热加工工艺杂志

热加工工艺杂志2023年第4期

• 激光刻蚀法制备超疏水材料表面的研究进展

  巴一, 韩善果, 杨永强, 郑世达, 梁文奇,

  激光刻蚀法采用无接触式加工，操作简单、可靠、环保。从激光加工金属与非金属材料这两方面介绍激光刻蚀法。首先概括超疏水表面的概念与激光刻蚀法的原理，针对国内外的研究现状进行总结与归纳，最后对未来的研究方向提出可行性的建议，为激光刻蚀法制备超疏水表面未来的研究提供参考。

• 高熵合金中晶格畸变效应的研究进展

  张颖隆, 张明赫, 李杰, 冯运莉,

  高熵合金这一概念一经提出就引起了广泛的关注和研究兴趣。这一设计打破了传统的合金设计策略,为科研人员提供了新的思路。高熵合金有4个核心效应：晶格畸变效应、高熵效应、缓慢扩散效应和鸡尾酒效应。在这些核心效应中，晶格畸变效应被认为是决定高熵合金性能的关键的因素。简述了晶格畸变效应，并对现有的晶格畸变的量化方法进行了归纳与评价，阐述了晶格畸变效应对高熵合金相形成和力学性能等方面的影响。最后，指出高熵合金晶格畸变效应所面临的问题，并对其进行了展望。

• CoCrNi基中熵合金研究进展

  刘冉, 党鲜婷, 彭雅婷,

  对于近年来CoCrNi基中熵合金在加工方法、组织、性能等方面的研究进展进行了综述。介绍了CoCrNi基中熵合金的具体情况，包括高熵合金、中熵合金的相关概念及CoCrNi基中熵合金的应用前景和应用领域。重点对其在加工工艺、显微组织和力学性能等方面的研究进行了介绍。总结了该合金在研究中存在的问题，展望了CoCrNi基中熵合金未来的研究方向。

• 铁素体不锈钢表面电沉积-热处理制备Co-Mn尖晶石涂层的研究进展

  邓佳, 宋建丽, 李云逸, 童伟,

  铁素体不锈钢（ferritic stainless steel,FSS）是中温化环境中固体氧化物燃料电池（solid oxide fuel cell,SOFC）的理想连接体材料。但由于FSS中含有较多的Cr元素，在SOFC工作过程中，连接体表面生成的Cr氧化物薄膜增厚，会造成连接体导电性能下降；FSS中的Cr元素与H2O或O2发生反应，还会形成易挥发的化合物，这些化合物在阴极界面沉积，将使阴极活性降低，导致阴极“Cr中毒”和SOFC性能衰减，严重制约了SOFC商业化发展和应用。采用电沉积-热处理技术在FSS表面制备Co-Mn尖晶石保护涂层可有效防止Cr化合物的挥发，改善电池堆的抗氧化性能。在保证SOFC导电性的同时，延长其使用寿命。综述了FSS表面电沉积-热处理制备Co-Mn尖晶石涂层的主要方法、特点及涂层性能等方面的研究进展，对该领域未来的发展趋势进行了展望。

• DZ125镍基合金表面热防护涂层研究进展

  李涌泉, 侯俊峰, 冯豪, 王威, 李宁, 蒋亮,

  介绍了DZ125镍基合金表面热防护涂层的最新研究进展，主要包括扩散涂层、物理气相沉积涂层、喷涂涂层和激光熔覆涂层技术。综述了近年发展的不同热防护涂层的制备方法、高温防护机理及失效机制，展望了DZ125合金表面热防护涂层的发展趋势和应用前景。

