低中碳合金钢的条状和片状贝氏体铁素体包含着集结成束的铁素体亚条,亚条由多个有规则形状的铁素体细块组成,它是贝氏体铁素体的均匀切变长大的相变基元,其中无碳化物析出。贝氏体θ-碳化物来源于α基元块的相界沉淀,或富化碳奥氏体的脱溶分解。 铁素体亚条束的基元群有单、双向两种排列方式。单面表面浮雕是单向排列基元群的基元块单向均匀切变应变的累积所构成的;帐篷式的双面表面浮雕是双向排列的二组基元群的基元块相向均匀切变应变的累积所引起的,当二组基元群的基元块向背均匀切变应变的累积便形成倒置帐篷式的双面表面浮雕。二组基元群的间界面显示为“中脊面”。

研究了650℃时效1—1000h对Cr21 Ni6Mn9N钢组织和氢脆敏感性的影响。结果表明,时效过程中,晶界上析出M_3C_6型碳化物,晶界附近出现贫Cr区。随时效时间的延长,碳化物变大并相互连接。晶界附近的贫Cr程度则随时效时间的延长逐渐加剧,但在100h以后又趋于恢复,当时效达1000h时恢复到与时效1—2h的试样相近。钢的氢脆敏感性随时效时间的增加而提高,并不因贫Cr现象的减轻而下降。这表明晶界碳化物的出现是时效过程中钢的氢脆敏感性提高的主要原因。

利用STEM,EDAX,新的萃取复型技术和相分析方法,研究了Nb钢,V钢、Nb-V钢和Ti-V-Nb钢中的Nb,V,Ti碳氮化物在控轧过程中的应变诱导等温析出和颗粒粗化的规律。

采用化学分离联合衍射定量分析法,对多相镍基合金进行了定量相分析研究,得到了850—1000℃下MC的分解和M_(23)C_6,M_6C的析出与热暴露时间的双曲线型变化规律。热暴露过程中M_(23)C_6的元素组成一直在变化,刚析出时为(Cr_(0.67)Mo_(0.13)Ni_(0.13)Co_(0.07))_(23)C_6,其后Cr量增高,Mo,Ni和Co量减少,最终组成为(Cr_(0.88)Mo_(0.07)Ni_(0.03)Co_(0.02))_(23)C_6。热暴露温度愈高,M_(23)C_6达到最终组成状态愈快。

配制了38种复杂成分镍基实验合金,测定其γ′固溶温度,利用回归分析方法确定了γ′固溶温度和合金元素间的定量关系并对合金元素的影响进行了评论。用所得的γ′固溶温度线性方程对13种典型商用镍基高温合金进行预测,计算结果与实测数据基本一致。

本文用实空间格林函数递推方法,计算了含杂质Mg,W的γ′-Ni_3Al相的电子结构,结果表明,Mg和W原子进入γ′相后都失去部分外层电子,使得原子半径减小,从而有利于杂质以替代方式进入γ′相;Mg和W原子同时进入γ′相,使Mg与γ′基体之间的相互作用增强,有利于γ′相产生稳定结构。

本文采用5kW横流二氧化碳激光器进行了Fe-Ni-Cr合金涂层和45号钢基体合金化处理,用电子显微术分析了熔化区的特征,揭示了所谓激光“亮带”的本质。结果表明,“亮带”属于熔化区;是平面晶一个纵切断面,其宽度等于平面晶的高度,随扫描速度的增加和激光功率的减小而变窄。

本文通过试验分析了灰铸铁的同相和异相热疲劳及C-P型和P-C型高温低周疲劳特性,并应用弹塑性断裂力学方法对其寿命作了解析评价。试验和计算都表明,在相同应变范围下,同相和C-P型疲劳寿命分别高于异相和P-C型。这与低碳钢等材料结果相反。另外,计算值和试验吻合,说明J积分用作评价灰铸铁热疲劳强度的力学参量及本文所建立的力学模型和计算方法有效。文中从能量角度提出了一个用于描述裂纹扩展能力的参量ΔW_T,在相同ΔW_T值下,高温低周疲劳寿命和热疲劳相等。

本文应用环状裂纹受拉圆棒试样的尺寸效应于测定中低强度钢的平面应变断裂韧度K_(IC)。所用试样的尺寸比标准试样小很多。用J积分分析了尺寸效应,并通过有限元计算和断口分析探讨了允许用较小尺寸的圆棒试样测定K_(IC)的原因。

