研制出一种新Fe-Mn-Al-Cr系奥氏体热强钢37Mn31Al3Cr2MoVWNbB。它经1150℃ 1h W.Q.+790℃ 20h A.C.处理后,存在V_4C_3,NbC与M_3B_2等合金相,其中V_4C_3具有显著的强化作用,使其高温强度接近A-286的水平。由于加入少量Cr,Cr与Al的复合作用明显地提高抗氧化性能。同时,Cr也促进X相的形成,故长期时效过程中除析出Laves相外,还产生了少量X相。 以37Mn31Al3Cr2MoVWNbB钢制成一小批精锻涡轮增压器叶片,在海轮上成功地净转运3400h。 这些实验结果说明,Fe-Mn-Al-Cr系奥氏体钢具有发展成为一种新奥氏体热强钢的可能性。

对NbC在含Nb(0.24,0.15和0.08％)的三种微合金化钢的铁素体中的沉淀和沉淀强化作用进行了研究,利用已有理论估算了NbC在铁素体中沉淀的临界核心尺寸、均匀形核率、最大形核率温度,大约在600℃等温沉淀可得到最为有效的沉淀强化效果。此外,修正了NbC粒子沉淀强化屈服强度增量公式,试验结果与公式计算符合较好。结果指出,当NbC粒子尺寸小到2.6nm时,沉淀强化机制仍为Orowan绕越机制。

本文比较了各种可能揭示钢中空穴的方法,采用一系列具有增量塑性应变的光滑拉伸试棒调查C-Mn结构钢空穴的形核。并根据本研究提出的分析程序,确定了空穴的临界形核应变以及在形核应变时的相对空穴体积。

在试验分析的基础上,本研究提出了一种程序,以建立C-Mn结构钢在韧性断裂过程中的空穴增长与塑性应变及三轴应力状态之间的关系,并确定了空穴增长系数。由光滑拉伸试样和预制裂纹侧槽三点弯曲试样试验所确定的空穴增长系数,可能适宜较宽的试样拘束变化范围。空穴增长的实验关系式表明,当三轴应力状态(σm/(?))约大于1.2时,在该结构钢中的实际空穴增长速率低于由Rice-Tracey理论所确定的空穴增长速率,然而当三轴应力状态(σm/(?))约小于1.2时,由Rice-Tracey理论所确定的空穴增长表现为对实际材料中的空穴增长估计略为不足。另外,根据实验空穴增长研究,对预制裂纹侧槽三点弯曲试样在韧性起裂时钝化裂纹前端的塑性应变、相对空穴体积和应力状态三轴性的变化进行了测量和估计。

应用两种热处理制度分别获得弯曲晶界和平直晶界,研究两种晶界状态对10Cr-15Co-Ni基变形高温合金蠕变断裂过程的影响,重点探讨弯曲晶界改善合金热强性原因。研究表明,弯曲晶界对裂纹的萌生、长大及扩展,对裂纹的形态及断裂方式,都有显著的影响。弯曲晶界能有力地阻止晶界滑动及推迟裂纹连接,使晶内参与更多的变形,弯晶的主要作用体现在蠕变第三阶段。合金经弯晶处理后蠕变断裂寿命提高26％。

用透射电镜研究了两种结构钢的断裂行为与显微组织的关系。结果表明,回火后准解理断口的出现和消失与Fe_3C的析出和聚集密切相关:经250℃回火时析出ε碳化物,呈现单一韧窝断口,回火温度超过350℃时,有Fe_3C析出,这时出现准解理断口,而于450℃回火后达最大比例。在550℃回火后,60Si2Mn钢因Fe_3C聚集,准解理断口消失,又变成单一韧窝断口,37SiMnCrNiMoV钢Fe_3C聚集的倾向小,经550℃回火后仍有少量准解理断口保留下来。观察试样上由负荷产生的残留显微裂纹发现,它们常沿孪晶马氏体的内孪晶界及板条马氏体的条界发展,因此认为这两种脆化了的界面是准解理的解理面,而Fe_3C沿这类界面析出并呈连续分布是导致界面脆化的原因。

