热加工工艺杂志

热加工工艺杂志2022年第20期

• 碱金属高温热管传热特性研究综述

  杨海旺, 代智文, 王成龙,

  通过碱金属高温热管冷却的核动力电源具有能量密度大、续航能力强、受环境干扰小、固有安全性高等优点，已成为深空深海探索能源动力供给的重点研究方向之一。碱金属高温热管的运行特性对核动力电源的热电转换、废热排放、余热导出等至关重要。从瞬态和稳态两方面对碱金属高温热管的传热特性进行研究分析，总结近些年的研究成果，并对未来的研究方向进行展望。

• 贵金属纳米复合材料的制备工艺及应用研究

  刘以柔, 黄安达, 高书刊, 景然, 解念锁,

  贵金属纳米复合材料由于其结构上的特殊性以及材料组分之间的相互作用等因素，展现出独特的物理化学性能，在许多领域具有广阔的应用前景，成为材料研究的热点。综述了模板法、化学还原法、微乳液法、晶种生长法、溶剂热法、高温热分解法等贵金属纳米复合材料的制备工艺，分析了不同制备方法的优缺点，介绍了其在生物医学、传感检测、催化领域的应用，并对制备工艺进行了展望。

• 低表面能涂层的应用及研究进展

  兰亚鹏, 闵捷, 古龙, 陈宇飞,

  低表面能涂层是近年来快速发展的涂料体系，通过低表面能涂料制备涂层，此类涂层具备疏水性质。低表面能涂层在超疏水、防覆冰、自清洁、防污、减阻降噪、防腐蚀等领域的研究逐渐深入且具有极为广泛的应用前景。简述了低表面能涂层的理论模型及疏水原理，并对低表面能涂层的不同应用领域进行分类；同时总结了相关领域最新的研究成果，最后提出了低表面能涂层需要解决的问题，并对涂层未来的发展方向做出展望。

• 热喷涂基体表面喷砂预处理研究现状及发展趋势

  叶俊华, 李俊辰, 张川, 罗奎林, 冯云彪, 何勇,

  简要阐述热喷涂前喷砂预处理的原理、工艺特点、设备及常用砂料，总结了近年来喷砂预处理对热喷涂粒子沉积特性、表面粗糙度和结合强度、疲劳性能的影响以及喷砂标准的研究现状，最后指出发展自动化、标准完善、工艺复合、技术突破是热喷涂喷砂预处理未来的发展趋势。

• PEMFC轻金属双极板的应用及表面改性处理

  罗河伟, 赵太宝, 张林森, 王利霞, 方华, 宋延华, 张佳亮,

  金属材料具有良好的力学性能、导电性与可加工性，是目前双极板材料的研究热点。以钛、铝为代表的轻金属因具有较低的密度，在进一步提高燃料电池的功率密度方面具有竞争优势。综述了铝基和钛基两大类轻金属在燃料电池双极板方面的应用，并根据基体的本质属性对每一类轻金属进行分类总结，分析了当前轻金属作为双极板存在的问题并展望了轻金属双极板的未来发展。

• N80Q钢的高温低周疲劳行为及寿命预测

  崔璐, 杨程晖, 魏文澜, 吴鹏, 程嘉瑞, 曹银萍,

  在350℃下对N80Q钢在应变幅为0.5%、0.7%、1.0%、1.5%、2.0%下进行低周疲劳试验，分析了其低周疲劳行为。结果表明：塑性应变幅与疲劳寿命的关系和塑性应变幅与循环应力幅的关系在对数坐标系下均呈线性关系。用Manson-Coffin方程和Basquin方程的叠加能较好的预测350℃下N80Q钢应变与低周疲劳寿命的关系。N80Q钢低周疲劳主要断裂方式为韧脆交替的周期性解理断裂，疲劳裂纹源均在试样的表面处，低应变条件下更易形成多裂纹源萌生。随着总应变幅的增加，裂纹扩展区的二次裂纹长度增大。

• 重载货车车轮新材质设计研究

  庞晋龙, 肖峰, 陈刚, 张磊, 程德利, 邓荣杰, 国新春,

  针对CL60材质车轮在我国重载铁路服役的伤损特点，采用高C高Si合金化的技术思路，优化设计了两种重载车轮用新材质CL65、CL70。分析了CL65、CL70与CL60材质的化学成分及相变等特性，并通过一系列工业性试制实验及实物解剖，分析了3种车轮的力学性能、组织及摩擦磨损性能等差异。结果表明：新材质CL65、CL70重载车轮的综合性能明显优于常规CL60材质车轮的，具有更好的装车服役性能，适合我国重载货运铁路运输。

