鋼中含氫所引起的内耗峯

钢的内部发裂已经公认为与钢中的氢气有关。现有的理论认为这是由于氢气聚集于钢中的内部缺陷产生破裂压力所引起,然而关于缺陷的性质和引起内部发裂的详细机构迄今还没有明确的了解。本文尝试用内耗测量的方法来研究这个问题。初步实验的结果指出:(1)氢在钢中可以引起内耗峰(将内耗表示为测量温度的函数时);(2)轻微冷加工或保温对于内耗峰的颠值温度有着显著的影响,这表示所得的内耗峰与钢中的缺陷和应力状态有关系;(3)所得的内耗峰表现有反常的振幅效应,即在一定的观测温度时,如将内耗表示为外加应力的函数,则也得到一个内耗峰。这与本文作者之一以前在铝铜合金中所观测到的反常内耗峰的性质和表现相同,因而所得的内耗峰可能是由于氢与钢中的原子脱节的交互作用所引起来的。     

碳在低碳合金马氏体中微扩散所引起的内耗峰

用扭摆测量淬硬低碳镍合金钢中的内耗,当振动频率约为每秒2周时,在155℃附近有一个内耗峰出现。这个内耗峰的出现条件是:钢中必须含有马氏体、合金元素和碳。在适当的条件下,铬钢和铬镍钢中也曾观察到这个内耗峰。用含镍29.7％的钢作了系统试验,观察到内耗峰高度与试样中的含碳量成正比。内耗峰的高度由于在较高温度(165℃以上)的回火处理而不断降低。由内耗测量所测得的激活能是25,000卡/克分子。以上的实验结果指出,所观测到的155℃新内耗峰是由于碳在合金马氏体中的应力感生微扩散所引起来的。提出了一个产生内耗峰的初步模型。假定碳在四角马氏体中是处于00(1/2)型的间隙位置。合金元素原子的存在引起晶体点阵中不均匀的畸变,因而应力的作用便改变了碳原子在热平衡状态下在Fe-C-Fe和B-C-Fe(B是合金元素原子)两种00(1/2)型间隙位置之间的跳动几率。这种应力感生的碳原子运动便引起内耗。用这个模型可以定性地解释所观测到的事实。关于这方面的定量研究正在进行中。     

钢中马氏体在回火转变中所引起的内耗峰

用扭摆测量淬硬碳钢的内耗,当测量温度由室温渐渐升高时,在130℃附近有一个内耗峰出现。当温度达到170℃后再降温测量,这个内耗峰完全消逝不见。上述的现象在含碳0.29％到1.4％的几种淬硬碳钢和淬硬滚珠钢中都曾经看到。由内耗峰的出现可以认为马氏体在第一个回火阶段中的转变产物(ε-碳化铁)与母体具有共格性,由于共格界面的应力感生运动而引起内耗。曾用具有马氏体组织的0.25％碳钢试样作实验,没有观测到上述的内耗峰。但是当回火温度达到280-300℃以后,在降温或升温测量中都观测到一个内耗峰(在150℃附近)。这表示低碳马氏体在第三个回火阶段中的转变产物与母体具有共格性。但是由于这个内耗峰的表现与上述高碳试样的内耗峰不同,所以我们认为这转变产物并不是ε-碳化铁。     

回火第一阶段中马氏体的分解过程

本文是作者从马氏体回火第一阶段中的等温分解曲线来研究分解过程。这种等温曲线最初接近时间的一次方的指数关系,越后则越不到一次方关系的分解时率。作者认为这种曲线反映了分解过程瞬变的本质和晶格间隙中碳原子运动迟留的特徵。假定了间隙碳原子从任一种运动情态转变到另一种情态都有一定的几率以后,等温分解曲线可以被表示成为一系列的时间的指数函数的和。每一指数项中时间的系数和运动情态转变的几率有关。这种几率和碳原子的浓度及时间无关,它们是温度的函数且和晶体间架的性质有关。指数项的系数则和碳原子在各种运动情态中的分布有关。这样的方式可以把实验数据代表到如所需要的精确度,而凭着所得的系数可以对推测分解过程的机构有所帮助。     