本文使用Auger电子能谱研究了电渣重熔对一种Co基高温合金(Co-22Ni-22Cr-14W)在时效(760℃)过程中晶界附近化学成分的影响。结果表明,稀土La能固溶于合金,且主要偏聚于晶界附近。电渣重熔降低偏聚于晶界附近的La原子浓度,对P,S更明显。Cr原子在时效过程中不断向晶界附近偏聚,而钨原子则偏聚不严重。电渣重熔对Cr原子能减弱其偏聚程度,但对钨原子影响不明显。在时效开始阶段,电渣重熔阻碍碳原子向晶界附近偏聚,随着时间的延长,加速了碳原子的偏聚。

本文利用硬度(HV)、光学显微镜和透射电镜(TEM)系统地研究了微量Cu(0.19％)对Al-5.0Zn-1.7Mg合金的沉淀过程、临界形核温度(T_c~′)和显微组织参数的影响。结果表明,Cu能促进合金均匀沉淀,提高T_c~′和HV,但没有细化晶粒和抑制再结晶的作用。但在本实验所采用的时效条件下(120—200℃),含Cu合金的晶界沉淀相(GBP)、基体沉淀相(MPt)和无沉淀带(PFZ)均比无Cu合金小,并且随时效时间的延长和温度的升高呈单调的变化。Cu的这种影响可用空位四面体与溶质原子结合成的复杂集团是GP区晶核的模型来说明。

本文研究了淬火温度对4330M钢在蒸馏水中的应力腐蚀裂纹扩展速率的影响。实验表明,淬火温度从870℃上升到1100℃时,裂纹扩展速率da/dt显著下降(相差一个数量级);从1100℃上升到1200℃时,裂纹扩展速率da/dt却稍提高,在1100℃处,da/dt有一最小值。断口分析表明,随淬火温度升高,应力腐蚀的断裂方式有所改变,870,1000℃淬火的试样系沿晶断裂,而1100,1200℃淬火试样则是穿晶准解理断裂。 用饱和苦味酸溶液腐蚀显示奥氏体晶界,通过奥氏体晶界腐蚀沟槽深度估算出杂质磷在奥氏体晶界的平衡偏聚浓度,它和淬火加热温度之间的关系符合Mclean的平衡偏聚理论。磷在奥氏体晶界的偏聚是造成应力腐蚀裂纹扩展速率da/dt变化的主要原因。 采用杂质原子偏聚和氢对脆性断裂影响的理论,对各种实验现象加以解释,并认为杂质原子在晶界偏聚和氢共同作用的氢脆断口是沿晶断裂型,而单纯氢起作用的氢脆断口是穿晶准解理断裂型。

研究了Ni基高温合金Ni-10Cr-15Co-6W-6Mo-4Al-2Ti真空熔炼过程中Mg挥发动力学。结果表明,真空感应熔炼过程中,当炉内Ar压力保持在100—400mmHg时,合金中Mg挥发速率受Mg在液相边界层中扩散及金属熔池/气相界面挥发反应双重控制,而非受控于气相边界层中Mg的扩散。双重控制时Mg的传质系数为10~(-5)—10~(-2)cm·s~(-2)数量级,而气相边界层中Mg的传质系数为140cm·s~(-1)左右。借助于动力学公式、回归方程及特殊的参数转换,建立了一个简单的Mg挥发数学模型,该模型计算结果与实验室及生产条件下试验数据很好地符合,因此,可通过控制熔炼参数,例如向金属熔池加Mg量,Ar压力,挥发温度及时间等来精确地控制最佳Mg含量。

