板条状马氏体含量增加,其屈服强度和抗拉强度也显著提升;随着应变速率的增加,试验钢的屈服强度和抗拉强度呈现先增加后减小的趋势;最后基于Voce本构模型,通过引入Johnson-Cook本构的应变速率项,构建了可以描述22MnB5钢在不同热处理工艺和应变速率下力学行为的本构方程,其相关系数(R)和平均相对误差(AARE)分别为0.993和3.15%。

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Ti6Al4V合金激光熔覆Co-Ti₃SiC₂复合涂层的组织和摩擦学性能

孟祥军, 沈颖, 张少瑜, 许宏良, 汪阳, 刘秀波

金属热处理 2021, 46 (12): 199-203. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.032

摘要（56）

PDF （602KB）（26）

为改善Ti6Al4V合金的摩擦学性能,分别用纯Co、Co-2%Ti₃SiC₂、Co-5%Ti₃SiC₂、Co-8%Ti₃SiC₂混合粉末为原料,在Ti6Al4V合金表面激光熔覆制备复合涂层,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)以及摩擦磨损试验机分析物相组成、显微组织结构以及在常温下的摩擦学性能。结果表明:所有复合涂层与基体结合良好,伴有少部分微孔。纯Co涂层的主要物相为γ-Co、CoTi、CoTi₂等,而Co-Ti₃SiC₂涂层物相包括γ-Co、CoTi、CoTi₂、TiC、Ti₅Si₃和残留的Ti₃SiC₂。涂层的硬度相对基体提高了1.90~2.15倍,而耐磨性能相应提高了3.02~5.44倍。

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高磁感取向硅钢轧制及热处理过程中的晶界和织构演化

喻春明, 张继明, 党波, 张毅

金属热处理 2021, 46 (12): 204-208. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.033

摘要（85）

PDF （618KB）（29）

采用电子背散射衍射(EBSD)对不同轧制和热处理态的高磁感取向硅钢的重合位置点阵(CSL)晶界和织构进行了研究。结果表明,热轧态取向硅钢截面织构呈层状分布,表层主要为{110}<001>Goss织构,1/4厚度主要为{001}<110>立方织构、{112}<111>铜型织构和{110}<001>Goss织构,而心部则形成较强的{112}<111>铜型织构、{111}<110>形变织构和{110}<001>Goss织构;常化处理后截面织构梯度变化不明显,但中心位置{112}<111>织构向{110}<001>Goss织构转变。冷轧退火态主要织构为{110}<001>Goss织构、{112}<111>织构和{111}<110>形变织构。二次再结晶后,则生成强烈的{110}<001>Goss织构。随着织构的变化,CSL晶界也发生了明显的转变。热轧态CSL重位晶界中∑3~∑29均有出现,但比例较低;常化处理后CSL重位晶界比例增加,冷轧退火后CSL晶界比例大幅提高,特别是∑3、∑7、∑9和∑15等晶界;二次再结晶后,由于CSL晶界发生了转化,CSL晶界类型减少,∑3、∑13等晶界比例增加,∑9晶界消失。

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低硬度P91钢管长时服役后的组织性能和安全性评价

邓辉

金属热处理 2021, 46 (12): 209-213. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.034

摘要（53）

PDF （615KB）（23）

通过显微组织观察和能谱分析、室温拉伸试验、室温冲击试验、高温短时拉伸试验、高温持久性能试验研究了低硬度P91钢管服役10⁵ h后的组织和性能,并进行安全性评价。结果表明:长时服役硬度为157 HBW的低硬度P91钢管组织为块状铁素体和大尺寸析出相M₂₃C₆,与正常硬度管相比,其常温力学性能和高温短时力学性能大幅降低,10⁵ h持久强度外推值低于标准推荐值36%,通过评估得出该机组高压导汽管低硬度直管段剩余寿命为54 075 h,机组运行存在较大安全隐患。

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取向硅钢韧脆转变温度及影响因素

李莉, 贾志伟, 张一凡, 罗理, 蒋奇武

金属热处理 2021, 46 (12): 214-217. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.035

