焦增宝
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刘锦川
中国材料进展
随着资源、能源和环境压力日益加大，超高强度钢的开发越来越受到世界各国的极大重视。传统的超高强度钢大都是依赖提高碳含量或合金元素含量而获得较高强度的马氏体或贝氏体钢，此种钢存在着焊接性能差、塑韧性低、钢材尺寸受限制和成本昂贵等问题，严重制约了经济的快速发展和现代国防的建设，因此，开发综合性能良好、成本低廉的新型超高强度钢刻不容缓。结合当前纳米科技的发展，介绍了新型纳米强化超高强度钢的设计理念，阐述了以纳米相析出强化为主、多种强化方式结合的强韧化理论，并总结了纳米析出强化超高强度钢在合金设计和工艺优化等方面的初步研究进展，最后探讨了新型纳米强化超高强度钢亟待解决的问题。
关键词:
新型超高强度钢
,
纳米析出强化
,
合金设计
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工艺优化
郎宇平
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陈海涛
,
翁宇庆
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屈华鹏
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2013.05.004
采用Thermo-Calc软件,计算了碳、铬、锰、镍元素和压力因素对22Cr高氮奥氏体不锈钢氮溶解度、凝固过程中相转变以及析出相的影响,并对设计的新型高氮奥氏体不锈钢组织及析出相进行了研究.结果表明:铬元素主要增加液态钢的氮溶解度,增加0.1％(质量分数)的碳即能显著增大奥氏体不锈钢在高温凝固时的最小氮溶解度.锰元素既增加液态钢中的饱和氮溶解度,又增加凝固初期的最小氮溶解度.适当的锰含量能扩大并稳定奥氏体相区,避免“铁素体阱”的出现.少量的镍含量既增加奥氏体不锈钢高温凝固时的最小氮溶解度,缩小高温δ铁素体存在的温度区间,也能使钢在室温下有完全的奥氏体组织.加压冶炼能有效促进氮溶解度.新型高氮奥氏体不锈钢的析出相主要为Cr23C6,Cr2N.采用热力学计算工具可以对高氮奥氏体不锈钢的冶炼、组织控制、热处理和热加工提供科学的指导.
关键词:
Thermo Calc
,
高氮奥氏体不锈钢
,
氮溶解度
,
合金设计
贾书君
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段琳娜
,
刘清友
材料热处理学报
通过热模拟实验的方法研究了合金元素C、Mo、Nb含量对X100管线钢带的微观组织和显微硬度的影响。结果表明，随着C、Mo、Nb含量增加，实验钢显微组织中的板条贝氏体比例增加，显微硬度明显提高。但是，C、Mo含量较高时，钢中的马氏体／奥氏体（M／A）组元含量增加，尺寸增大。通过对碳当量的讨论得出，X100热轧钢带的合金设计应该综合考虑各种合金元素的影响，碳当量最好能控制在0．55附近。最后针对X100热轧钢带提出了一个优化的成分范围。
关键词:
X100热轧钢带
,
成分设计
,
微观组织
,
显微硬度
,
碳当量
陈明昕
,
曹建春
物理测试
深入分析了有机物切割刀具用钢的使用性能要求及相应的力学性能要求,为获得优异的切割性能,有机物切割刀具用钢必须具备超高的刀口硬度及刃口锋利性,并具有适当的韧性。由此分析了有机物切割刀具用钢的合金化原理与强韧化原理。为获得良好的刃口锋利性,必须采用高碳低合金或非合金钢。设计了一种有机物切割刀具用钢,采用特殊热处理工艺,通过高碳马氏体强化以及微细弥散的合金渗碳体沉淀强化可显著提高钢的硬度实现超硬化,而通过合金渗碳体及VC联合阻止晶粒长大产生明显的晶粒细化效果可提高钢的韧性。