• 激光重熔对超音速火焰喷涂Cr3C2-NiCr涂层组织和性能的影响

  孟玲玉, 赵汉卿, 胡明, 高晶, 高飞,

  为了延长结晶器的服役寿命并提高表面质量，采用不同工艺参数的激光重熔方法对超音速火焰喷涂Cr3C2-NiCr涂层进行处理。通过OM、SEM、XRD和显微硬度计等对重熔后的Cr3C2-NiCr涂层与基体结合情况、显微组织、物相结构和硬度进行表征测试。结果表明，在光斑大小为4 mm、扫描速度为300 mm/s、搭接率为60%、功率300 W参数下重熔后的涂层与基体结合较好、组织更加致密，硬度最高为1200 HV0.3。激光重熔后涂层表面的硬度随功率的增大，硬度先增大后减小。这归因于激光对涂层再次熔化，快速冷却凝固，涂层质量和性能得到改善。

• Mn含量对6000系铝合金组织和性能的影响

  陈汉辉, 陈瑞芳, 许晓静, 王天伦, 张劲松, 张可人, 黄鹏, 范佳丽,

  采用光学显微镜、扫描电镜、硬度测试、拉伸测试等方法研究了Mn元素对Al-0.91Mg-0.81Si-1.02Cu-xMn-0.2Zr-0.02Sr铝合金热压材组织与性能的影响。结果表明：增加Mn元素含量在显著细化合金晶粒的同时会降低合金晶粒的等轴度。当Mn元素含量达0.7%时，若再加入Mn元素，合金晶粒尺寸的变化不大，但合金的抗拉强度会降低。Mn元素会大幅提高合金的抗晶间腐蚀能力。综合考虑Mn元素对合金抗拉性能、晶粒尺寸和抗晶间腐蚀性能的影响，在合金中加入0.7%左右的Mn元素较为合理。

• Fe-8.3Mn-xAl-C低密度钢相图计算及热轧组织性能研究

  章小峰, 阚中伟, 万亚雄, 李家星, 黄贞益,

  通过相图计算结合OM、SEM、XRD等方法研究了不同Al含量下Fe-8.3Mn-xAl-1C中锰低密度钢的微观组织和力学性能。结果表明，在相同温度范围内，随着Al含量增加，Fe-8.3Mn-xAl-1C低密度钢相图中铁素体占比增加，奥氏体占比降低；当Al含量从9.5Al上升为14.5Al，钢中铁素体和奥氏体从网状分布逐渐变为沿轧制方向呈条带状平行分布，这种微观组织的改变影响了实验钢的力学性能。9.5Al钢的抗拉强度为1112 MPa，伸长率为12.8%，强塑积达到14233 MPa·%，强度较高的同时具有良好的塑性；12.5Al钢的强度升高到1246 MPa，但塑性降低为9.4%;14.5Al钢的强度、塑性均较差，仅为924 MPa和6.4%。

• Nb含量对过共晶高铬铸铁微观组织和力学性能的影响

  周向葵, 王艳, 吴深, 肖志玲,

  通过添加Nb元素来细化过共晶高铬铸铁中的初生碳化物。研究了在空冷条件下Nb含量对过共晶高铬铸铁组织及性能的影响。结果表明，添加Nb元素可在合金中先形成Cr2Nb，并作为M7C3相形核的核心，提高M7C3的形核率，显著细化过共晶高铬铸铁中的初生碳化物，提高过共晶高铬铸铁的硬度。Nb添加量为1.5%时，试样硬度达到86.5 HRC。

• Sn对铸态AZ91镁合金抗腐蚀性能的影响

  朱宇荣, 陈霞, 陈彬,

  利用金相显微镜、X-射线衍射、扫描电镜、集气法和电化学测试研究了铸态AZ91+xSn （x=0,0.2,0.5,1wt%）镁合金的显微组织和腐蚀行为。结果表明，实验合金在3.5% NaCl溶液中浸泡时，随着Sn含量的增加，其抗腐蚀性能先提高后降低。AZ91+0.2Sn合金具有最小的腐蚀速度，为AZ91合金的54%，主要是完全离异共晶β-Mg17Al12相替代了AZ91合金中的部分离异共晶β-Mg17Al12相；但AZ91+1.0Sn合金具有最大的腐蚀速度，为AZ91合金的118%，这是因为此合金具有局部腐蚀。