• 316L不锈钢低温力学性能研究与寿命预测

  李奇聪, 司俊, 金鑫, 王继, 郭素娟,

  为探究低温环境对316L不锈钢力学性能的影响，开展了293、173、77 K下的拉伸试验和低周疲劳试验，分析了温度和马氏体相变对材料力学性能的影响，采用塑性应变能公式进行了寿命预测并对该模型加以修正。结果表明，由于温度对马氏体相变的影响，降温可以提升材料强度，且降温幅度可显著影响材料强度的增幅。低温循环应力幅响应曲线受马氏体相变影响较大，而马氏体相变也是室温循环应力幅响应曲线出现循环软化和二次硬化的重要因素。修正后的塑性应变能公式预测精度较原有模型得到大幅提升，寿命预测结果均在二倍分散带内。

• 铸态CoCrNiCux中熵合金的组织和力学性能研究

  周新雨, 娄长胜, 张伟强, 刘凤国, 秦海宁,

  采用真空电弧炉制备了不同摩尔比的CoCrNiCux(x=0，0.4，0.8，1.0)中熵合金，对铸态CoCrNiCux合金微观结构、相组成以及力学性能进行分析。研究CoCrNiCux合金的组织与性能随Cu含量变化的变化规律。结果表明：CoCrNiCu0合金晶体结构为单一FCC相，随着Cu含量的增加，合金由单一FCC相转变成FCC1相和富铜FCC2相组成的组织结构。合金组织形貌为树枝状，FCC2相的生成使得合金的微观组织从粗大树枝晶转变成细小的树枝晶。加入Cu后，合金的屈服强度和屈强比分别从234.1 MPa、0.368增加至353.1 MPa、0.715；而断后伸长率降低，从x=0时的88.0%降低至x=1.0时的30.1%。随合金中Cu含量的增加，合金的显微硬度呈增加趋势，最大值为190.58 HV。

• Cu含量对Zn-2.0Mg-xCu合金组织与性能的影响

  于景媛, 李强, 赵特, 孙旭东,

  采用粉末冶金技术制备了Zn-2.0Mg-xCu合金，研究Cu元素对于Zn基合金显微组织、力学性能、耐腐蚀性能和抗菌性能的影响。结果表明：Zn-2.0Mg-xCu合金（x=0.5wt%～2.0wt%）均由η-Zn相和Mg2Zn11相组成，随着Cu含量的增加，Zn-2.0Mg-xCu合金中的孔隙增多，显微硬度和抗压强度均出现先增加而后降低的现象。380℃烧结2 h后Zn-2.0Mg-1.5Cu合金的显微硬度和抗压强度达到最大，为77.3 HV和126.7 MPa。随着合金中Cu含量的增加，Zn-2.0Mg-xCu合金的维钝电流密度、腐蚀速率和失重均增加，人工模拟体液腐蚀浸泡14 d后，Zn-2.0Mg-xCu合金表面逐渐出现明显的腐蚀坑。对Zn-2.0Mg-xCu合金进行的抗菌性研究结果表明：Zn-2.0Mg-xCu合金对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均表现出良好的杀灭和抑制增殖效果，随着Cu含量的增加，Zn-2.0Mg-xCu合金的抗菌效果越明显。

• 西部某油田高温高盐环境油套管选材实验研究

  杨兰田, 张江江, 李芳, 金伟, 张薇, 肖雯雯,

  西部某油气田具有超深、高温、高盐等特点，腐蚀环境十分苛刻，失重腐蚀风险极高。常用的抗硫碳钢和不锈钢等材质油套管缺乏在该工况中的试验和现场使用经验。研究P110S、S13Cr、15Cr、25Cr材料在该油气田工况下的腐蚀行为。结果表明：在该油田高温高盐工况中，P110S抗硫碳钢腐蚀极为严重，不能满足现场使用；S13Cr、15Cr马氏体不锈钢发生轻微腐蚀，可满足现场使用。

