超细晶钢的组织控制原理

基于非平衡初始显微组织含钒超细晶双相钢的研究

田志强，江海涛，唐荻，曾明

北京科技大学高效轧制国家工程研究中心，北京100083

摘要：通过采用非平衡的初始显微组织状态结合冷轧和连续退火的方法达到细化晶粒的目的，通过这种方式制备的双相钢中有63.8%的的铁素体晶粒尺寸在0.5~1μm之间，有53%的马氏体晶粒尺寸分布在0.5~1μm之间。通过上面的研究提出了基于非平衡初始显微组织含钒超细晶双相钢的制备方法（？）。分析认为细化的原理（机制）主要有三个方面，第一是形变对显微组织的细化，包括为了得到非平衡的初始显微组织而进行的热轧组织的细化和冷轧对显微组织的进一步细化，第二是冷轧态非平衡组织的再结晶和快速奥氏体化有效的（地）细化了晶粒。第三是钒的析出物阻碍奥氏体的长大，从而起到细化晶粒的作用。最终组织中部分较粗大铁素体晶粒的存在，有效的提高了钢的塑性（？）。 关键词：非平衡；初始显微组织；超细晶，含钒双相钢 中图法分类号:TG142.1 文献标识码：A 文章编号：

Research of vanadium ultrafine grain dual phase steel based on

non-equilibrium initial micr

第22卷　第6期2001年12月

焊接学报

TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDINGINSTITUTION

Vol.22　　　No.6December2001

400MPa级超细晶粒钢的焊接

田志凌1,　何长红1,　张晓牧1,　邹　刚1,　屈朝霞2

(1.北京钢铁研究总院,北京　100081;2.上海宝钢技术中心,上海　201900)

摘　要:　对超细晶粒钢在焊接热循环作用下晶粒长大和组织、性能变化的规律进行了研究。400MPa级钢由于不存在第II相粒子对晶粒长大的钉扎作用,晶粒长大趋势明显,焊接热输入越大,长大程度越严重。无论是焊接热模拟试件还是焊接接头硬度测试均表明HAZ不存在软化问题,接头拉伸试验断在远离热影响区的母材上。HAZ粗晶区有较多的侧板条铁素体,但缺口冲击功未显示热影响区的冲机韧性低于母材,尽管试件断口分析说明粗晶区的韧性低于母材。关键词:　超细晶粒钢;焊接;晶粒长大;组织

中图分类号:TG401　　文献标识码:A　　文章编号:0253-360X(2001)06-01-

03

田志凌

0　序　　言

,

热影响区(HAZ)焊接热输入导致的HAZ软化将是最主要的问题。研究焊接热循环对母材组织、性能的影响规律及研究适合超细晶粒钢的新型焊接技

细晶强化的理论及发展

黄一聪

(辽宁工程技术大学材料科学与工程学院 阜新123000)

摘要：通常金属是由许多晶粒组成的多晶体，晶粒的大小可以用单位体积内晶粒

的数目来表示，数目越多，晶粒越细。实验表明，在常温下的细晶粒金属比粗晶粒金属有更高的强度、硬度、塑形和韧性[1]。因此，在实际使用中，人们常用细晶强化的方法来提高金属的力学性能。

关键词：定义、细晶强化机制、细化晶粒本质与途径、细晶强化新方法、位错。

0前言：

通常金属是由许多晶粒组成的多晶体，晶粒的大小可以用单位体积内晶粒的数目来表示，数目越多，晶粒越细。实验表明，在常温下的细晶粒金属比粗晶粒金属有更高的强度、硬度、塑性和韧性。这是因为细晶粒受到外力发生塑性变形可分散在更多的晶粒内进行，塑性变形较均匀，应力集中较小；此外，晶粒越细，晶界面积越大，晶界越曲折，越不利于裂纹的扩展。故工业上将通过细化晶粒以提高材料强度的方法称为细晶强化。 细晶强化的关键在于晶界对位错滑移的阻滞效应。位错在多晶体中运动时，由于晶界两侧晶粒的取向不同，加之这里杂质原子较多，也增大了晶界附近的滑移阻力，因而一侧晶粒中的滑移带不能直接进入第二个晶粒，而且要满足晶界上形变的协调性，需要多个滑移系统同时动作。这同样导

硬质合金

第39卷 第5期 稀有金属材料与工程 Vol.39, No.5 2010年 5月 RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING May 2010

预处理工艺对放电等离子烧结超细晶WC-Co

硬质合金组织和性能的影响

赵世贤，宋晓艳，王明胜，魏崇斌，刘雪梅，张久兴

(北京工业大学 教育部新型功能材料重点实验室，北京100124)