本文研究了缺口尺寸对低碳钢低温断裂行为的影响,分析了断裂载荷谷值所对应的温度T_C~*(称为冷脆特征温度)附近的断裂特征,结合工程设计特点,提出了冷脆临界缺口(裂缝)尺寸α_C及其特征值α_C~*的概念,推荐作为控制冷脆的一个基本特性参量。文中推导出了α_C及α_C~*的数学表达式,该式的可行性得到了静载及疲劳载荷条件下模拟试验数据的验证。

本文研究了不同温度下GH136合金的疲劳蠕变交互作用,得到变温断裂特征图,结果表明,温度的降低将使材料的抗蠕变损伤能力迅速增加,导致F区的扩大和C区的缩小,甚至在550℃下C区完全消失。即在全部应力区间,即使疲劳应力不大,疲劳断裂仍占优先地位。可用一个材料参量Ω粗略预测C区完全消失的条件。

利用横截面电镜样品,对Ni基体磁控溅射离子镀Al膜进行了透射电镜观察。研究了不同工艺条件下镀膜的组织形态,相结构以及相分布。镀覆5min时,在Ni基体和镀Al膜交界处,发现一个Al-Ni系中迄今未见报道的未知相。经电子衍射分析其为体心四方点阵,a=b=0.588nm,c=0.480nm。研究了随时间变化的镀膜组织结构变化情况。

在JEM-1000超高压透射电镜高温台中对40CrMnSiMoV钢310℃等温所得下贝氏体进行定点动态观察的结果表明,原先无碳化物的贝氏体铁素体内,在高于等温转变温度经一定时间回火后,析出了典型下贝氏体碳化物。这说明下贝氏体铁素体是过饱和碳的。奥氏体中也可析出碳化物,但不具备下贝氏体碳化物的典型特征。

本文利用透射电镜技术,对奥氏体Cr18Ni13-45钢焊缝组织进行了“原位”直接取样观察。观察到从焊缝金属区、熔合区到热影响区的连续的组织变化,并对其组织结构、成分进行了分析和讨论。发现并初步研究了熔合区中特殊的组织形态-类珠光体和异相界面。对照金相的异种钢焊接接头特征区域划分,给出了相应的TEM特征组织。

本文研究了Fe-Mn-Si多晶合金的形状记忆效应(SME)与淬火温度的关系,以及马氏体转变点的变化。发现热轧样品经600—800℃处理后,记忆效应显著提高。形状记忆效应不仅受到ε相形态分布的影响,还与预存ε相的多寡有关。

采用凝固过程和对流条件与碳钢相似的NH_4Cl水溶液模拟实验,研究了铸锭凝固过程中的对流及液相区的成分变化。染色液示踪的结果表明,dρ_L/dT_L>0的溶液凝固过程中,侧向凝固的两相区中液相向上流动,并自上部流入液相区后,浮在液相区的上部形成一个弱对流区(第Ⅲ对流区)。随着来自两相区液相的不断补充,该区向下扩展。成分分析发现,第Ⅲ对流区内NH_4Cl浓度低于原液相区。向溶液中加入Na_2SO_4或NaI·2H_2O可以平衡两相区内液相密度的变化,抑制两相区的流动和第Ⅲ对流区的形成,从而消除液相区上部的低NH_4Cl区。

研究了合成镍硫化物的阳极过程。Ni_3S_2,Ni_7S_6和NiS的活性溶解伴随着生成表面产物层,其反应机理与电极电位有关。根据三种不同类型产物层生成规律的电化学研究,Ni溶出表观电子数的测定,以及产物层相组成分析和相的元素分析,认为存在三组平行反应:直接生成HSO_4~-或SO_(4-)~2的反应,生成中间硫化物的反应及生成元素硫的反应,每组反应具有不同的优势发展电位区。NiS_2阳极溶解时,基本上为生成HSO_(4-)或SO_(4-)~2的反应。

本文用海洋平台结构钢A537CL1的单边裂纹样品,在空气和3.5％ NaCl水溶液中进行了腐蚀疲劳短裂纹扩展实验,比较不同裂纹长度及环境介质对疲劳短裂纹扩展行为的影响。结果表明,在门槛值附近,对于相同的应力强度因子范围,短裂纹扩展速率比长裂纹扩展快。短裂纹扩展的门槛值随裂纹长度的减小而减小。与空气介质相比较,盐水对疲劳短裂纹扩展加速的程度远大于长裂纹。