• 一种耐磨耐蚀双相合金的组织及性能

  谢君, 王道红, 刘金灿, 张鹏, 侯桂臣,

  设计并制备一种耐磨耐蚀双相合金，并对其物相组成、组织结构、硬度、耐磨及耐蚀性进行研究。对该合金的动电位极化曲线进行测试。结果表明，该合金主要由σ-Cr13Ni5Si2相及γ相两相构成。其中，在枝晶干区域，细小的γ相弥散分布于σ相中，形成花瓣状结构；在枝晶间区域，尺寸较大的γ相与光滑的σ相相间排列，两相的体积分数基本相同。该合金在室温下的平均洛氏硬度为60.9HRC，平均维氏硬度为513HV。往复摩擦测试期间，合金的平均摩擦系数约为0.305，其中，枝晶间区域的γ相首先发生磨损变形，并导致σ相碎裂是合金的主要磨损机制。该合金的腐蚀电位约为-0.296V、维钝电流密度为1.027×10-5 A·cm-2。枝晶干内弥散分布的细小γ相周围的电位差随电位升高积累缓慢，是合金在测试期间出现二次钝化现象的主要原因。

• 超奥不锈钢254SMO中各物相功函数与电偶腐蚀的关联性研究

  雷智博, 张彩丽, 张竹霞, 韩培德,

  以254SMO奥氏体钢中夹杂物和析出相为研究对象，采用基于密度泛函理论第一性原理的计算方法，计算比较了MnS、Al2O3、SiO2、Cr23C6、σ、Laves、Cr2N和钢基体的多个晶面的电子功函数，分析了不同夹杂物和析出相不同晶面、同一晶面不同终结面诱导点蚀的机理。模拟了钢在含硫、氯腐蚀介质中钢基体对硫、氯的吸附过程，以此分析254SMO在含硫、氯腐蚀介质中的耐蚀性差异及电子成因。

• 苏77、召51区块缓蚀剂评价与机理研究

  王吉喆, 张骁勇, 段文广, 冉照辉, 奚运涛, 雒设计,

  针对苏77、召51区块N80油套管钢出现的腐蚀穿孔问题，利用高温高压模拟实验和电化学极化曲线法研究了RX-204B和IMC-80BH等两种常用缓蚀剂的作用机理及防腐效果。通过扫描电镜对去除腐蚀产物前后的试样表面形貌进行观察；采用能谱分析仪对腐蚀产物进行成分分析。结果表明：两种缓蚀剂均为吸附膜阳极控制型缓蚀剂，由于成分不同，官能团的作用机理不同，不同浓度下两种缓蚀剂的极化曲线变化规律存在一定差异。明确了两种缓蚀剂的腐蚀机理及最佳加注浓度，形成了适用于苏77、召51区块气井井筒工况的最优防腐工艺。

• Al0.1CoCrFeNi高熵合金在准静态扭转下的微观组织和力学性能

  李硕, 白天祥, 徐斌, 马胜国,

  将Al0.1CoCrFeNi高熵合金进行准静态扭转加载，利用X射线衍射分析仪、扫描电镜、电子背散射衍射、纳米压痕以及准静态拉伸实验，研究了扭转后试样的梯度微结构和力学性能。除了晶粒细化，高熵合金的梯度微结构还包括位错及孪晶亚结构的梯度分布，即含量从中心到边缘不断增加。准静态拉伸实验表明，由于梯度微结构和较高的加工硬化能力，扭转后的拉伸板可显著提高拉伸强度，同时保持良好的塑性。因此，梯度应变、额外的加工硬化能力和背应力效应实现了强度和塑性的协调变形。此外，纳米压痕硬度沿径向不断增加，同样呈现明显的梯度分布，其强化机制主要归因于细晶强化和加工硬化。