摘 要：采用不同粒度的WC粉与超细Co粉混合得到初始粉末，利用直接放电等离子烧结(SPS)技术和一种包括真空预处理和SPS烧结的新制备方法，研制超细晶WC-Co硬质合金块体。结果表明，两种不同粒度匹配的混合粉末经真空预处理后SPS烧结得到的试样较直接SPS烧结试样的硬度稍有降低，但断裂韧性得到提高，尤其是抗拉强度得到显著提高。对试样显微组织和性能分析表明，混合粉末的真空预处理工艺对SPS烧结WC-Co硬质合金具有重要作用：去除混合粉末吸附气体，消除Co池，

硬质合金

第39卷 第5期 稀有金属材料与工程 Vol.39, No.5 2010年 5月 RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING May 2010

预处理工艺对放电等离子烧结超细晶WC-Co

硬质合金组织和性能的影响

赵世贤，宋晓艳，王明胜，魏崇斌，刘雪梅，张久兴

(北京工业大学 教育部新型功能材料重点实验室，北京100124)

摘 要：采用不同粒度的WC粉与超细Co粉混合得到初始粉末，利用直接放电等离子烧结(SPS)技术和一种包括真空预处理和SPS烧结的新制备方法，研制超细晶WC-Co硬质合金块体。结果表明，两种不同粒度匹配的混合粉末经真空预处理后SPS烧结得到的试样较直接SPS烧结试样的硬度稍有降低，但断裂韧性得到提高，尤其是抗拉强度得到显著提高。对试样显微组织和性能分析表明，混合粉末的真空预处理工艺对SPS烧结WC-Co硬质合金具有重要作用：去除混合粉末吸附气体，消除Co池，

雾化烧嘴请看

l9 8年第 2 9期

湖北化工

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超细雾化喷嘴的试验研究√下 Q。

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(武浞工业大学，武汉 4 0 7 ) ( 30 0北京航空航天大学，北京 i 0 0 ) 0 0 0

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姗键篓雾空三堕荔了爱，,为宅气可一幻 ,关苎 临雾据，蝾/词兰界化 J ! L ’1前言在航空航天领域、燃烧工程领域及化学工业中广泛应用着各种结构形式的喷璃，特别是在化学工业中应用更为广泛。比如常用

当采用尺一只分布时，计算机可以将原始数据拟台，接给出分布方程中的和 .直Ⅳ两个参数。由下到方程可得到颗粒的平均直径 S MD=X[ r( - 1) 2

的喷雾干燥器中就应用了直射式喷嘴、离心机械雾化喷嘴及空气雾化喷嘴，但以空气雾化喷嘴应用最多。就目前国内所应用的空气

M M D: ( . 9 ) 063奇

其中：Q——累积分布，即足寸小于 D的液滴体积占总液雾的体积百分数； X——液滴尺寸分布中的某个特征尺寸；

雾化喷瞒而言 .不论是燃烧工程还是化学工业，所应用的喷嘴基本上是在大流量粗的雾化粒度条件下工作而对于目前正在研制

的新型表面改性设备而言，却需要雾

金属强化机制

一．固溶强化

通过溶入某种溶质元素形成固溶体（固溶体：就是固体溶液，是溶质原子溶入溶剂中所形成的晶体，保持溶剂元素的晶体结构）而使金属强度硬度提高的现象称为固溶强化。分为间隙固溶强化（尺寸比较小的间隙原子引起的强化如：Fe 与 C ，N ，O ，H 形成间隙固溶体）和置换固溶强化（尺寸比较大的置换原子引起的强化如：Fe与Mn、Si 、Al 、Cr 、Ti 、Nb等形成置换固溶体）。

1.固溶强化机制：

运动的位错与溶质原子之间的交互作用的结果。

由于形成固溶体的溶质原子和溶剂原子的尺寸和性质不同，溶质原子的溶入必然引起一些现象，例如：溶质原子聚集在位错周围钉扎住位错（弹性交互作用）；溶质原子聚集在层错处，阻碍层错的扩展与束集（化学交互作用）；位错与溶质间形成偶极子（电学交互作用）。这些现象都增加了位错运动的阻力，使金属的滑移变形变得更加困难，从而提高了金属的强度和硬度。