摘要（89）

PDF （615KB）（25）

以鞍钢0.27 mm规格高磁感取向硅钢板为研究对象,通过测量不同温度下常化样品的力学性能,结合微观组织和断口形貌观察,确定其韧脆转变温度及影响因素。结果表明:该取向硅钢临界断裂强度约为590 MPa,韧脆转变温度区间为60~80 ℃。在0~100 ℃测试温度范围内,随温度升高,磷元素偏聚浓度由90%左右降低至65%左右,相应平衡时间短,有利于提高晶界结合强度并弱化脆断倾向。此外,常化组织晶粒粗化和铁素体与珠光体不均匀变形产生的微裂纹是脆化的主要组织因素,不利于取向硅钢的冷轧加工。

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热轧工艺对65Mn钢显微组织及力学性能的影响

杨莹莹, 吴红艳, 齐敏, 杜林秀

金属热处理 2021, 46 (12): 218-222. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.036

摘要（64）

PDF （626KB）（31）

研究了热轧工艺对65Mn钢组织与性能的影响。采用电子探针显微分析仪(EPMA)和透射电镜(TEM)对热轧组织进行了表征。结果表明:通过控制热轧工艺,可获得珠光体和贝氏体两种初始组织。随着终轧温度和终冷温度的降低,先共析铁素体含量和珠光体体片层间距逐渐减小,强度、硬度逐渐升高。相比珠光体组织,热轧贝氏体组织具有更高的强度,抗拉和屈服强度分别为943 MPa 和648 MPa。

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淬火温度对新型NM450抗腐蚀磨损钢组织和性能的影响

彭思远, 邓想涛, 梁亮, 付天亮, 刘宁, 王昭东

金属热处理 2021, 46 (12): 223-228. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.037

摘要（58）

PDF （616KB）（23）

采用扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和力学性能检测等方法,研究了淬火温度对NM450抗腐蚀磨损钢组织和力学性能的影响。结果表明,试验钢在840~960 ℃范围内淬火后低温回火,获得了回火板条马氏体组织。当淬火温度为870 ℃ 或低于此温度淬火时,组织中出现了弥散分布的第二相,其Cr含量明显高于基体,当淬火温度升高至900 ℃及以上时,第二相消失,同时奥氏体晶粒也开始明显长大。随着淬火温度的升高,试验钢的强度和硬度整体趋于下降,冲击吸收能量在900 ℃时达到最高。根据取向分布与晶界分布图可以发现,960 ℃淬火时有效晶粒尺寸最大,大角度晶界占比最低,其冲击性能最差。900 ℃淬火时有效晶粒尺寸与840 ℃相近,但其组织结构更加均匀,大角度晶界所占比例升高,这是900 ℃淬火时冲击性能较高的主要原因。

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冷轧和时效过程中1RK91不锈钢的组织与性能演变

田硕士, 马凤仓, 刘平, 刘新宽, 李伟, 张柯

金属热处理 2021, 46 (12): 229-235. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.038

摘要（50）

PDF （616KB）（25）

利用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)、维氏硬度计、万能材料试验机等研究了1RK91不锈钢冷轧过程中应变诱发马氏体组织转变及时效工艺对材料力学性能的影响。结果表明:1RK91不锈钢冷轧过程中发生应变诱发马氏体相变,应变诱发马氏体的形核取决于冷轧中位错的增殖与运动,受变形温度影响。材料的强度和位错密度随冷轧变形量的增大而增大,固溶和75%冷轧后抗拉强度分别为903 MPa和1195 MPa,位错密度分别为5.75×10¹⁰ cm^-2和8.84×10¹⁰ cm^-2,计算得到该钢的冷加工强化系数为3.89 MPa/%。常规时效下,固溶和75%变形量的峰值硬度分别为499 HV0.2和610 HV0.2,分级时效后峰值硬度分别为513 HV0.2和639 HV0.2。随变形量的增大,常规时效处理材料峰值硬度增加,达到峰值硬度的温度降低,总体上分级时效处理后具有更高的峰值硬度和更好的抗过时效能力。