• 一种双相增强2024Al复合材料的制备及其力学性能研究

  路向前, 高义民, 周璇, 鲁宁斌, 汪勇, 刘庆坤, 李烨飞,

  为了提高2024Al基复合材料的强度和塑性，通过球磨和放电等离子烧结技术（SPS）制备了TiB2-Cf（Ni）/2024Al复合材料。使用SEM对所制备材料的微观组织进行表征；使用XRD对材料的物相组成进行表征；使用维氏硬度计对复合材料的硬度进行测试；使用拉伸试验机对所制备材料的拉伸力学性能进行测试，并且通过拉伸断口的SEM形貌分析了所制备材料的断裂机理。结果表明：在TiB2-Cf（Ni）/2024Al中，碳纤维和TiB2均匀分布在铝基体中，其析出相Al2Cu、Al2CuMg的尺寸比2024Al、TiB2/2024Al、Cf（Ni）/2024Al析出相的尺寸更加细小。TiB2-Cf（Ni）/2024Al的硬度达到115.8 HV，抗拉强度为345.0 MPa，断裂伸长率为8.5%，相比于2024Al的分别提高27.5%、33.9%和129.7%。

• SiC颗粒清洗介质对无压浸渗SiC/Al复合材料微观组织和力学性能的影响

  崔岩, 牛浩, 曹雷刚, 杨越,

  选用国产磨料级SiC颗粒，平均粒径在60～80 μm范围内，采用无压力渗透法制备了SiC/Al复合材料。采用不同的清洗方法对硅碳颗粒上的细颗粒和有机物进行了连续清洗，考察了它们对SiC/Al复合材料微观组织和力学性能的影响。结果表明，经去离子水和丙酮清洗的碳化硅颗粒表面整洁，所得复合材料内部缺陷显著减少，力学性能分别提升至（347.48±29.87）和（348.39±4.40）MPa。其中，丙酮可有效清除颗粒表面吸附颗粒和有机物，整体保证颗粒与熔融铝液的润湿性，复合材料内部缺陷最少，材料力学性能稳定性最好。

• T6态TiB2/7050铝基复合材料挤压板坯组织和力学性能分布研究

  洪天然, 丁珣, 杨超, 夏存娟, 陈东, 王浩伟,

  通过光学显微镜、拉伸性能测试等方法研究了TiB2/7050铝基复合材料挤压板坯固溶时效（T6）热处理后的组织和性能。结果表明：固溶时效后材料力学性能分布不均匀，呈现出强度内部低、边部高的趋势，而伸长率的变化无明显规律，边角处最高强度区域力学性能比心部最低强度区域屈服强度和抗拉强度均高出约10%。分析表明，材料中这种不同区域力学性能的差异，主要是由固溶后的冷却速度引起。若使得心部区域的材料固溶后的冷却速度加快，可以提高材料力学性能至与边角处接近的水平。

• 碳化硅颗粒增强铝基复合材料的超声检测

  李通, 王全兆, 张绪胜, 廉德良,

  采用粉末冶金法制备了增强体SiC含量分别为15vol%、20vol%和25vol%的碳化硅颗粒增强铝基复合材料（SiC/Al）。然后采用超声检测方法对复合材料进行了无损检测，并通过金相显微镜观察分析了缺陷的微观组织结构。针对不同体积分数的SiC/Al复合材料，采用超声法测量了其声衰减系数。结果表明：铝基复合材料中存在Al线缺陷，且缺陷的当量尺寸小于缺陷实际尺寸。同一超声测试频率下，随着SiC含量的增加，复合材料的声衰减增大；当SiC体积分数不变时，随超声测试频率增大，复合材料的声衰减增大。

• 机械锤击对AZ31B表面晶粒尺寸及耐腐蚀性的影响研究

  雷达, 涂福泉,

  为解决AZ31B镁合金在人体环境中耐腐蚀性较差、降解速度过快等问题，提出了机械锤击表面改性方法。为揭示机械锤击对AZ31B镁合金表面耐腐蚀的影响机理，对AZ31B镁合金的X衍射图谱进行了分析计算，并利用电化学工作站以及蔡司显微镜表征了锤击前后AZ31B镁合金的耐腐蚀性能。结果表明：经机械锤击处理后，材料的表面晶粒尺寸最小减小到38.55 nm，腐蚀电流密度降低了93.92%，且晶粒尺寸越小，耐腐蚀性越好，表明机械锤击能有效提高AZ31B镁合金的耐腐蚀性。

