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周期结构对AlTiN多层薄膜结合能影响

罗庆洪 , 杨会生 , 陆永浩 , 娄艳芝 , 于栋利 , 王燕斌

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2010.2.009

使用TiAl合金靶,利用中频反应磁控溅射系统,通过交替改变氮气流量的方法,在高速钢(W18Cr4V)基体上沉积了氮含量周期性改变的AlTiN多层薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)等方法研究了AlTiN多层薄膜微观组织和结构;AlTiN多层薄膜的力学以及膜基结合性能用纳米压痕硬度仪和划痕试验得到.结果表明,制备的AlTiN薄膜,尽管交替的两层中氮含量不同,但每一单层都为非晶包裹纳米晶的纳米复合结构,所不同的是,低氮含量层中纳米晶密度较小.多层结构的形成能够很大的提高AlTiN多层薄膜的临界载荷和结合能,同时硬度和弹性模量值均有微小的提高,氮气流量的增加有利于多层膜性能的改善.

关键词: 中频反应磁控溅射 , AlTiN多层薄膜 , 显微结构 , 结合能

CSP工艺钛微合金碳钢中的碳氮化钛析出相

娄艳芝

钢铁

应用透射电镜、高分辨电镜等方法观察分析了薄板坯连铸连轧EAF-CSP工艺生产的微钛低碳钢热轧板的含钛析出相,实验钢的成分为(mass%):C:0.04~0.07%、Si:0.6%、Mn:0.6%、Ti:0.06~0.14 %。电解萃取及X射线衍射分析结果表明:钢中存在不同碳氮比的碳氮化钛析出相,这些碳氮化物的C/N比值的差异是由各个析出相的形成温度及析出时钛和氮、碳元素在钢中的过饱和度不同而造成的。实验钢萃取粉末(包括各种析出相)的质量分数约占钢的0.305%。其中五分之四左右为渗碳体,另外五分之一主要是钛的碳化物、氮化物和碳氮化物,还有少量的硫化物和氧化物。 在薄板坯连铸连轧工艺的连铸坯及热轧板中均观察到了由相间沉淀方式形成的碳氮化物粒子列。本文讨论了相间沉淀的形成机制。与传统连铸连轧工艺生产的同类钢相比,CSP工艺低碳钢中微量钛的加入明显增加了细小析出相的数量。

关键词: 薄板坯连铸连轧钢;微钛钢;碳氮化物;相间沉淀

M50NiL高温渗碳轴承钢中Fe2Mo析出相的电镜观察

娄艳芝 , 罗庆洪 , 李春志 , 赵振业

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2012.4.008

应用高分辨电子显微镜(HREM)观察M50NiL高温渗碳轴承钢中的马氏体和强化相Fe2Mo的形貌、结构及其与马氏体的取向关系.分析结果表明:M50NiL高温渗碳轴承钢心部组织主要为板条马氏体,表层组织主要为片状马氏体,其亚结构孪晶的孪生面为{211}晶面族;M50NiL钢中观察到纳米级强化相Fe2Mo,长条状,宽约2~3nm;部分Fe2Mo沿马氏体的孪生面生长,生长方向为[111]M;纳米级强化相Fe2Mo与马氏体的取向关系为:{112}M∥{001}Fe2Mo,[111]M∥[100]Fe2Mo.

关键词: M50NiL钢 , 马氏体 , Fe2Mo , 取向关系

1.20%铝冷轧TRIP钢的合金设计、工艺和力学性能

李忠义 , 张建 , 柳得橹 , 娄艳芝 , 刘学华

钢铁

报道了含1.2%Al-0.1%C-Mn-Si冷轧TRIP600钢带的研究开发结果,通过合金设计、冶炼、热轧、冷轧和热处理在实验室成功地制备了TRIP600钢带,其屈服强度为390~420MPa、抗拉强度650~700MPa,伸长率30.5%~37.5%,强塑积21000~26000 MPa·%.作为热处理工艺设计的基础,通过Thermo-Calc软件计算了试验钢的相图、相组成、贝氏体转变TTT曲线和T_0温度线.含质量分数为1.20%铝的冷轧TRIP600的成分设计和工艺参数可以作为工业试生产TRIP600的基础.

关键词: 冷轧TRIP钢 , 含铝钢 , 残余奥氏体 , 组织与性能

CSP工艺钛微合金钢中的碳氮化钛析出相

娄艳芝 , 柳得橹 , 毛新平 , 柏明卓

钢铁

应用TEM、HREM、X射线衍射等方法分析了薄板坯连铸连轧EAF-CSP工艺生产的钛微合金钢热轧板的含钛析出相,钢的化学成分(质量分数,%)为:C 0.04~0.07、Si≤0.6、Mn≤0.6、Ti 0.06~0.14.结果表明:试验钢中存在不同碳氮比的碳氮化钛,其C/N比值之差是由各析出相的形成温度及析出时钛和氮、碳在钢中的过饱和度不同造成的.试验钢萃取粉末的质量分数约占钢的0.305%.其中70%以上为渗碳体,其余的主要是钛的碳化物、氮化物和碳氮化物以及少量硫化物和氧化物.添加钛明显增加了细小析出相的数量.在CSP工艺连铸坯及热轧板中均观察到由相间沉淀方式形成的碳氮化物粒子列.讨论了相间沉淀的形成机制.

关键词: 薄板坯连铸连轧 , 钛微合金钢 , 碳氮化物 , 相间沉淀

磨削工艺对渗碳M50NiL钢表面变质层微观结构和性能及疲劳性能影响

罗庆洪 , 李春志 , 娄艳芝 , 赵振业

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00560

本文以渗碳热处理后的M50NiL钢为研究对象,利用Vickers硬度计,XRD,TEM,HRTEM以及旋转弯曲疲劳试验仪对普通磨削和精密磨削后试样表面变质层微观结构和硬度及试样的疲劳性能进行了研究.结果表明:进刀量不同的2种磨削工艺获得的试样表面粗糙度不同,表面变质层微观结构和硬度以及试样疲劳性能差别较大.精密磨削对试样硬度产生影响的深度较小.普通磨削表面变质层奥氏体含量较多,呈现明显的奥氏体.有效晶粒”现象;精密磨削表面变质层则为非常细小的变形马氏体组织,呈现明显的纳米级马氏体.有效晶粒”现象;“有效晶粒”之间无明显的界面,且晶面扭转现象明显,相邻“有效晶粒”之间转动角度最大可达14°,同时“有效晶粒”内部晶面也存在轻微扭转现象;精密磨削工艺试样的旋转弯曲疲劳寿命约为普通磨削的13倍.

关键词: M50NiL 钢 , 磨削变质层 , 显微硬度 , 微观组织 , 疲劳性能

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