摘要：马氏体时效不锈钢通过中温时效可析出高数密度超细纳米级析出相,使其获得高强度和一定的韧性。但是,当马氏体时效不锈钢在中低温下长期服役时,由于富Cu相、NiAl相等析出强化相的粗化及Fe-Cr基体调幅分解形成脆性富Cr相等,其延展性和冲击性能大幅降低,出现明显的热老化脆化问题,给服役安全性带来隐患。通过适当降低铬含量和析出元素含量、提高镍含量可有效抑制析出强化相的粗化及脆性相的析出。若进一步通过成分设计和热处理调控获得适量的逆变奥氏体,可望有效改善其热老化脆化问题。本文介绍了马氏体时效不锈钢的成分设计原则、析出相特点及其热稳定性对热老化脆化的影响,综述了有利于提高组织热老化稳定性的马氏体时效不锈钢中纳米析出强化相和逆变奥氏体的调控方法,为新型耐老化马氏体时效不锈钢的成分设计和制备提供参考。

摘要：核能是重要的清洁、可靠和可持续的能源.核能的发展离不开高性能的核反应堆结构材料,这些结构材料在高温、高剂量辐照的环境下长时间服役,其性能在很大程度上决定反应堆的使用寿命.载能粒子轰击会在材料中引入大量缺陷,这些缺陷随时间的演变往往造成材料组织结构的改变,从而引起材料性能的下降,甚至失效.具有更苛刻服役条件的先进反应堆急需具有更优异抗辐照损伤性能的结构材料.抗辐照损伤材料设计的本质就是通过成分和微观结构等设计来提高材料中载能粒子辐照所引入缺陷的湮灭能力,从而提高材料的抗辐照性能.基于界面的抗辐照损伤设计是近几十年抗辐照损伤材料设计的主要思路.本文从抗辐照损伤机理研究存在的挑战出发,主要综述了基于界面的抗辐照材料结构、成分设计及特点,已经提出的抗辐照损伤设计方案及相关机理,重点介绍了北京大学技术物理系核技术应用团队基于界面以及提出的循环溶解再析出的纳米析出相的抗辐照损伤材料设计及机理方面的研究进展,并对未来基于界面和纳米析出相抗辐照损伤设计的研究进行了展望.

摘要：为了进一步提高25Cr3Mo3NiNbZr钢的室温力学性能,对其进行成分优化,设计制备了25CrMo3NiTiVNbZr钢。利用场发射扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)技术以及拉伸试验机等研究了两种试验钢经1050℃淬火及640℃回火2 h后的室温力学性能、析出相特征和强化机理。结果表明:25Cr3Mo3NiNbZr钢主要析出相为纺锤状富Mo的M_(2)C相,其平均直径为18 nm,25CrMo3NiTiVNbZr钢中析出了更加细小的M_(2)C和MC碳化物,其平均直径为7.93 nm。25CrMo3NiTiVNbZr钢的室温抗拉强度达到1412 MPa,屈服强度达到1279 MPa,相比25Cr3Mo3NiNbZr钢分别提高了283和336 MPa。通过理论计算,两种试验钢室温下的强化机制均以析出强化、细晶强化和位错强化为主,其中25CrMo3NiTiVNbZr钢的位错强化增量和析出强化增量较25Cr3Mo3NiNbZr钢明显增加,分别增加了174和205 MPa。

摘要：工业选材在满足强度要求以保证结构安全之余,通常也需要尽可能兼顾轻量化以使机械结构更加轻盈。当仅仅考虑室温服役性能时,大量的商用铝合金材料因其优异的室温力学性能可供备选,并通常能很好地契合"轻质-高强"这一目标。然而,对于需要在300~500℃中温区间服役的构件,铝合金的上述优势则荡然无存。其主要原因在于传统高强铝合金赖以强化的析出相在200℃以上便将发生快速失稳粗化,导致材料丧失强化效果并快速软化失效。而若以更耐热的钛合金、高温合金等作为替代,则随之带来的结构增重与成本提高又令设计者甚觉"重材轻用"。目前,在>300℃温度区间难以实现安全服役仍是轻质铝基材料开发的难点所在,而其关键的解决方案在于如何寻求微观组织的高温稳定化。本文从耐热铝合金中特异性的微观组织特点出发,综述近期业界在耐热铝基合金开发过程中关于强化相选择、合金化策略以及微观组织热稳定化的进展与内在构建机理,以期能够提供一些耐热轻质合金材料微观组织设计过程的普适性基本理论依据。

摘要：分析了多道次轧制工艺参数对含钒钢组织性能的影响,以主成分分析法和偏最小二乘法建立工艺参数与组织参数回归模型,确定优化方向。实验方法以灰色理论为依据,建立多指标决策的灰关联度量化模型,对含钒钢综合性能进行排序,确定最优方案,为工艺参数的优化提供决策支持。研究表明:对成分、第一道次变形温度、第二道次变形量,第一二、三四道次间隔时间等参数进行控制可以得到综合性能较好的材质,其F铁素体叟75%,Ffine叟60%、纳米级析出相尺寸(σ)(10～50)nm,晶粒尺寸(τ)3.4μm。

摘要：马氏体时效钢以其超高的强度及优良的综合力学性能广泛应用于宇航结构钢、火箭发动机外壳等航空航天领域。该材料可以通过在中等温度下进行时效处理析出纳米级的析出相来实现组织强化,具有超高强度、高延展性和高韧性。不同钴含量对马氏体时效钢的时效组织具有较大影响,但目前钴元素在材料时效组织的作用机制目前仍存在争议,相关方面研究较少。本文设计并制备了成分为6%~12%(质量分数)钴含量的马氏体时效钢,并对其时效组织进行测试和表征。实验结果表明,随着钴含量的升高,时效组织的马氏体板条宽度减小,位错密度升高,材料内部的纳米析出相由富Mo相逐渐转变为Ni3Ti相。