• Na2SiO3浓度对铝锂合金微弧氧化膜组织与性能的影响

  刘停, 刘春忠, 卢天倪, 张洪亮, 朱明伟, 王继杰,

  采用微弧氧化法在铸态Al-Li合金表面制备氧化膜层。通过SEM、XRD、显微硬度测试和摩擦摩损测试等方法分析Na2SiO3浓度(0.05、0.07、0.09 mol/L)对铝锂合金微弧氧化膜组织与性能的影响。结果表明：氧化膜层分为靠近基体的致密层和外部疏松层两层，主要由α-Al2O3相和γ-Al2O3相组成。随着硅酸钠浓度的增加，膜层中微孔的数量变多，膜层厚度及Al2O3的含量均呈现出先升高后降低的趋势。当硅酸钠浓度为0.07 mol/L时，膜层硬度为1171 HV，摩擦系数为0.49，此时膜层耐磨性最佳。

• 电化学光整加工极间间隙的介观几何结构多场耦合基础研究

  蔡金汕, 阿达依·谢尔亚孜旦, 李磊, 刘俊杰,

  针对电化学光整加工过程中工件的加工质量稳定性较差的问题，为提高工件的加工质量，主要以工件的表面微观几何形貌为研究对象，通过COMSOL Multiphysics仿真软件，建立了多物理场仿真模型。分别研究工件在不同加工状态下，工件的表面介观形貌变化、电流场和流场的分布特性和规律，并对加工机理的影响进行了分析。然后借助两相流-水平集法，建立气液两相流模型，分析了气泡的形成和变化过程对流场速度分布的影响。结果表明：电流的分布与工件的表面介观几何结构具有相关性，其分布的特点可提高工件的加工质量曰阳极表面尖峰附近的空腔形成的漩涡有利于改善流场的缺液现象，同时在一定程度上对钝化膜进行了水力加工曰气泡的变化会影响周围电解液的流速分布，造成流场速度不均。通过研究多物理场对电化学光整加工的影响机理，分析各个场的基本特性进而提高光整加工过程中工件的加工质量稳定性。

• Y2O3对TC4激光熔覆镍基复合涂层组织及性能的影响

  于坤, 祁文军, 李志勤, 雷靖峰, 余志翔,

  探究不同含量稀土氧化物Y2O3对钛合金TC4表面激光涂层的组织及摩擦磨损和抗高温氧化性能的影响。采用2 kW的光纤激光器，在TC4表面激光熔覆制备含0.2%、0.5%、0.8%、1.0%、2.0%、3.0% Y2O3粉末的Ni60A-50% Cr3C2涂层曰利用SEM、XRD、EDS等对该涂层的组织和物相进行分析曰通过显微硬度计测量该涂层的硬度曰采用MMG-500三体磨损试验机进行摩擦磨损试验曰利用WS-G150智能马弗炉进行抗高温氧化性试验。结果表明：Y2O3添加量为1.0%时，该涂层的组织及性能均优于其它Y2O3添加量，涂层没有缺陷、成形良好，涂层生成高硬度碳化物和金属间化合物，组织细密均匀。基体热影响区组织为针状马氏体，涂层结合区组织为平面晶和柱状晶，涂层中部和上表面组织为短小的胞晶和树枝晶，涂层显微硬度最大值为1604HV0.2，约是基体的4.6倍曰涂层摩擦系数基本稳定在0.33左右，小于TC4基体的摩擦系数0.5～ 0.7，涂层的耐磨性较基体显著提高曰恒温850℃氧化100h后涂层氧化增重为5.11mg·cm-2，约为TC4基体氧化增重25.8 mg·cm-2的20%，高温抗氧化性能显著提高。适量添加稀土Y2O3可改善TC4激光熔覆层的组织及性能。

