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热处理工艺对1Cr18Ni9不锈钢低周疲劳性能及微观组织演化的影响: 2025年; 目的探究热处理前后1Cr18Ni9不锈钢材料的低周疲劳力学响应是否存在变化,以及相应的微观组织结构是否存在差异,并且探究微观组织结构演化对宏观疲劳力学性能的影响。方法在同样加载条件和加载环境下,分别对不经热处理(即母材试样)和经过热处理的试样进行了由应变控制的室温低周疲劳测试,分别获取了各组试样的力学行为特征。针对2组试样分别进行了扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)以及透射电子显微镜(TEM)等尺度的微结构表征,包括母材试样和热处理试样的疲劳断口截面形貌、初始态和变形态晶粒结构表征以及变形态位错形貌分析等。结果室温低周疲劳测试结果表明,热处理后的试样表现出比母材试样更加优异的抗疲劳性能,主要体现为更好的材料强度、优异的材料韧性以及更高的疲劳寿命。微结构表征结果表明,热处理促进了材料内部退火孪晶的生长,并降低了初始位错密度;热处理加工使合金整体的塑性变形行为更加协调,这在一定程度上降低了疲劳变形过程中局部区域微裂纹的萌生,从而有利于延长材料的疲劳寿命;热处理后,在变形过程中可以形成更加密集且广泛分布的位错胞状结构,与变形微孪晶之间相互作用,有效阻碍了后续位错的运动,从而提高了合金的塑性应变能力;热处理后试样产生马氏体相变的门槛值降低,促进了奥氏体基体向马氏体板条的转变,马氏体板条的体积分数约占20%,从而提高了合金抗疲劳破坏的能力。结论1Cr18Ni9不锈钢材料在经过热处理后,其抗低周疲劳破坏能力得到提升,合金中相应的微观组织结构在热处理后发生变化,引起了马氏体相变,微观组织结构的演化特征解释了力学性能之间的差异。; 梅婷杨英邹斌郁红敏邹同飞胡正纬蒋运庆张宏; 关键词：低周疲劳微观结构演化

Au-Pt合金凝固-固态相变微观组织演化相场法模拟: 2025年; 凝固/固态相变过程中的微观组织演化对材料的组织控制及性能优化具有重要意义,如何实现凝固-固态相变微观组织演化的全流程一体化数值模拟是当前材料微观组织模拟领域的前沿课题。本工作以Au-Pt合金为例,基于多相场模型和微观组织信息传递算法,研究了不同初始成分条件下凝固和固态相变过程微观组织的演化规律。实现了凝固-固态相变微观组织演化全流程一体化预测,揭示了凝固过程中微观偏析和晶界对后续脱溶析出和调幅分解过程的影响机制。; 余东马威龙王亚莉王锦程; 关键词：凝固固态相变微观组织演化相场法一体化数值模拟

油淬&双回火对H13钢微观组织演化与力学性能的影响规律: 2025年; 目的揭示油淬及多次回火过程中H13钢微观组织演化机制,研究不同淬火温度、回火温度及次数对奥氏体晶粒尺寸、残余奥氏体体积分数、马氏体形貌尺寸及碳化物溶解与析出的影响规律,分析力学性能的变化趋势。方法以H13钢为研究对象,进行920~1040℃的油淬实验和400~600℃的回火实验,采用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜观察不同处理条件下的微观组织演化,统计分析微观特征参数的变化规律,采用万能试验机和冲击试验机测试材料屈服强度、抗拉强度、延伸率和冲击韧性指标,采用随机森林方法进行材料力学性能预测。结果当H13钢油淬温度从920℃升至1040℃时,奥氏体晶粒平均直径从12μm增至40μm,当920℃和960℃油淬时,有大量未溶碳化物,在1000℃时碳化物数量减少、尺寸增大,在1040℃时全溶;在400℃时,回火碳化物细小、有未分解残奥,在540℃时,残奥进一步分解、碳化物尺寸增加,在570℃时,残奥尺寸显著增大,在540℃时,回火后残余奥氏体全部分解且碳化物分布均匀;H13硬度随淬火温度的升高而增大,屈服强度和抗拉强度先升后降,冲击韧性增大,在1040℃时冲击值最大,为20.2 J;随着回火温度的升高,H13钢硬度下降,屈服强度与抗拉强度先升后降,冲击值增大。建立了硬度、抗拉强度、屈服强度、冲击值的随机森林模型,确定系数R2分别为0.9029、0.8931、0.8916、0.9046。结论油淬温度对奥氏体晶粒尺寸影响显著,而回火温度直接决定了碳化物析出形貌、体积分数和尺寸,并且影响了残余奥氏体的分解,且对硬度、屈服强度和抗拉强度产生了重要影响,在1000℃下油淬和540℃下2次回火时,材料的硬度、强度和韧性匹配最好。; 汪雨昌王孟超石如星姚磊揭招财武川; 关键词：H13钢微观组织演化力学性能