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热处理制度对喷射成形7A50铝合金组织性能的影响

杨春苗, 王淑慧, 刘文文, 李延珍

金属热处理 2021, 46 (12): 236-240. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.039

摘要（64）

PDF （618KB）（32）

研究了热处理制度对喷射成形7A50铝合金微观组织和力学性能的影响,测试了显微硬度和力学性能,运用OM、SEM(EDS)和TEM(SAED)观察了微观组织。结果表明:喷射成形后的7A50铝合金,消除了枝状晶粒,晶粒尺寸细化到60~120 μm范围;预时效(PA)处理提升了7A50铝合金试样的初始硬度,但却明显降低了自然时效(NA)过程的硬化速率,12 d自然时效处理后,相比于SS+NA态,最终硬度反而降低了19 HV0.5;SS+PA+NA+BH态的试验铝合金,屈服强度和抗拉强度最高,分别达到了475 MPa和525 MPa,屈服强度的BH值达到165 MPa,伸长率降低了10%;不同热处理状态下的试样断口均具有韧性断裂的特征,断口处存在大量的韧窝。SS+PA+NA处理后,基体内的第二相尺寸细小,分布弥散,尺寸在5~15 nm范围。

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热处理工艺对Ti-3Al-6Mo-2Fe-2Zr合金组织和性能的影响

何超威, 张可召, 杨丹, 牛红志, 严春妍, 包晔峰

金属热处理 2021, 46 (12): 241-246. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.040

摘要（60）

PDF （619KB）（30）

采用OM、SEM和XRD等方法研究了固溶时效热处理对近β型钛合金(Ti-3Al-6Mo-2Fe-Zr)显微组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响。结果表明,随着固溶温度的升高,初生α相的含量逐渐降低,经930 ℃固溶处理后,合金为单一β相。固溶温度在830 ℃以下时,随着固溶温度的升高,初生α相逐渐转变为β相,第二相强化作用减弱,合金强度逐渐降低,塑性逐渐提高,断裂方式为微孔聚集型;固溶温度在830 ℃以上时,随着固溶温度的升高,β相晶粒逐渐粗化,合金强度降低,塑性下降,断裂方式由微孔聚集型断裂向解理断裂转变。随着固溶温度从780 ℃升高至930 ℃,初生α相的含量降低,β/α相界逐渐减少,耐腐蚀性能提升。经780 ℃固溶1 h(水冷),500 ℃ 时效6 h(随炉冷却)处理后,细小针状的次生α相于亚稳β相中沉淀析出,合金强度显著提高,但塑性下降。

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临界淬火工艺处理高强结构钢Q690GJ的韧化机理

邓伟, 秦小梅

金属热处理 2021, 46 (12): 247-251. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.041

摘要（87）

PDF （617KB）（22）

研究了QT(淬火+回火)和QLT(淬火+临界淬火+回火)热处理对高强结构钢Q690GJ微观组织及低温韧性的影响。通过金相、扫描电镜等方法,对低温冲击试样、无塑性转变试样进行了微观分析。结果表明:QLT工艺处理的Q690GJ钢低温韧性明显优于QT工艺。微观组织分析表明:QLT工艺处理试验钢组织为板条马氏体+残留奥氏体,临界淬火工艺形成了更多数量的、且较为稳定的残留奥氏体软相,提高了起裂前的塑性变形能力;同时形成更多取向混乱的马氏体板条束,有效阻碍了裂纹的扩展,从而提高低温韧性、降低无塑性转变温度。

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工业纯铁的氮碳钛离子共渗工艺

刘岩, 张城兴, 李双喜

金属热处理 2021, 46 (12): 252-255. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.042