• 退火温度对激光选区熔化成形TC4合金显微组织和力学性能的影响

  宋静雯, 韩远飞, 方旻翰, 胡富国, 吕维洁,

  研究了退火温度对激光选区熔化成形TC4合金显微组织和力学性能的影响规律。结果表明，激光选区熔化成形TC4合金由β柱状晶和晶内析出的弥散分布的针状马氏体α'相组成，在700℃以上退火处理，马氏体α'相先分解成α+β相。随着退火温度的升高，钛合金构件显微硬度和抗拉强度逐渐降低，伸长率逐渐升高。经过800℃退火处理之后，材料的伸长率为9.79%，抗拉强度为1146 MPa，完全满足航空标准需求。

• 退火温度对Fe-18Mn-3Si-3Al TWIP钢晶粒尺寸及晶界特征的影响

  郭艳辉, 徐春, 宁胜利,

  采用EBSD分析方法研究了不同退火温度条件下Fe-18Mn-3Si-3Al TWIP钢的晶粒尺寸及晶界特征。结果表明，退火温度对晶粒尺寸影响明显。当退火温度低于1050℃时，晶粒分布比较均匀，晶粒尺寸集中在较小尺寸范围。而退火温度超过1050℃时，晶粒尺寸集中在15～35 μm，尺寸跨度较大。随退火温度的升高，Σ3晶界和总的CSL晶界比例的变化趋势相同，呈现先缓慢增加后降低的趋势，并且均在退火温度为950℃时出现峰值。孪晶的形成与晶粒取向密切相关，多数孪晶更倾向于在具有<111>取向的晶粒中形成。

• 不同球化退火工艺对T12A组织与力学性能影响的研究

  韩旭, 王洪涛, 韩子玉, 赵伟, 王飞,

  讨论了T12A碳素工具钢球化处理原理与碳化物球化的形成机理，通过典型球化处理试验，优化了球化处理工艺参数。结果表明，采用770℃的复合球化退火工艺后，T12A碳素工具钢的碳化物颗粒分布弥散，晶粒尺度为1.5～1.8 μm，硬度为92～94 HRB。获得了具有实用价值的球化处理工艺，对于高效益生产中T12A碳素工具钢的球化处理具有重要参考价值。

• 热处理对FeCrMnNiAlx高熵合金组织及拉伸性能的影响

  梅金娜, 卫娜, 思芳, 蔡振,

  采用真空感应熔炼技术制备了FeCrMnNiAlx（x=0，0.1）高熵合金，并对高熵合金进行热处理，采用X射线衍射仪、扫描电镜和万能拉伸试验机分别对合金进行物相组成、组织形貌以及拉伸性能的测试与表征。结果表明，FeCrMnNiAlx（x=0，0.1）合金均为FCC+BCC的双相固溶体合金，Al原子以间隙原子的形式固溶到基体合金中；添加Al元素后，合金的枝晶状组织转变为孤岛状组织，并且在该处形成了微米级针状的第二相，经热处理后，第二相由微米级针状转变为纳米级颗粒状；Al的添加有效提升了高熵合金的强度，FeCrMnNiAl0.1高熵合金经800℃热处理后，抗拉强度和屈服强度比铸态的分别提高31.7%和17.5%，合金仍具有约21.1%的伸长率，适当的热处理能够提高高熵合金综合力学性能。

• 退火参数对磁控溅射Al2O3介质电学性能的影响

  苏佳乐, 李冲, 秦世宏, 何晓颖,

  氧化铝作为一种可以应用于高密度MIM电容器的高k材料，具有很大的禁带宽度和良好的热稳定性，可以有效减小漏电流。采用磁控溅射法制备了氧化铝薄膜，并对不同气氛和温度下退火的氧化铝薄膜进行了漏电和电容测试，分析和研究了影响磁控溅射氧化铝薄膜质量的因素。结果表明，退火后氧化铝薄膜的漏电减小，而且试样在氧气条件下退火的电学性能优于氮气条件。经过250℃氮气退火的试样漏电减小，5 V下漏电为9 nA左右，电容波动在10-1 pF量级。而经过250℃氧气退火后的试样，5 V下漏电仅为0.3 nA，且电容波动较小（～0.03 pF）。