本文从实验出发,着重对过渡金属二元合金系非晶态形成问题进行了探讨,发现在二元系中深共晶点附近存在着熔点T_m与深共晶温度接近的、由包晶(或包析)反应形成或固、液同组分Laves相、A_3B型等化合物的合金体系,非晶态形成倾向较大。由深共晶点与这种化合物(一个或多个)组分之间形成“深共晶峡谷”,其组分都有较大的非晶态形成倾向,非晶态新合金系应当扩展到平衡相具有上述特征的化合物,如包晶反应形成的化合物的合金体系中去寻找,而不应当被判据所约束。本文报道了Hf-Pd新非晶态合金系的制备。并在Sm-Fe二元系中获得了典型的非晶态结构。对上述类型化合物增大其非晶态形成倾向的原因进行了探讨。

金属玻璃中的不同缺陷其激活能ε_0不同,每种缺陷的频率因子B也可能有数量级上的差别。基于这种思想,提出了确定金属玻璃结构弛豫谱的方法。通过测量等速升温下的电阻变化,确定了五种Cu-Zr合金玻璃的结构弛豫谱。所得谱包含三个分立的激活能峰,它们各具不同的频率因子,频率因子的值影响激活能峰的形状、范围、位置和连续性。Zr含量显著影响Cu-Zr玻璃的结构弛豫谱,讨论了其变化的规律性。

本文提出三种方法,以解决单颗回摆照片上衍射斑点太少或“多余”时的物相鉴定问题,使单颗超微量物质的物相鉴定更加准确可靠。这三种方法是: 1.通过找出试样各晶面的方位与晶面指数之间的变换矩阵来鉴定物相。 2.通过测量底片上各衍射斑点所代表的各个晶面之间的夹角来鉴定物相。 3.通过数底片上各衍射环处所出现的衍射斑点数目来协助物相鉴定。

本文提出一种与线形变化无关的测定衍射线线位的新方法。测位精度可达△θ±0.01°。可用于在衍射线形对称增宽的条件下,精确测定点阵常数。

本文探讨了激光椭圆仪对离子注入金属表层的分析方法。实验结果表明,赝介电虚(?)值的变化可以提供金属表层由晶态到非晶态转变的信息。

本文建议了一个连轧张力微分方程: dσ_(fi)/dt=E/(h_i integral from n=0 to L (dx)/(h(x)))(v_(i+1)~′-v_i)它适用于恒断面和变断面等各种轧制过程。当机架间带钢断面恒定时,它可以简化成恒断面张力微分方程。基于对上述方程的推导和讨论,本文指出:认为恒断面张力微分方程可以应用到变断面情况而不带来其它误差的观点是错误的。

研究了110—160℃及po_2<4900 kPa条件下,硫酸溶液中γ-NiS(针镍矿)氧化浸取动力学。浸取速率过程可用表面无固体生成物沉积的核心收缩模型描述,如 1-(1-α)~(1/3)=(k/ρr_0)t=Kt浸取速率在pH<2.5时,与H~+浓度无关;pH>2.5时,为pH值的一个函数。浸取反应对氧分压来说为0.5级。反应的表观活化能为97.5kJ·mol~(-1),pH<2.5时,上式中的速率常数可表示为 K=1.45×10~5(4.55+1/(?)_0)P_(O_2)~(1/2)[H~+]~(?)e~(-11720/T)溶液中少量Cu~(2+),Ag~+的存在,降低了对γ-NiS的浸取速率。

本工作试验成功了一种测量压扁弧长的新方法——接触法。它能在正常轧制变形条件下精确地测量总弧长l′以及轧辊联心线前、后的分段长度x_1与x_0。 对比实验结果分析了Hitchcock,Ford,等理论公式.证实了Hitchcock公式存在一个随压下率ε减小而增大的、偏低的系统误差。 发现了理论公式计算弧长的误差主要集中在x_0部分,从而指明提高理论解精度的关键在于校正此部分的计算。 在采用弹性理论计算轧辊与轧件弹性位移量的基础上,根据几何关系确定弧长的方程结构;统计分析实验数据估计x_0部分的校正因子。按照以上方案,建立了较精确的压扁弧长数学模型。 预报结果证实该模型与简化的Stone轧制力公式联解P与l′时,具有较高的精度。