第三代镍基单晶高温合金DD10长期时效后的微观组织演化: 2025年; 对国产第三代镍基单晶高温合金DD10进行了900℃和1050℃的长期时效研究,系统分析了该合金在不同时效条件下的枝晶干与枝晶间微观组织演化差异,以及γ′相和TCP相的尺寸、形态、体积分数等分布特征的演化规律,结果表明:枝晶干和枝晶间的γ′相均产生了粗化,且枝晶干和枝晶间γ′相随时间粗化长大的趋势相同,同一时效温度和时效时间下,枝晶干和枝晶间γ′相形貌稳定因子相近;量化统计结果显示γ′相粗化规律符合LSW模型。1050℃下时效500 h及以后,枝晶干γ′相呈现出了不规则形态,而枝晶内应力的存在使得枝晶间的γ′相形成筏状组织,筏化的方向与一次枝晶的生长方向[001]相一致。在900℃和1050℃时效过程中,枝晶间TCP相析出很少,而枝晶干TCP相体积分数随温度和时间的增加而显著增加;分析TCP相成分后,推测其为μ相;成分平衡相图计算结果显示,实验温度下合金中析出了μ相,TTT曲线计算结果显示,要析出同样体积分数的μ相,900℃下所需的时间比1050℃下要长。难熔元素的偏析使得枝晶干更容易析出TCP相,TCP相的大量析出,使γ′相形态变得不规则,同时使γ′相体积分数下降;长期时效后枝晶干和枝晶间TCP相析出量的差异,最终导致了枝晶干和枝晶间的组织形貌呈现差异。; 甄兴敏赵杰曹铁山; 关键词：单晶高温合金长期时效枝晶偏析 TCP相

反向挤压双金属铝合金复合管材制备及其微观组织演化分析: 2025年; 采用反向挤压的方法制备出以2024铝合金为套筒、5A02和5A06分别为芯筒的复合管材,探讨了两种复合管材的力学性能和微观组织。结果显示该类双金属复合管材经固溶处理后表现出良好的强度和塑性。其中经过495℃/40 min固溶处理的2024/5A06复合管材塑性显著增强,伸长率比挤压态单质2024合金提高63.1%,抗拉强度比挤压态单质2024合金提高19.9%。在相同工艺下,2024/5A02管材的伸长率和抗拉强度分别比挤压态单质2024合金提高了24.6%和9.2%。通过扫描电子显微镜分析发现,双金属合金之间形成了良好的冶金焊合界面,挤压过程中2024和5XXX合金微观组织均产生大小晶粒交错的双峰结构。; 乔及森李一佳张晓波张晓波; 关键词：冶金结合固溶强化

SLM成形316L不锈钢微观组织演化模拟与试验验证: 2025年; 为研究激光选区熔化(selective laser melting,SLM)中工艺参数对成形过程及成形质量的影响,文中以316L不锈钢粉末为材料,设计了SLM成形316L不锈钢对照试验,并以试验为基础进行了数值模拟分析,首先采用离散元法(discrete element method,DEM)建立单层厚度为40μm的粉末模型,其次采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法模拟了激光对粉床的熔化过程,最后基于仿真温度场通过元胞自动机(cellular automaton,CA)对熔化区域微观组织进行模拟.结果表明,当激光热输入范围为136.4~250.0 J/m时,单道质量较高.当选定扫描间距为70μm时,激光热输入不应低于181.8 J/m,微观组织模拟结果表明,熔池内部的晶粒尺寸与激光功率和扫描速度密切相关.在合理的激光热输入范围内,当工艺参数组合为铺粉厚度为40μm,扫描间距为70μm,激光功率为200 W,扫描速度为1.1 m/s时,熔池微观组织中晶粒尺寸最小.文中采用的热流体流动模型和微观组织演化模型能够在不同尺度上对SLM成形结果进行准确的预测,并能在试验的基础上对工艺参数优化提供指导.; 李东虎蒋玮吴浩楠翟海峰; 关键词：熔池元胞自动机数值模拟