摘要（61）

PDF （618KB）（26）

针对氮、碳二元离子共渗电磁纯铁的渗氮层硬度低、耐磨性差的问题,采用氮、碳、钛三元离子共渗的方法对其进行表面改性处理。结果表明,在相同渗氮工艺下,海绵钛的加入,有效地提高了渗氮层的表面硬度;在520 ℃共渗8 h时,测得渗层硬度最高可达513 HV0.05。但是三元离子共渗降低了纯铁的磁性能,尤以低磁性能降低较多,稍低于GB/T 3656—2008要求,中磁性能与高磁性能仍满足标准要求。

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18Cr2Ni4WA钢渗碳淬火后回火温度对力学性能的影响

李峰, 李双喜, 李纪强, 王红伟, 刘桥桥, 王东柱, 苗圩巍

金属热处理 2021, 46 (12): 256-261. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.043

摘要（125）

PDF （615KB）（40）

为了研究18Cr2Ni4WA钢渗碳淬火后不同回火温度对渗碳表面和未渗碳部分(心部)力学性能的影响,采用显微硬度计、拉伸试验机和冲击试验机对渗碳淬火后不同回火温度下试样的力学性能进行了研究,并且运用ABAQUS仿真软件对不同回火温度下的齿轮试样性能进行了模拟分析。结果发现:随着回火温度的升高,试样硬度和强度降低的同时,心部的冲击吸收能量也下降明显,在300 ℃时其冲击吸收能量值接近于技术要求规定的最小值,考虑到炉温和材料成分存在不均匀性,因此此类钢在某些特定条件下,渗碳淬火后回火温度不宜高于260 ℃。

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17CrNiMo6钢斜齿轮热处理仿真分析中的位移边界条件

梁睿君, 王志强, 李华文

金属热处理 2021, 46 (12): 262-267. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.044

摘要（80）

PDF （617KB）（32）

基于17CrNiMo6钢热处理过程传热、组织场转变和热弹塑性数学模型,建立了斜齿轮零件热处理有限元模型。对17CrNiMo6钢斜齿轮的热处理过程进行了模拟,并分析了固定约束、对称约束、摩擦约束3种位移边界条件对热处理仿真畸变的影响。结果表明:17CrNiMo6钢斜齿轮淬火后齿轮表面受压应力,而心部受拉应力,齿根处压应力大于齿顶处。与目前普遍采用的固定约束或对称约束边界条件相比,采用摩擦约束的仿真结果更加符合实际情况。

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渗碳层厚度对18Cr2Ni4WA钢齿轮淬火畸变影响的模拟研究

孔令利, 贺瑞军, 李贵发

金属热处理 2021, 46 (12): 268-275. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.045

摘要（64）

PDF （616KB）（30）

采用有限元模拟软件,对热处理气淬过程中渗碳层对18Cr2Ni4WA钢弧形齿轮温度场、应力场、应变场的影响进行了分析,并结合第一性原理方法对其作用机制进行了探索。结果表明:渗碳层厚度对18Cr2Ni4WA钢弧形齿轮温度场的影响较小,但是应力场结果显示当渗碳层厚度小于0.5 mm时,齿顶表面应力波动明显,齿顶表面的应力由渗碳层厚度0.1 mm的86.7 MPa增加至2.0 mm的278.6 MPa。应变场结果表明在渗碳层厚度为2.0 mm时,齿顶表面等效应变初始值达到2%。第一性原理计算结果显示随着碳浓度的增加,Fe-Fe原子之间的成键强度消弱,新形成的Fe-C键和Cr-C键明显增强,而且Fe与C原子之间电子密度呈明显的方向性。Fe-Fe键的消弱导致18Cr2Ni4WA钢的膨胀系数会随碳浓度增大而增大,因此齿轮因渗碳层过厚而产生的升温畸变在气淬降温阶段并不能恢复,从而加大齿轮尺寸跳动。

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工艺参数对铝合金强风冷过程界面换热效率的影响

徐戎, 李落星

金属热处理 2021, 46 (12): 276-281. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.046