• AISI 4340钢高温磨损机理和微观结构研究

  张鹏, 白雪琛, 李光, 梁国星,

  在高温条件下采用球面往复摩擦磨损方式,研究了温度对AISI 4340低合金高强度钢摩擦磨损机理和磨损过程中微观结构的影响。结果表明,摩擦系数随温度的升高而先增大后减小，摩损率随温度升高而先减小后增大。磨痕表面分布有形貌不同的磨削痕迹和鳞片状、颗粒状磨屑，磨痕表面及其亚表层均出现明显的塑性变形。高温条件下，环境温度越高，表面摩擦系数越大，表面粗糙度越高，晶粒细化现象越明显，硬度越高，耐磨性越好。温度较低时，磨损机制主要是磨粒磨损和黏着磨损；温度较高时为磨粒磨损、黏着磨损和疲劳剥落三者兼具的形式。

• 航空导管应力腐蚀实验研究

  张凌云, 杨镇, 石绍秋, 黄杰,

  针对无扩口航空导管应力腐蚀问题，通过自主研制的应力腐蚀装置，对1Cr18Ni9Ti无扩口导管模拟服役环境，根据规定安装拧紧力矩，施加外部弯曲应力，导管内部通入航空液压油进行应力腐蚀试验。在试验结束后编号为φ12 Y-2的导管表面产生了宏观腐蚀坑，其它无扩口导管无任何破坏和泄露通过考核。对产生腐蚀坑的无扩口导管打磨抛光后进行电子显微镜（SEM）以及金相组织观察。结果表明，裂纹发生在应力集中区域导管与接头连接的密封位置，裂纹沿晶界进行，穿过多个晶粒，最终导致开裂。

• 氮化物增强TiAl复合材料的制备及性能研究

  陈煦芬, 蒋丽君, 赵逸鸥, 王良辉,

  氮化工艺应用于钛铝合金性能优化方面的趋势日益增长，为此类材料发展的重要方向之一。采用直接氮化法与放电等离子烧结技术制备氮强化相增强Ti48Al2Gr2Nb基复合材料，研究了NH3、N2两种气体直接氮化钛铝合金粉末的效果，并对相应的氮化试样进行了显微硬度、耐磨性测试，运用扫描电镜（SEM）、X射线衍射物相分析（XRD）、X射线能谱分析（EDS）对合成产物进行了表征。结果表明：提高氮化温度与保温时间有利于氮强化相的生成。在本次试验中，通过综合考虑粉末氮化效果与试样的硬度、耐磨性情况，可以得出N2更适合作为钛铝合金的氮化气氛。

• 铜/铝复合板交叉轧制高强度结合机理研究

  王志霞, 侯洁, 高翔宇,

  采用扫描电镜、拉伸试验机和有限元仿真软件等研究了两道次非交叉轧制复合和交叉轧制复合工艺对铜/铝双金属复合板界面结合性能和微观结构的影响。结果表明，采用交叉轧制比非交叉轧制更有利于提升复合板的剪切强度和复合板整体结合性能的稳定性。这是因为交叉轧制过程中界面处形成了十字网状粘铝形貌，轧后复合板的剪切强度达到了61.52 MPa。而非交叉轧制的复合板界面则为条带状粘铝形貌，复合板的剪切强度仅为46.89 MPa。与此同时，交叉轧制过程中界面层的等效应变沿宽度方向分布更加均匀，有效抑制了边部剪切强度突降的现象。

• 球门用铝基复合材料制备工艺及其性能研究

  刘青, 崔磊,

  通过在ZL101铝合金熔体中添加Na3AlF6和Ti粉，制备了球门用铝基复合材料，研究了电磁搅拌对铝基复合材料的微观组织形貌和耐腐蚀性能的影响。结果显示，当在施加电磁搅拌时，复合材料中α-Al相形貌呈现为近球状，晶粒尺寸约为38.1μm，形状系数为0.81，相比于ZL101铝合金基体，分别减小了25.9%和增大了1.9倍。复合材料的拉伸强度为287.8 MPa，伸长率为3.14%，相比于基体分别增大了28.2%，减小了29.2%。在1 mol/L的HCl溶液中浸泡腐蚀，腐蚀速率随时间的增大而增大。浸泡24 h后，施加电磁搅拌后的TiAl3颗粒增强铝基复合材料的单位面积腐蚀速率最小为0.082 g·m-2·h-1，相对于铝合金基体下降了52.6%。电化学测试结果显示，铝基复合材料的腐蚀电位从基体的-698 mV上升到-589 mV，腐蚀电流密度从64μA/cm2下降到25μA/cm2,TiAl3颗粒增强铝基复合材料的耐腐蚀性能大大提升。