本文研究了两种低碳钢不同显微组织在盐水和空气中的疲劳裂纹扩展行为,发现显微组织对钢的腐蚀疲劳抗力有重要影响。还讨论了钢的腐蚀疲劳机制及断裂机制图。

18-5-Nb钢中的γ相在室温下处于亚稳状态,室温塑性形变可诱发γ→α马氏体相变,马氏体相变量随形变量而增加。冷塑性形变使18-5-Nb钢抗氯化物SCC性能显著降低,这与钢中γ相的耐蚀性下降有关。在NaCl溶液中,18-5-Nb钢的SCC裂纹以点蚀坑为起源,γ相的选择性腐蚀在点蚀及SCC裂纹的形成和扩展过程中起着重要作用。

本文研究了真空下不同转速的Fe_(70)Cr_(18)Mo_2Si_1B_9单辊激冷带的显微组织,并与大气带作了比较。除了常见的均质形核与非均质形核的结晶过程之外,还出现具有强择优取向的自由面表层α-Fe柱状晶以及尺寸达μm级的α-Fe球状晶。可用动量传递模式的单辊带形成理论解释这些现象。早期过冷液态中的预存核是该材料能否形成非晶的控制因素。

本文研究了β-W所含氧的性质。研究表明,非自燃β-W所含的氧可分为两部分:可逆化学吸附的氧和可能与β-W组成填隙式固溶体的填隙氧。β-W是金属W的一种亚稳相,而填隙氧的存在使β-W的亚稳晶格较为稳定。

本文研究了17V.-％SiC_W/ZL109Al复合材料的微观结构和性能。透射电镜观察和能谱分析发现,在复合材料中Al扩散到SiC晶须内部,并且在晶须/基体界面处有位错存在,拉伸试验结果表明,在573和733K温度下热暴露和热循环都导致复合材料强度降低,在733K加热时间相同的条件下热暴露引起复合材料强度的降低比热循环引起强度的降低强烈。此外,SiC_W/Al复合材料还具有高的耐磨性,在所研究的晶须含量范围内(V_f=11-17％),晶须含量对复合材料的耐磨性几乎没有影响。

本文采用高压气相充氢——离子探针分析法定量测定了氢沿21Cr-7Ni-9Mn-N奥氏体钢截面分布曲线,据此求出了氢溶解度、扩散系数,并间接计算出氢渗透率等参数。同时还对高压充氢后在空气中长期时效试样及电子束焊缝试样中的氢分布状况进行了研究。

用Auger能谱研究了灰口铸铁和球墨铸铁中硫在铁/石墨界面的偏析。结果表明:硫在灰口铸铁的界面处发生非平衡偏析,而在球墨铸铁中无此现象。以上现象导致硫在两种铸铁的铁/石墨界面外的含量差异较大,可用两种铸铁凝固过程的差异加以解释。

本文提出一种新的Kossel定向方法。它只要求测出透射Kossel花样上的三个Kossel线交点之间的距离就能定向,从而减少了误差的来源,提高了定向精度。通常的透射Kossel照片定向误差为σ=±0.3°

采用一种特殊的局部平衡法测定了Mn-MnO系相图。研究该系统所遇到的一些困难,如Mn的挥发以及Mn与MnO对耐火材料的侵蚀等,在此法中得以避免,测定了氧在Mn中的溶解度和Mn/MnO界面处各相的组成,并由此确定了Mn MnO系的局部相图。

本文研究了含Co,Cr,Si富Cu合金中Co_5Cr_3Si_2(x相)的行为。结果表明,合金的主要组成相有α-Cu基体,x相和Co_2Si相。x相属立方晶系,α-Mn型,α=0.8694nm。x相和合金的熔点分别为1265和1116℃。

本实验用蒸汽平衡法研究了Ni液中Mg-S反应平衡,测得在1530℃下,Mg-S反应平衡常数为:K_(MgS)=6.76×10~(-5),e_S~(Mg)=-9.1。

测定了1300,1400,1500℃温度下,在铁液中Sb对碳的溶解度的影响,碳的溶解度随Sb量的增加而减小,推算出碳饱和铁液中Sb与C的相互作用系数与温度的关系。 ＊e_C~(Sb)=11.309/T+0.0025 ＊e_(Sb)~C=128.023/T-0.0219 Fe基稀溶液中Sb与C的相互作用系数与温度的关系: e_C~(Sb)=14.204/T+0.025;e_(Sb)~C=120.541/T+0.227 ε_C~(Sb)=ε_(Sb)~C=6026.75/T+11.958 估算出1600℃时＊e_C~(Sb)=0.0085,e_C~(Sb)=0.033,e_(Sb)~C=0.295,ε_C~(Sb)=ε_(Sb)~C=15.36。结果表明,相互作用系数随温度的变化不明显。

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