300M钢静态保温过程微观组织演化的原位分析被引量：1: 2024年; 采用热压缩与高温保温相结合的实验方法原位研究了不同工艺参数对300M钢静态保温过程微观组织演化的影响。结果表明,应变对静态保温过程晶粒尺寸的影响主要归因于微观组织演化的遗传继承关系,应变速率的影响主要归因于应变储存能的作用,保温温度的影响主要归因于静态再结晶机制的温度依赖性,而保温时间的影响主要归因于晶粒形核、吞并机制。基于工艺参数与静态保温过程晶粒尺寸演化的对应关系,提出了新的能够有效描述变形及静态保温参数影响的静态保温晶粒尺寸模型。研究为300M钢大型构件多道次热锻成形过程微观组织演化的准确预测及有效调控奠定了理论基础。; 赵明杰黄亮孙朝远刘秀良李建军郭正华; 关键词：超高强钢微观组织演化

一种基于元胞自动机的钢材热轧微观组织演化在线模拟和可视化方法: 本发明提供一种基于元胞自动机的钢材热轧微观组织演化在线模拟和可视化方法，通过建立有限元模型，获取宏观物理量及其分布状态，经卷积神经网络训练后形成一个样本数据库；建立二维元胞自动机模型；将元胞自动机模型与钢材热轧自动化控制...; 张驰张立文林玲丁浩晨

考虑微观组织演化的DD6单晶高温合金蠕变剩余寿命预测: 2024年; 以DD6单晶高温合金为研究对象,通过描述微观组织演化现象分析材料位错运动硬化机制,建立考虑微观组织演化的多尺度蠕变本构模型;并通过表征蠕变损伤状态,提出考虑蠕变损伤的材料蠕变剩余寿命预测方法。试验结果表明:该蠕变模型比θ映射模型模拟精度提高了57.6%,模型参数比K-R损伤模型减少了1/3;基于蠕变剩余寿命模型的预测结果的平均预测误差为5.59%,说明模型的有效性。; 尤文超王荣桥胡殿印赵炎潘锦超张斌陈校生; 关键词：DD6单晶高温合金蠕变本构模型微观组织演化剩余寿命

定向凝固Al_(7)(CoCrFeMnNi)_(93)高熵合金微观组织演化及单晶生长: 2024年; 采用定向凝固技术研究了Al_(7)(CoCrFeMnNi)_(93)高熵合金微观组织的演化规律,以自然竞争生长法制备出胞状和树枝状亚结构单晶体,并研究了亚结构和取向对高熵合金单晶体纳米力学性能的影响。结果表明,Al_(7)(CoCrFeMnNi)_(93)高熵合金在定向凝固过程中界面更容易失稳,其平-胞界面转变速率小于1μm/s,胞-枝界面转变速率范围约为2~5μm/s。合金的一次、二次枝晶间距均随着定向凝固速率增加而逐渐减小,并分别与抽拉速率满足指数关系。定向凝固后,该合金枝晶干区域富集Co、Cr和Fe元素,而熔点较低的Mn、Ni和Al元素倾向于富集枝晶间区域。以自然竞争法获得的胞状、树枝状亚结构单晶的取向分别为[214]和[213]。纳米力学性能数据表明偏析行为造成的亚结构对单晶体的弹性模量和硬度影响较小,而晶体取向对单晶体的弹性模量影响较大,对硬度值影响较小。; 王强力钟宏李斗郑晗煜胡忠武高选乔张文李双明; 关键词：定向凝固高熵合金微观组织演化亚结构单晶生长

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