• 颗粒原位增强TiB2/ZL205A复合材料的组织与力学性能研究

  林翰, 田继华, 邱辉, 刘相法,

  通过混合盐反应内生的方法在ZL205铝合金基体中引入TiB2颗粒增强相，研究TiB2颗粒增强铝合金材料在铸态和热处理后的微观组织和力学性能。研究表明：TiB2颗粒增强ZL205A复合材料的基本相组成为α-Al相、CuAl2相及TiB2颗粒。TiB2颗粒的内生改善了基体和颗粒之间的润湿性，促进分散，同时将颗粒增强体尺寸控制在1μm以下。复合材料坯体挤压时，利用晶粒之间的滑动促进颗粒分散，挤压后再进行热处理，促进了颗粒的进一步分散，使TiB2颗粒团聚现象得以改善，复合材料获得优异的力学性能。室温下，复合材料的极限抗拉强度、屈服强度和弹性模量分别达到598.0 MPa、510.0 MPa和92.4 GPa。在300℃下，复合材料的极限抗拉强度为197.0 MPa，伸长率为5.5%。相比ZL205A基体，复合材料的力学性能得到大幅提高。

• 热浸镀铝和高温氧化工艺对TWIP钢表层组织的影响研究

  冯志文, 梅海峰, 刘亚, 吴长军, 苏旭平,

  采用热浸镀铝、退火及高温氧化法在TWIP钢表面制备Al2O3膜，研究工艺参数和低氧压条件对镀层和氧化组织形成的影响。利用扫描电镜观察镀层和氧化膜的形貌，借助能谱仪和XPS确定物相。结果表明：热浸镀温度越高，Fe2Al5扩散层越厚；浸镀后的样品于900℃真空退火5 h后，原始镀层中的Fe2Al5相转变为韧性较好的FeAl相；随着氧化的进行，发现表层均形成氧化膜，且低氧压下形成的氧化膜更平整致密；经XPS测试分析发现该氧化膜为Al2O3膜。

• 液压支架立柱绿色再制造技术研究与应用

  刘觉非, 王利栋, 樊宇, 潘宇量, 项武博, 张许阳,

  针对液压支架立柱常用材料27SiMn钢，分别采用电镀铬、激光熔覆、包覆焊工艺进行表面处理，对涂层的微观组织、显微硬度、耐磨性和耐腐蚀性进行测试与比较，并参考了实际生产因素，对3种工艺的经济效益和环境友好性进行了对比分析。结果表明，电镀铬涂层表现出较高的硬度和耐磨性，但耐腐蚀性较差；激光熔覆涂层的硬度和耐磨性较低，但耐腐蚀性较好；包覆焊涂层硬度为498.9 HV，约为电镀铬涂层的0.74倍；磨损失重为0.03862 g，约为电镀铬涂层的1.34倍；腐蚀失重为0.00126 g，约为电镀铬涂层的0.12倍、激光熔覆涂层的0.75倍，包覆焊涂层在保持较高硬度和耐磨性的同时，也拥有优异的耐腐蚀性。此外，包覆焊工艺的生产成本极低，且无污染，具有长期社会效益、经济效益和环境效益。

• 光粉作用下激光熔覆粉末射流行为研究

  张大成, 李昌, 许彦, 韩兴, 张保贵,

  准确揭示激光熔覆中粉末射流行为可有效提升粉末利用率，对获取高质量熔覆层具有重要意义。三束同轴激光熔覆是常见的熔覆方式之一，在实际生产中发挥重要作用。激光熔覆过程粉末射流行为受多种参数影响，有效揭示各参数与粉末射流行为之间的定量关系十分必要。利用k-ε模型与离散相模型相结合，建立激光熔覆中载气与粉末耦合作用的气、固两相流模型，计算得出了粉末载气流场与粉末浓度的分布规律，揭示了粉末射流汇集特性及与基体间的撞击作用轨迹。在此基础上建立了粉末温升模型，计算了激光功率、激光束半径和粉末粒径对粉末温升的影响。结果表明：在两相流模型中，载气速度与粉末浓度均呈120°分布，粉末轨迹到达基体平面后反弹并发散，与实际生产中分布一致。粉末温升速度与激光功率呈正相关，与激光束半径、粉末粒径呈负相关，计算结果表明激光功率、激光束半径和粉末粒径对粉末温升速度具有显著影响。

