具有TRIP效应的高硼铁基耐磨合金的相关基础研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51771139
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0104.金属结构材料与力学行为
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

High-boron wear-resistant alloy has been applied for some wear-resistant accessories in our country. Its uses have limitation in some industry areas because of low impact toughness and poor plasticity. Therefore, the correlative basic research is very important to break through the technical bottleneck in order to develop the high-boron wear-resistant alloy with low cost, reduction of precious alloy consumption. It is known that the TRIP effect make steels have excellent impact toughness and plasticity. Therefore in this project, Mn, Al and Si elements are chosen as main studied object, which was regarded as to play the key role in the TRIP effect. Basing on the known effects of the elements on the precipitation behavior of the hard phase, the stability of the meta-stable austenite phase and the alloy properties are at first studied after the alloy was treated by I-Q-P treatment. It is then investigated the TRIP behaviors under condition of impact abrasive wear and its effect on anti-wear properties of the alloys. The microstructure and phase of the alloys are characterized by TEM、SEM、XRD and EBSD, the mechanical properties and the wear-resistant property are measured according to the country standard. The theory of strengthening and toughening of the wear-resistant alloy is developed by the phase transformaition. At last, it will be revealed the effects of Mn, Si and Al element on the formation of the metastable austenite phase, the mechanical properties and the anti-wear properties in the alloys after I-Q-P treatment. A theoretical guidance for the new generation of wear-resistantr alloy will be provided by the project.
高硼耐磨合金在我国经济建设中已有应用,但由于塑韧性低而应用受限于一些工业领域。为了开发此高耐磨性、低成本、节约贵重合金资源的合金,进行相关的基础研究来突破其技术瓶颈变得尤为重要。值得注意的是TRIP效应使钢具有优异的塑韧性。因此,本项目选择钢中对TRIP效应起着关键性作用的Mn、Al和Si等元素作为研究对象,在已找出它们对高硼耐磨合金中硬质相析出行为影响的基础上,先研究这些元素对经过I-Q-P处理组织中亚稳奥氏体相的稳定性及其合金的性能影响规律,再研究合金在冲击磨粒磨损下TRIP行为及其对耐磨性能的作用。采用TEM、SEM、XRD和EBSD表征合金的组织与相,测定其力学性能和耐磨性能,发展该耐磨合金的相变强韧化理论,并揭示Mn、Si和Al等元素在I-Q-P处理的合金中对奥氏体演变、力学性能和耐磨性能的作用规律及机制,为研发新一代耐磨合金提供理论依据。

结项摘要

具有TRIP效应的高硼铁基耐磨合金熔炼后的凝固先是奥氏体枝晶结晶,再发生(Fe2B+奥氏体)共晶转变,形成先共晶枝晶+共晶的混合组织,为典型铸造合金组织。合金中Al和Si元素使枝晶组织心部有铁素体,也使残余奥氏体中无碳化物析出。Mn则使合金中铁基固溶体冷却转变马氏体,并稳定了残余奥氏体。合金组织表征采用TEM、EBSD、XRD、EPMA和其他常规组织分析手段,性能主要测试冲击功、耐磨性和硬度。第一性原理计算出合金Mn含量约2-4%wt对脆性相(Fe,Mn)2B晶胞性能有改善作用。铸态合金组织中有块状残余奥氏体,但因(Fe,Mn)2B硬度为HV1200-1800,其硬质使合金具有很高的耐磨性,铸态合金冲吸收能量小于2J,断口上分析出主要是(Fe,Mn)2B脆性断裂导致的。.配分热处理能改善合金韧性。将合金先在奥氏体和铁素体两相区加热,Mn向硼化物和共晶体中奥氏体富集,使合金共晶体中出现具有TRIP效应的残余奥氏体,能改善合金韧性,从而提出Mn配分热处理概念。系列高硼合金经I-Q-P或Q-P配分热处理,基体组织中残余奥氏体主要以薄板状形式存在,其量从约5%wt提高到约20%wt,从而提出共格相界面增强碳配分的论说:配分中(Fe,Mn)2B在组织是硬质骨架,造成马氏体与残余奥氏体受压应力,从而碳原子可快速通过有共格相界面,因而残余奥氏体富碳而稳定性好。薄板状残余奥氏体具有TRIP效应,因而合金冲击吸收能量提高到11J,磨损中残余奥氏体发生马氏体转变,能含住或支撑增强相,虽然其量增加使合金硬度下降HRC2-5,但耐磨性提高耐磨性提高约2倍,合金耐磨机理也有变化。合金的耐磨性是NM500耐磨钢的十倍多。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(3)
碳配分时间和锰含量对VCp增强耐磨合金奥氏体含量和性能的影响
  • DOI:
    10.13251/j.issn.0254-6051.2018.11.001
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    金属热处理
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曾松盛;吴润;徐凯
  • 通讯作者:
    徐凯
锰在高硼钢凝固中的合金化作用
  • DOI:
    10.14158/j.cnki.1001-3814.20190214
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    热加工工艺
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈金;吴润;徐凯;曾松盛
  • 通讯作者:
    曾松盛
锰对高硼铁基合金凝固组织的影响
  • DOI:
    10.16410/j.issn1000-8365.2019.05.002
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    铸造技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈金;吴润;徐凯;曾松盛
  • 通讯作者:
    曾松盛
高硼耐磨钢的锰、碳配分热处理及其组织性能
  • DOI:
    10.13251/j.issn.0254-6051.2019.10.003
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    金属热处理
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐凯;吴润;陈金;李明伟;曾松盛
  • 通讯作者:
    曾松盛
Q&P工艺对Fe- 0.45C- 1.6B高硼钢组织和性能的影响
  • DOI:
    10.13251/j.issn.0254-6051.2020.05.016
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    金属热处理
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李明伟;吴润;王凯;曾松盛
  • 通讯作者:
    曾松盛

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其他文献

Al-5wt%Pb合金在高能球磨和烧结中的组织
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    周;周帆;吴润;欧阳柳章
  • 通讯作者:
    欧阳柳章
银黑狐空肠弯曲菌和致病性大肠埃希氏菌带菌状况的研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国兽医科技
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  • 作者:
    吴润
  • 通讯作者:
    吴润
溶质对单相纳米晶材料晶粒长大行为的影响
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    --
  • 期刊:
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  • 作者:
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帘线钢凝固过程中钛和氮偏析及TiN夹杂尺寸计算
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    10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20150483
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    --
  • 期刊:
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  • 作者:
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    刘静
用杆状病毒表达载体在家蚕中表达犬γ干扰素及产物的抗病毒活性
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    李轶女;张志芳;易咏竹;吴润
  • 通讯作者:
    吴润

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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