2.固溶强化的规律：

（1）溶质元素在溶剂中的饱和溶解度愈小，其固溶强化效果愈好

（2）溶质元素溶解量增加，固溶体的强度也增加

例如：对于无限固溶体，当溶质原子浓度为50%时强度最大；而对于有限固溶体，其强度随溶质元素溶解量增加而增大

（3）形成间隙固

细晶TC21钛合金超塑成形及扩散连接技术研究（摘要）

陈国清，周文龙

( 大连理工大学材料科学与工程学院 )

1 前言

TC21钛合金屈强比较高，回弹严重，冷加工比较困难，，所幸该合金具有超塑性，尽管如此，有关TC21钛合金超塑性系统性的研究相对较少，尤其具有优异性能的细晶钛合金的研究尚未见报道[4~8]。本试验研究了细晶TC21钛合金超塑性拉伸的力学性能以及细晶TC21合金在不同工艺参数条件下的超塑性扩散连接技术。

2 试验方法

超塑性研究采用的TC21钛合金板材由西北有色金属研究院提供，名义成分（原子百分数）为Ti-6Al-2Zr-2Sn-3Mo-1Cr-2Nb-0.1Si，相变点温度为950±5℃。经热机械处理后，晶粒细化到4μm，用线切割将板材加工成标距尺寸为10mm×6mm×2mm的拉伸试样。在MTS-810试验机上进行超塑性拉伸，拉伸方向沿轧制方向，实验温度范围为860℃~950℃，环境气氛为空气，拉伸时试样表面涂覆高温抗氧化涂料，拉断后，立即开炉取样，将其水淬。利用计算机程序控制，不断调整拉伸夹头移动速度以保证试样变形时应变速率的基本恒定，实现恒应变速率拉伸，应变速率范围为5×10-4s-1~1×10-3s-1。TEM观察是是在

水泥超细磨粉磨技术的改进

仪登伟

（中国中材国际天津公司中材建设有限公司，河北唐山 ０６４０００

［摘要］ 本文以水泥生产为背景，概括了当前主流的水泥生产中的磨粉方式，并对立磨的工作原理进行了概述，最后以水泥生产线 的改造提高工作效率为例，结合实际情况对微粉磨进行了论述。（参考www.cxwfm.com）

［关键词］ 水泥；磨粉；立磨机；微粉磨：超细磨：www.chaoximoji.net改进

国内水泥生产商在磨粉技术中常用的方式有开路磨粉、闭路磨粉、 足，也造成了稳流仓中细料沉淀和料流的密实性比较差，反过来造成了 预磨粉、串联磨粉以及高细高产磨粉等。从磨粉机械的角度来划分，常 磨机的不良振动。除此之外，由于生产线上各类设备之间的操作参数没 用的有立式超细磨粉磨、同辊磨粉磨等。随着水泥制备工艺的进步和市有进行优化配置，形成了短板效应，也需要作出调整。整套生产线最集 场的 中的问题是磨机产生的细粉含量过多，以及如何收集细分来提高磨机产 实际需求，高效的筛分磨技术、挤压磨粉技术、粉磨工艺技术等也逐步 量。 被推广采用。而实际上这些技术往往都可以采用一定的工艺进行整合。 ２．２ 改造方案设计 通过对磨粉技术的分析和改进，能够提高水泥生产系统的稳定

1.一级相变：在临界点处新旧两相的自由焓相等，但自由焓的一次偏导不同 特征：熵与体积呈不连续变化，即相变时有相变潜热和体积的突变

2.二级相变：相变时，自由焓相等，自由焓的一次偏导也相等，但其二次偏导不等 特征：二级相变没有热效应和体积突变；在相变时，物理量发生变化 3.为什么新相形成时往往呈薄片状或针状

因为新相形成时，弹性应变能较小，片状表面能最大，球状表面能最小，新相往往呈平直界面

4.什么叫Gibbs-Thompson效应？什么叫Ostwald长大现象？

在第二相析出量基本达到平衡态后，将发生第二相的长大粗化和释放过剩界面能的物理过程，，描述这种过程的效应成为Gibbs-Thompson效应。 当母相大致达到平衡浓度后，析出相以界面能为驱动力，缓慢长大的现象成为Ostwald长大现象。

5.惯习面：在相变时新相往往在母相的一定结晶面上形成，这个晶面称为惯习面。

6.位向关系：为了减小表面能，一般以低指数的原子密排面互相平行，这样在新相与母相之间形成了一定的晶体学位向关系 7.过渡相：母相往往不直接形成热力学上最有利的稳定相，而是先形成晶体结构或成分与母相比较接近、自由能比母相稍低些的亚稳态的过渡相。 8.均匀形核：形核位置在母相中是随