• 粗糙度对TC4合金表面类金刚石薄膜腐蚀性能影响的研究

  周家众, 赵萌, 胡云龙, 祁继隆, 陈东旭,

  利用等离子体增强化学气相沉积技术，在不同粗糙度的TC4钛合金表面制备类金刚石（DLC）薄膜。分别利用Raman光谱、接触角仪、粗糙度仪及划痕仪对薄膜的成分、疏水性能、粗糙度及结合力进行表征；同时利用自制的磨损腐蚀装置，对不同DLC薄膜的磨损腐蚀行为进行研究；探讨了粗糙度对TC4合金表面DLC薄膜磨损腐蚀性能的影响规律及相应机制。结果表明，粗糙度的增加会降低薄膜发生腐蚀的热力学倾向，800#薄膜的稳定性最高，不易发生腐蚀。磨损腐蚀过程主要受到膜-基结合力的影响。粗糙度为60#和2000#的薄膜结合力较低，在磨损腐蚀过程中易破损造成腐蚀介质渗入，导致微区水化学环境改变而加剧腐蚀，最终在磨损和腐蚀的协同作用下导致膜层失效。

• 扫描电子束表面改性对40Cr钢组织和性能的影响

  王荣, 龚玉辉, 吴辉, 魏德强,

  电子束是一种新型载能束表面改性技术，可改善材料表面的组织和性能。采用连续扫描电子束方式对40Cr钢表面进行改性处理，研究不同电子束束流对40Cr钢表面显微组织及力学性能的影响规律。结果表明：经扫描电子束表面改性处理，试样横截面形貌可分为熔融层、热影响区和基体3个区域。熔融层和热影响区组织主要由针状马氏体和板条马氏体组成，晶粒细小均匀。束流为4 mA，试样表面粗糙度由2.306μm降到1.469μm，表面粗糙度随着束流的增加先减小后增大；当束流为6 mA时，表面显微硬度高达756.5 HV，是基体硬度的2.44倍。随束流的增大，表面显微硬度呈非线性增加。

• 热处理对微合金钢组织和力学性能的影响

  张思斌, 黄一栋, 刘壮, 孙超, 许永祥, 唐冲, 徐文盛,

  以微合金钢为原始试样，采用不同热处理制备试验样品，使用金相显微镜和扫描电子显微镜分别观察其显微组织，使用洛氏硬度计和拉伸试验机对其硬度和强度进行研究。结果表明：当微合金钢淬火温度为850℃、回火温度为400℃时，得到的组织为回火屈氏体。此时，微合金钢的强度和塑韧性达到良好的匹配。

• 热处理对FGH4096高温合金形变组织的影响规律

  王淼, 刘延辉,

  采用粉末冶金高温合金FGH4096为研究对象，在等温变形的基础上，利用Deform软件的微观组织模块，结合Avrami模型和自动元胞机（CA）法，对FGH4096高温合金的热处理过程进行模拟，研究热处理过程中形变组织的演变规律，以及热处理参数（热处理温度、热处理时间）对形变组织的影响规律。结果表明，对变形后的试样进行热处理，再结晶晶粒和形变原始晶粒共存的微观组织中的再结晶晶粒逐渐长大，并最终取代原始形变晶粒。提高热处理温度使晶粒长大速度大大提高。延长保温时间，在较低温度时晶粒尺寸变化不大；在较高温度时，晶粒迅速长大。

• 消除ZG310-570大尺寸齿轮热处理后表面裂纹研究

  于吉鲲, 王琼波,

  在零件制造过程中设置预备热处理工序，能够有效改善零件的机械加工性能，减小工件内部应力，以及为其最终热处理提供良好的组织形态。首先探讨了正火等预备热处理工艺理论，并对ZG310-570船用大尺寸齿轮热处理后表面裂纹现象进行检测分析，开展了消除零件调质后表面裂纹现象的策略研究。结果表明，在两种可能有效的方案中，最终采用高温正火+正火+调质的预备热处理组合方案，经过试验验证并解决了该批次大尺寸齿轮热处理后表面裂纹问题。