• SAE J403钢制驻车齿轮淬火层深度超声非线性表征

  余晓东, 侯怀书, 陈朝雷, 陆顶, 赵欣, 卓娜,

  汽车电子驻车齿轮主要由SAE J403碳素钢制成，在其生产过程中，需要对SAE J403进行高频感应淬火过程，由于材料本身或淬火工艺上的差距，会造成齿轮表面形成不同厚度的淬硬层，从而影响齿轮的材料性能和力学性能。通过超声检测装置完成对不同淬硬层厚度碳素钢的信号采集，对采集的超声信号做频谱分析（快速傅里叶变换），获得超声信号基波幅值和二次谐波幅值计算出评定淬硬层深度的非线性超声系数。结果表明，随着淬硬层深度的增加，碳素钢的非线性系数呈现出不断上升的趋势。由此利用非线性超声系数实现对不同淬硬层厚度的碳素钢深度表征。

• 含锡取向硅钢高温退火过程中组织及织构演变

  郭晓雨, 李涛, 韩强, 席磊, 金自力, 吴忠旺,

  研究了含锡取向硅钢在高温退火过程中不同退火温度下的组织和织构。采用金相显微镜（OM）观察了试样组织，采用场发射扫描电子显微镜对试样进行了微区取向测量，并利用Channel 5软件对测量数据进行处理分析，借助X射线衍射仪（XRD）进行了宏观织构检测分析。结果表明：高温退火过程中，试验钢在1000～1050℃开始发生二次再结晶。二次再结晶前，主要以111<110>、111<112>和411<148>以及α织构（112<110>）为主，还有少量的旋转立方织构001<110>。随着温度的升高，有利织构411<148>的含量不断增加，不利织构001<110>的含量不断减少。试验钢在二次再结晶之后，Goss织构逐渐占主导地位。含锡取向硅钢二次再结晶发生后，Goss晶粒的偏差角减小。Goss晶粒在异常长大的过程中，其位向逐渐趋于标准，这有利于磁感应强度的提高。

• 均匀化处理对铸态Mg-9Gd-3.5Y-2Zn-0.35Zr合金组织和力学性能的影响

  刘凯, 陈伟, 谢家松, 杨晓禹, 王红杰, 祁泽星, 陈刚, 张星,

  均匀化热处理能够消除合金铸造缺陷，改善成分偏析提升变形能力。利用光学显微镜（OM）、差分扫描量热计（DSC）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）和万能拉伸实验机等手段，研究了不同均匀化时间（2、5、10、15、20 h）和温度（480、500、520℃）对Mg-9Gd-3.5Y-2Zn-0.35Zr合金微观组织和力学性能的影响规律。结果表明，铸态Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金主要包括沿晶界呈网状分布的块状Mg5（Gd，Y，Zn）相及片层状长周期堆垛有序结构相（LPSO），粗大的第二相容易引起局部应力集中而引发裂纹萌生，造成了铸态合金较低的力学性能；经均匀化处理后，大量第二相溶入基体，合金的力学性能得到了显著提升，断裂机制也由铸态的脆性断裂转变为塑性断裂，表明材料塑性得到显著提升；合金的最佳均匀化处理工艺为520℃/15 h，其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别由铸态的166.2 MPa、130.2 MPa和3.3%提高到213.5 MPa、154.5 MPa和7.6%。