千周和兆周范围的马氏体相变内耗以及预马氏体相变内耗

在千周和兆周两个频段分别测量了含Cd为46.1at％,47.5at％,50.0at％和52.5at％的AuCd合金中与马氏体转变有关的内耗和杨氏模量。实验结果表明,在千周范围,由于马氏体转变引起的Q^-1(内耗)是静滞后型的。Q^-1峰的形成可以用弹性软化及界面位错的静滞后阻尼机制来解释。而兆周范围的超声衰减是与频率有关的,表明尚有共振型及弛豫型阻尼的成份。此外,实验还观察到AuCd合金的等温马氏体转变Q^-1峰以及预马氏体相变Q^-1峰。 关键词：     

关於镍中含碳所引起的内耗峰

镍中磁畴在应力作用下的转动可以引起一个内耗峰(当内耗表示为温度的函数时),是众所周知的现象。最近在我们的实验室中发现镍中含碳可以引起内耗峰。本文叙述进一步的实验,确切证明这个新内耗峰与镍的磁性无关,而与镍中固溶体所含的溶解碳量有关。关于激活能的较精确测量指出:与这个内耗峰相联系的激活能确与碳在镍中扩散的激活能很相近。这些实验说明这个新内耗峰是由于碳在镍中的应力感生微扩散而起的。简单地讨论了这个内耗峰的机构,认为可能与镍的晶体点阵中的空穴有关。     

钼丝中含氧和氮所引起的内耗峰

一、引言 如所周知,钼中含有微量的杂质(氧、氮和碳)就会大大地降低它的韧性。Olds和Rengstorff曾经系统地研究了氧、氮和碳对铸钼的韧性的影响,结果指出:极少量的氧就会使铸钼变脆,例如1—2×10~(-6)的氧含量(重量比)对室温的韧性已有一定的影响,氮虽然并不象氧那样有害,但它比碳严重一些。关于微量杂质使钼变脆的原因虽然还未有确切的了解,但是一般认为:杂质的沉淀是使钼变脆的主导原因。杂质的沉淀又往往与热处理有密切的联系,因为热处理基本上就是一种控制原子扩散速率的过程。     

钛合金的六角密堆α相中微量氢所引起的内耗峰

在100K到350K温度范围内,测量了含氢的Ti,Ti-6Al-4V,Ti-5Al-2.5Sn和Ti-50Nb合金的内耗。发现,除了存在已知的溶于Ti合金的体心立方β相中的氢snoek峰以外,还存在一个新的由溶于其六角密堆α-相中的微量氢所引起的弛豫内耗峰。对产生此峰的机制提出了一个初步的原子模型。 关键词：     

振动弯结与可动点缺陷的交互作用所引起的反常内耗的计算机模拟

对于溶质原子在弯结的膨胀场中的位能做了简化假定以后,用数值方法求解了溶质原子沿着一个弯结的位错管道扩散所遵守的一维普遍扩散方程,计算了溶质原子的瞬时浓度分布,振动弯结的能量耗损、平均阻尼系数和平均刚度的瞬时值。从过去和现在所得的数值计算结果归纳出有关弯结平均阻尼系数和平均刚度的简化近似公式,对反常内耗现象作了半定量解释。 关键词：     

氢分子在几种高铬镍合金钢中微扩散所引起的内耗峰

用扭摆作内耗测量,发现八种高铬镍合金钢中含氢可以引起内耗峰。当振动频率约为每秒1.5周时,内耗峰的巅值温度在610—640℃附近。用其中一种高铬镍合金钢试样(18Cr 12Ni)进行了系统的实验,指出这个内耗峰的基元过程是一种弛豫过程,所包含的激活能约为46,000—50,000卡/克分子。根据激活能的数值以及内耗峰在升温、降温和保温时的变化情况,可以认为这个新内耗峰是由於氢分子在钢中微扩散所引起来的。内耗测量的结果也指出了在18Cr 12Ni钢中在特定的升温、降温速度下氢分子舆氢原子的转变温度范围,所得的结果舆资料上的相合。     