• 回火冷却方式对稀土重轨钢U75V显微组织和性能的影响

  樊志明, 杨吉春, 任磊, 张滢, 朱君, 李向川,

  采用蔡司光学显微镜、扫描电镜、显微硬度计、美特斯万能试验机等试验仪器分析了不同冷却方式对稀土重轨钢U75V组织和性能的影响。试样在850℃保温15 min后，分别随炉冷、空冷、风冷制备出不同珠光体片层间距的重轨钢试样，其珠光体平均片层间距分别为514、245、142 nm。结果表明，冷却方式不同的重轨钢，其平均晶粒尺寸、珠光体片层间距，硬度、抗拉强度、断后伸长率等均有明显差异。回火后随炉冷却的重轨钢平均晶粒尺寸最大，为8.51μm，硬度最低，为293.2 HV，其力学性能较差。回火后风冷的重轨钢抗拉强度最大，为1124.5 MPa，冲击功为35.5 J，与其他冷却方式相比，其拉伸断口表面形貌更加光整，深裂纹及孔洞消失，有明显韧窝出现。

• 不同热处理后航空紧固件用17-4PH钢耐腐蚀性及硬度的研究

  纪翔, 张汛涛, 宋先捷, 王付胜, 陈亚军,

  探究了不同热处理方式对17-4PH航空紧固件材料耐蚀性、微观形貌及显微维氏硬度的影响。首先在固溶+时效热处理方式的前提下探究了不同时效处理温度对不锈钢耐蚀性以及硬度的影响，其次探究了在固溶与时效处理之间引入中间处理，以及不同中间处理温度对17-4PH不锈钢耐蚀性以及硬度的影响。结果表明：随着时效处理温度从480℃提升至560℃，其耐蚀性下降，维氏硬度降低，析出相的数量增加，尺寸变大。此外，中间处理的引入使得17-4PH不锈钢的耐蚀性有极大的提升，维氏硬度有所降低；随着中间处理温度从785℃提升至845℃，其耐蚀性进一步增强，马氏体呈现出细小及均匀的特点，并且，NbC从奥氏体当中析出抑制了贫铬区出现。

• 淬火工艺对粉末冶金高碳高铬模具钢组织与性能影响

  刘少尊, 车洪艳, 李欧, 林同伟, 梁晨, 王铁军,

  采用粉末冶金工艺制备模具钢，可显著细化碳化物尺寸，大幅提高使用寿命。研究了淬火工艺对粉末冶金高碳高铬模具钢的微观组织与力学性能影响。研究表明：高碳铬粉末冶金不锈钢经900～1200℃淬火后，随淬火温度升高，（Fe,Cr,Mo,V）7C3相体积分数降低，（Nb,V）C相体积分数与形貌变化不大；基体由铁素体逐渐转变为马氏体，基体硬度提高，同时残余奥氏体体积分数增大。试验钢经1150℃淬火与低温回火后，硬度值达到60 HRC，冲击功为15 J，抗弯强度为2618 MPa。此时（Fe,Cr,Mo,V）7C3相体积分数为27.3vol%，平均尺寸为3μm,（Nb,V）C相体积分数为2vol%，平均尺寸为0.5μm。

• 高温服役条件下P110H套管钢的剩余强度

  杨军虎, 马海, 王海娟, 胡英才, 杨康敏, 周旋, 魏文澜,

  油气井管柱在服役过程中不可避免的将发生材料强度的折减，服役时间影响剩余强度将对井筒安全产生显著的影响。选取P110H热采专用套管材料，对其进行高温时效与低周疲劳的服役损伤加载，之后再进行拉伸试验，从而获得材料在损伤后的剩余强度。研究表明，高温时效与低周疲劳服役均造成剩余强度的降低，下降规律呈现指数函数特性，高温时效使最终强度损失约10%，低周疲劳影响的剩余强度在稳定阶段仍持续降低。损伤机制表明，高温时效材料在变形过程中的强化能力降低，低周疲劳使晶内位错分布不均导致晶粒不稳定，两种损伤方式的作用机制相互独立。高温时效后损伤与低周疲劳损伤线性叠加后的剩余强度可作为强度的工程预测模型。