• 热变形和热处理对GH4080A高温合金微观组织演化的影响

  李凯, 杨丽媛, 林莺莺, 陈由红, 王轶博, 赵张龙,

  对GH4080A高温合金进行热变形及后续的热处理试验，利用光学显微镜和扫描电子显微镜观察热变形和热处理后合金的显微组织，研究热变形参数和热处理参数对GH4080A合金组织演化的影响规律。结果表明：GH4080A合金在1030～1070℃内进行热处理时，晶粒尺寸变化不大；随着热处理时间的延长，可以促进合金内部元素重新分布，但不会影响晶粒尺寸大小；GH4080A合金大变形区晶粒在热处理后会发生异常长大，而小变形区晶粒生长量较小；随着应变速率的增加，GH4080A合金热处理后组织不均匀，晶粒粗大；变形温度对GH4080A合金热处理后组织的影响规律比较复杂，原始粗大晶粒在较低温度下动态再结晶不充分，热处理后会残留粗晶，在较高温度下动态再结晶充分，但温度过高会导致热处理后晶粒长大。

• 深冷处理对ZG06Cr13Ni4Mo马氏体不锈钢组织及力学性能的影响

  苏允海, 刘韫琦, 梁学伟, 戴志勇, 杨太森, 武兴刚,

  为了研究深冷处理对ZG06Cr13Ni4Mo马氏体不锈钢组织及性能的影响，将试样分为6组，通过改变不同深冷时间（0、12、18、24、30、36 h）分别测试各组试样的拉伸性能及硬度的变化情况，观察各组试样的金相显微组织及拉伸断口形貌。结果表明：合适的深冷参数促使残余奥氏体向马氏体转变，并使晶粒得到细化，从而使材料强度及硬度得到了提升。当深冷时间为18 h时，试样的力学性能取得了最佳值，其抗拉强度与屈服强度分别达到了1109.0和937.7 MPa，硬度达到了36.8 HRC。

• 调质态Q1100高强钢的微观组织研究

  贾梦云, 韦勇, 章红艳, 宋孟, 周红伟, 白凤梅,

  采用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜对1100 MPa级调质态高强钢（Q1100）的微观组织进行了研究，探讨了微观组织对高强钢强度的影响。结果表明，Q1100高强钢经过淬火和低温回火处理后，组织为回火马氏体，低温回火保留了马氏体板条组织。调质态高强钢组织中原奥氏体晶粒平均尺寸为13.6 μm，马氏体束的平均宽度为1.57 μm，马氏体板条的平均宽度为201 nm。低温回火后，析出相形态主要有短棒状和球状，尺寸分布在5～50 nm。调质态高强钢由于低温回火，避免了碳化物的长大。调质态Q1100高的强度主要源于钢中含有原奥氏体晶界、马氏体包、马氏体束和马氏体板条多层次结构，以及马氏体结构中高密度位错和纳米级的碳化物析出相。

• 固溶温度对GH4099合金组织和性能影响

  陈斯博, 闫磊, 韩彬,

  研究了固溶温度对GH4099合金金相组织、拉伸性能、高温持久性能影响。结果表明：在1060～1120℃固溶温度范围内，提高固溶温度合金平均晶粒尺寸长大，并且析出物也有一定的长大趋势数量相对减少；固溶温度对室温拉伸强度和塑性影响不大，高温拉伸强度和塑性、持久时间均随着固溶温度的提高而提高。

• 一种大尺寸20CrMnTi渗碳齿轮断裂失效分析

  赵祥路, 王壮壮, 苏广兰, 殷凤仕,

  通过金相分析、化学成分分析、硬度测试、扫描电镜分析等，对一种大尺寸20CrMnTi渗碳齿轮的断裂失效事故进行试验研究。结果表明：齿轮断裂发生在弯曲应力最大的齿根部，在渗碳层发生沿晶断裂，心部为穿晶准解理断裂。齿轮失效的原因是该20CrMnTi钢齿轮尺寸大，齿轮的淬透性不足导致心部不能获得马氏体组织，而是形成了上贝氏体组织，贝氏体组织中的不连续片状碳化物分布在铁素体条间，在应力作用下促进了裂纹扩展，使齿轮最终失效。