关键词:
有机物切割
,
刀具
,
性能
,
合金设计
,
强韧化原理
单智伟
,
刘博宇
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2016.00369
Mg在室温下的强度和塑性较差, 其根源之一在于Mg的{101ˉ2}形变孪晶在极低的应力下即可形核和扩展, 而且研究表明目前应用于镁合金的时效强化法通常无法显著抑制{101ˉ2}形变孪晶. 尽管对Mg 及其合金的力学性能至关重要, 迄今为止, 对{101ˉ2}形变孪晶的形核和扩展的机制仍存在很大争议. 本文首先回顾了有关形变孪晶的定义以及{101ˉ2}孪晶机制的研究历史, 然后着重介绍了最新的基于原位TEM的研究结果: 即Mg的{101ˉ2}形变孪晶迥异于孪晶的经典定义, 它事实上是一种新的室温变形机制, 即塑性的产生可以通过局部的晶胞重构来完成, 而不需要孪晶位错的参与; 由晶胞重构机制所产生的界面为{0002}/{101ˉ0}界面(BP 界面), 而且该界面在三维空间呈现梯田状的不规则形貌. 晶胞重构机制迥异于基于位错的孪晶变形机制, 因此基于对该机制进行抑制的设计思路可能是开发未来高强韧镁合金的关键.
关键词:
Mg
,
形变孪晶
,
基面-柱面界面
,
强度
,
合金设计
蔡建明
,
曹春晓
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2014.4.002
先进航空发动机及超声速飞行器的发展对耐热轻质的600℃高温钛合金材料提出了迫切需求.600℃高温钛合金主要用于制造发动机600℃以下高温段高压压气机轮盘、叶片、整体叶盘、机匣以及飞行器机身构件、蒙皮等,可以显著减轻结构重量,大幅提高发动机的推重比和飞行器的飞行速度和机动性.600℃高温钛合金的设计受蠕变与热稳定性本质矛盾的限制,为了最大程度发挥高温蠕变抗力,同时兼顾塑性、热稳定性等,基于当量设计准则和扩散理论,设计研制新的600℃高温钛合金材料TA29,合金系为Ti-Al-Sn-Zr-Nb-Ta-Si-C.TA29钛合金具有优异的热强性,良好的断裂韧度、塑性和热稳定性,其整体叶盘部件成功通过了发动机强度考核试验,有望推广应用于先进航空发动机、超高声速导弹等飞行器的高温结构部件.应加强TA29钛合金高温蠕变-疲劳-环境交互作用、微织构、表面完整性、残余应力分析及其对使用性能影响等研究.
关键词:
600℃高温钛合金
,
合金设计
,
TA29钛合金
,
蠕变性能
,
整体叶盘
胡壮麒
,
王鲁红
,
刘轶
材料研究学报
先进的理论和计算技术以及结合计算机的威力,提供了在电子和原子层次上了解材料及其演化过程细节的可能性,具有无先例的准确性、使材料设计和性能预测成为可能本文首先慨括了理论计算方法的发展,扼要地介绍了能带结构计算、分子团簇计算、局域密度泛函理论、键序、原子间作用势、镶嵌原子势、N-体势、MonteCarlo法和分子动力学法、对分析技术、双体分布函数和键取向序等其次介绍了采用离散变分Xα方法和分子动力学计算方法获得的一些具体成果:如研究合金化改善Ni3Al塑性的电子结构机制;材料硬度的新计算方法;Co3Ti的环境脆性;S,P等对Ni/Ni3Al界面结合的影响;H,O,Mn和V对TiAl以及Nb对Ti3Al塑性的影响;合金元素在TiNi,TiAl和Ti3Al中的替代行为;抗热腐蚀镍基单晶合金的成分设计:实验条件很难实现的超高冷却速度和超高压下的相变行为;非晶形成的判据;Gibbs自由能等热力学参数的计算和金属填充碳纳米管的能力等。
关键词:
合金设计
,
discrete variational X_α method
,
molecular dynamics
,
intermetallic compound Ni-base superalloy
,
null