• 连续退火对1500 MPa级22MnB5钢组织与力学性能的影响

  李润昌, 范红妹, 赵海峰, 李学涛,

  采用连退模拟器模拟1500 MPa级热成形钢22MnB5不同的连退退火工艺，通过拉伸试验机进行力学性能试验，并用金相显微镜观察退火后组织。研究了不同退火工艺对钢性能的影响，分析了最优性能试样的金相组织。结果表明：在100 m/min带速下，加热温度780℃、缓冷温度610℃、快冷温度460℃、时效温度430℃工艺下，获得最低强度：屈服强度为486 MPa，抗拉强度为623 MPa。与最低强度对应的金相组织为珠光体和铁素体，珠光体比例为40%～50%，组织均匀。取该样板模拟热冲压参数，进行平板淬火，性能满足1500 MPa级热成形钢要求，组织全部为马氏体，无脱碳层。

• 含V超高氮钢的析出行为及对力学性能的影响

  张荣华, 杨川, 石宁, 关远远,

  采用Thermo-Calc软件计算了含V超高氮钢的伪二元平衡相图。借助金相显微镜、扫面电子显微镜研究了含V超高氮钢的时效析出行为，并对力学性能进行了测试。结果表明，V元素的添加，使MX型氮化物在1131～1203℃之间析出；1230℃/1 h固溶处理和不同温度的时效处理不会使VN消失，且随时效温度的增加，VN尺寸有长大的趋势；Cr2N相在1203℃以下逐渐析出，在900℃时效过程中Cr2N含量随时效时间的延长而增多；Cr2N的析出使试验钢的力学性能降低，尤其导致伸长率快速下降。

• 淬回火工艺对30CrNi2MoV钢组织与力学性能的影响

  王金海, 郭涛,

  对30CrNi2MoV钢进行了不同温度的淬回火试验，通过OM、SEM、TEM、拉伸试验、冲击试验等研究了不同淬火温度、回火温度对30CrNi2MoV钢显微组织与力学性能的影响。结果表明：随着淬火温度的升高，30CrNi2MoV钢中粗大的碳化物数量逐渐减少，晶粒尺寸有所增加，880℃淬火的30CrNi2MoV钢中碳化物基本溶解入基体，晶粒未明显长大，强度和韧性也达到最高，30CrNi2MoV钢的最佳淬火温度为880℃。对880℃淬火的30CrNi2MoV钢进行不同温度的回火处理，随着回火温度的升高，30CrNi2MoV钢中碳化物数量不断增多，尺寸有所增大。560℃回火的30CrNi2MoV钢出现了二次硬化现象。随着回火温度的升高，30CrNi2MoV钢的抗拉强度先小幅升高后逐渐下降，伸长率基本无明显变化，冲击吸收能量逐渐升高。640℃回火的30CrNi2MoV钢的抗拉强度为1204 MPa，冲击吸收能量为118 J，伸长率为16.8%，强度、塑性、韧性具有较佳的匹配，30CrNi2MoV钢的最佳回火温度为640℃。

• AISI 4340钢制螺栓的失效分析

  李泽江, 岳海燕, 黄海峰, 赵毅,

  AISI 4340钢制螺栓在静止状态发生断裂，经过外观检查、宏观观察、微观观察、能谱分析、金相观察及硬度检测等方法，综合分析确定了该固定螺栓的断裂性质，并分析其发生断裂失效的原因。结果表明：螺栓断裂性质为氢脆断裂，定量分析了螺栓装配工艺对螺栓氢脆产生的影响。提出应从固定螺栓本身的功能特性出发，选用合适材料和装配工艺，控制热处理工艺，降低该型螺栓发生氢脆断裂的风险。

• 长期服役后12% Cr高温螺栓断裂失效分析

  李明超, 张号, 曾强, 冯翌轩, 张元,

  采用宏观检验、化学成分分析、力学性能测试、显微组织分析、断口形貌及能谱分析等手段，对某电厂3号汽轮机高导法兰12% Cr螺栓断裂进行分析。结果表明，13#断裂螺栓断裂机理以蠕变脆断为主导，腐蚀加速其开裂失效过程。根据高温螺栓断裂原因分析，提出加强对汽轮机各部位高温紧固螺栓金属监督的相关意见。