马氏体相变过程中低频内耗的研究

本文测出了金镉(Au-Cd)合金在正反马氏体相变过程的低频内耗峰,内耗极大值与变温速率有线性关系,但比Fe-Mn等非热弹性马氏体相变内耗的速率依赖要小得多,稳定内耗峰(变温速率为零)在每一温度的内耗值与频率无关,是静滞型损耗。内耗峰高与马氏体晶粒尺寸有关。等温转变过程也出现一个内耗-时间峰。根据以上诸实验事实,我们认为,低频马氏体相变内耗是由那些在振动应力作用下可以运动的相界面所引起的。 关键词：     

碳在面心立方系合金钢与金屬中微扩散所引起的内耗峰

用扭摆作内耗测量,发现了几种面心立方系合金钢(18/8型不锈钢及高锰钢)中含碳可以引起内耗峰。当振动频率约为每秒1周时,峰的巅值温度在200-300℃之间。当钢中固溶体的碳量增多时,内耗峰升高而峰的位置移向低温,当钢中所含的碳因回火而发生沉淀时,内耗峰降低而峰的位置移向高温。把内耗方法所测得的激活能、弛豫时间和由此计算所得的扩散系数与资料上所载的碳在面心立方系的钢中宏观扩散的数据相比较,指出所观测的内耗峰确是由于碳在钢中的微扩散所引起来的。用同样的实验方法也发现了碳在镍铝合金及在纯镍中由于微扩散而引起的内耗峰。这些实验指出,碳在面心立方系晶体中微扩散而引起内耗峰这件事实,可能是一种普遍的现象。     

位错芯区扩散引起的非线性滞弹性内耗峰

若干年来,我们对于出现在Al-Cu和Al-Mg系中的表现正常和反常振幅效应的坐落在室温附近的内耗峰进行了系统研究,测得的激活能接近于溶质原子在位错管道中扩散的激活能，从而认为内耗峰的基本过程是溶质原子在隹错芯内的扩散，并且提出了根据位错弯结模型的物理图像。在70年代，Windler-Gniewek等根据弦模型对于位错芯内的扩散进行了理论计算，推导出描述内耗行为的数学表达式与我们的实验结果有许多相似之处。本文对于弦模型和弯结模型进行了对比，分析了位错芯内的纵向扩散和横向扩散所引起的内耗的非线性表现以及内耗峰温和峰高随着应变振幅和测量温度而变化的情况，进一步了我们发现的室温非线性内耗峰（非线性滞弹性内耗）是由于溶质原子在位错芯内扩散所引起的。 关键词：     

马氏体式相变过程中所引起的内耗变化

用扭摆测量两种跌锰合金(Mn17.5％和12.8％)和一种铜铝合金(Al13％)的内耗,在发生正和反的马氏体相变的温度范围内各出现一个内耗峰。这种内耗峰出现的条件是必须伴随着马氏体式相变过程的进行。用含Mn17.5％的铁锰合金作了系统实验,观察到内耗峰的高度随升温(或降温)速度和应力的增加而增高,随振动频率和含碳量的增加而减低。可以用振动一周内试样中转变量愈多内耗也愈大的关系得到统一的解释。讨论了关于产生内耗峰的机构。认为主要由于马氏体相变是突然间完成,此时扭转的外力可视为常数,从应力和不均匀物质交互作用能的计算,可以证明外力所做的功必须损失一半,因而引起内耗。此外应力感生相变也可以引起很小一部分内耗。     

与位错和点缺陷的交互作用有关的低温内耗峰

系统研究了出现在经冷加工处理的Al-Mg固溶体中的低温内耗峰。当测量频率约为1Hz时,分别在-70℃(P_L2峰)和-50℃(P_L1峰)观察到了两个内耗峰。详细研究了镁(Mg)含量,冷加工量,冷加工模式,不同合金元素(Ga,Zn),退火等诸因素对这两个内耗峰的出现及特性的影响。得出了P_L2峰与位错和“Mg原子-双空位”对的交互作用有关以及P_L1峰与位错和“Mg原子-单空位”对的交互作用有关的结论。 关键词：     

冶金内耗相关的阻尼峰机理

介绍了作者等近年来，对铁基材料内耗谱和内耗机制，进行的针对性研究和取得的进展；讨论和评述了变形增强Snoek效应、Snoek-Kē-Koester（SKK）阻尼、B变形峰和K色峰等内耗现象机制。还讨论了一些相关的基本问题和有争议的问题。