摘要（66）

PDF （622KB）（32）

通过一系列风冷淬火试验,研究了气体高速冲击金属热表面的换热过程,采用反传热法对界面热流密度 (q) 和界面传热系数 (h)进行了求解,探究了试样的表面粗糙度和淬火初始温度、试样表面的冷却介质流量密度对换热过程的影响。结果表明:试样淬火初始温度对风冷淬火界面换热有显著影响,当其从470 ℃增大到520 ℃时,q 和h的最大值增大约50%,淬火表面温度下降到200 ℃的平均冷却速率增大约43%。随试样表面介质流量密度增大,界面热交换呈现出先增大后减小的趋势,即存在一个与最高界面换热效率对应的临界试样表面介质流量密度,且喷射角度越接近90°,该临界值越小。随试样表面粗糙度增大,界面换热不断减小,这可能归因于越粗糙的表面对边界层内流体的钉扎作用越明显,越不利于提高界面换热效率。此外,在250~380 ℃区间,界面换热系数随表面温度变化曲线普遍存在一个凹陷区域,这可能与铝合金淬火冷却过程中二次相的析出有关。

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25CrMnB履带钢冲裁断裂成因分析

田雨, 于浩

金属热处理 2021, 46 (12): 282-288. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.047

摘要（62）

PDF （617KB）（33）

通过金相和硬度试验,研究了25CrMnB履带钢不同部位组织与硬度的分布规律,对热轧25CrMnB履带钢出现冲裁断裂问题的原因进行了分析。结果表明,水冷样品比空冷样品硬度更高,且诱导齿处易出现硬度偏高的问题,断裂首先于诱导齿处发生。履带钢冲裁断裂的原因是出现了混晶组织、网状铁素体和粒状贝氏体组织,材料受力时在异常组织处形成应力集中,导致微裂纹萌生并扩展,引起履带钢冲裁时开裂。混晶组织与网状铁素体出现的原因是终轧温度过高。根据EDS分析结果,粒状贝氏体出现的原因主要是Mn和B元素微观偏析。

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8407钢压铸模工作面麻点失效分析

孟鑫沛, 金林奎, 林权, 黄仪浩, 方曼婷, 黎肖辉, 何平

金属热处理 2021, 46 (12): 289-293. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.048

摘要（64）

PDF （615KB）（27）

8407钢压铸模具在使用过程中工作面出现麻点,对其进行抛光处理,而经抛光加工后再次使用,模具工作面仍出现麻点。采用金相显微镜及扫描电镜等仪器设备,对压铸模具失效件的化学成分、表面缺陷形貌特征及显微组织进行检测和分析。结果表明,模具工作面表面麻点处存在凹坑,凹坑周围及底部均存在不同程度的开裂,并在凹坑边缘形成斜坡状的压痕。模具工作面凹坑未发现氧化、腐蚀等化学反应,表明该凹坑由于挤压变形造成。压铸模工作面麻点产生的原因是抛光过程中加工强度过大,模具工作面表层已经形成高温快冷的白亮色淬火组织,淬火组织应力造成工作面的横向开裂,并形成局部纵向裂纹。在表面抛光热影响作用下,工作面次表层产生退火软化,因而形成变形的纤维状组织。模具在使用过程中,工作面表层纵向裂纹处被压塌形成凹坑,造成模具工作面宏观可见的表面麻点,导致锌合金压铸件产品表面凸起的外观缺陷。

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汽车前轴用40Cr钢锻件开裂失效分析

程源, 胡芳忠, 杨少朋, 汪开忠, 金国忠, 陈世杰, 王良林

金属热处理 2021, 46 (12): 294-297. doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.12.049

摘要（114）

PDF （623KB）（46）

利用化学成分、显微组织以及硬度分析等方法,对汽车前轴用40Cr钢锻件的开裂原因进行了分析。结果表明:裂纹位于锻件的R角处,为淬火裂纹;锻件R角处的元素偏析造成淬透性显著高于周围其它位置,锻造过程中产生了表面缺陷,使得淬火时马氏体相变产生的体积内应力超过了材料的强度,造成了淬火裂纹的产生;通过增大R角半径、控制原材料的成分偏析以及调整锻造工艺等措施,能够减小汽车前轴用40Cr钢锻件热处理后淬火开裂的风险。

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