海洋石油平台立管要经受海浪冲击和扭曲，需要强度较高且耐点腐蚀性能良好的材料。超级双相钢因为拥有奥氏体、铁素体的双相组织和较高的耐点腐蚀系数，具有良好的机械性能和耐氯离子腐蚀，被认为是作为立管的理想材料。 但超级双相钢对金属间化合物等第三相析出较为敏感，如何在焊接和热处理环节中进行工艺控制是生产该产品的难点。 成熟的超级双相钢S32750焊管制造工艺是： 1、工艺流程 具体是：原料检验——钢板超声波探伤—— 刨边——成型—— 预焊——整圆——切割——焊接——定径+ 热处理—— 管端加——焊缝射线检验——管端渗透检验——水压试验——酸洗钝化——成品检验标记包装人库。 2、成型 在直缝焊管生产中，生产难点在于对钢带边部有效施加弯矩的保证，采用传统的成型技术难以解决；而双相不锈钢的屈服强度约为普通奥氏体不锈钢的两倍，其成型难度更大。 FFX（柔性成型)作为新型的成型技术巧妙地利用卷贴弯曲时的张力效应，最大限度地将弯矩施加到钢带的边部；同时利用轧辊无极兼用的有利条件，可以根据钢带的强度和厚度，自由调节弯边时的成型度以实现最佳焊接条件。 3、焊接 为此采用等离子弧焊(PAW) 和钨极氩弧焊(GIAW) 复合焊接工艺。首先，采用等离子弧焊进行穿透熔合，使达到单面焊接、双面成型的效果；之后，采用钨极氩弧焊进行填充和盖面，焊接采用纯氩气保护。为降低有害相析出倾向，焊接过程中尽可能采用较低的线能量，线能量最好不超过16kJ/cm。 另外，层问温度对于双相钢的焊接是至关重要的，必须控制在100℃ 以下，过高的层间温度将会加大有害相析出的倾向，并最终影响产品性能。 4、热处理 焊接之后的热处理采用感应炉对焊管整体进行固溶处理，热处理温度1050-1120℃，水喷淋冷却至40℃以下。

支撑辊作为轧机的重要部件，不但应有好的抗断裂性能，表面还需拥有良好的耐磨性。表面耐磨性的好坏不仅影响生产成本，而且还直接决定轧制产品的质量，尤其是表面质量。全国每年因磨损而消耗轧辊达上百万吨，随着中国工业的飞速发展，对支承辊的需求量日益增加。因此，提高支撑辊的磨损性能非常有必要。为提高其摩擦磨损性能，对不同温度淬火处理的试样进行磨擦磨损研究，以达到改善性能、提高寿命的目的。 河南科技大学的学者运用扫描电镜观察Cr5钢在不同淬火温度下的显微组织，通过洛氏硬度计和摩擦磨损试验机分析淬火温度对Cr5钢摩擦磨损性能的影响。结果表明：Cr5钢淬火后的基体组织是马氏体，基体上会分布有未溶碳化物。随着淬火温度提升，未溶碳化物逐渐减少，淬火组织逐渐均匀化，但淬火温度达到一定值(1050～990℃)时，碳化物基本溶解完全，组织较均匀，硬度值最大，为54.7HRC，磨损失重量最小，磨损表面相对较平整，耐磨性相对较好；继续升高淬火温度，马氏体组织粗大化，使得硬度有所降低，耐磨性下降。

放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering, SPS)工艺是将金属等粉末装入石墨等材质制成的模具内，利用上、下模冲及通电电极将特定烧结电源和压制压力施加于烧结粉末，经放电活化、热塑变形和冷却完成制取高性能材料的一种新的粉末冶金烧结技术。 在SPS烧结过程中，脉冲电流由压头流入，流出的电流分成几个流向；经过石墨模具的电流产生大量的热，用于加热粉料；经过烧结体的电流，由于烧结初期颗粒之间存在间隙，相邻颗粒之间将产生火花放电，一些气体分子被电离，产生的正离子和电子分别向阴极和阳极运动，在颗粒之间放电形成等离子体；随着等离子体密度的不断增大，高速反向运动的粒子流对颗粒表面产生较大冲击力，不仅可吹散吸附的气体或破碎的氧化膜，而且能净化和活化颗粒表面，有利于粉末的烧结；粉末颗粒在脉冲电场作用下未接触部位产生放电热，接触部位产生焦耳热，瞬间形成的高温场使颗粒表面发生局部融化；在加压的情况下，融化的颗粒相结合，热量的局部扩散使结合部位粘接在一起，形成烧结颈。 传统的热压烧结主要由通电产生的焦耳热和加压使粉末颗粒产生塑性变形并进行致密化烧结，SPS除上述作用外，还利用在粉末颗粒间放电产生的等离子体使其自热而进行烧结。SPS技术融等离子活化与热压为一体，与传统的热压、热等静压技术相比，具有烧结快速、烧结温度低、无需粉末预成形、可直接烧成致密体等优点，是一种快速、节能、环保的材料制备加工新技术，可以有效地解决传统烧结方法中致密度低和晶粒尺寸大的问题。 由于SPS技术具有上述优点，故可用来制备金属材料、陶瓷材料、复合材料，特别是可用来制备常规工艺难以制备的纳米块体材料、非晶块体材料、梯度材料等。例如，功能梯度材料的成分是梯度变化的，各层的烧结温度不同，利用传统的烧结方法难以一次烧成。利用CVD、PVD等方法制备梯度材料，成本很高，也很难实现工业化；利用SPS在石磨模具中产生的梯度温度场，只需要几分钟就可以烧结好成分配比不同的梯度材料。目前SPS成功制备的梯度材料有：不锈钢/ZrO2；Ni/ZrO2；Al/高聚物等梯度材料。 致密纳米材料的制备越来越受到重视。利用传统的热压烧结和热等静压烧结等方法来制备纳米材料时，很难保证能同时达到纳米尺寸的晶粒和完全致密的要求。利用SPS技术，由于加热速度快，烧结时间短，可显著抑制晶粒粗化。例如：用平均粒度为5μm的TiN粉经SPS烧结（1963K，196～382MPa，烧结5min），可得到平均晶粒65nm的TiN密实体。用普通粉末冶金法制备大块非晶材料目前还难以实现，SPS作为新一代烧结技术有望在这方面取得进展，利用SPS烧结由机械合金化制取的非晶Al基粉末已经得到了块状（10mm × 2mm）非晶试样。

螺栓、螺丝是最基本的机械部件，广泛应用于汽车、产业机械和建设等各种产业。与焊接和铆接不同，螺栓的最大特征是即使在紧固后也能简单卸下，可以通过再紧固再利用。 1 制作工艺 螺栓的制作材料一般是盘卷状的线材，经酸洗、润滑、退火和拉丝等二次加工后，采用冷锻压法对螺栓的螺头和螺纹进行成形加工、热处理和表面处理。因产品种类的不同，有的需在螺纹部成形前进行热处理，有的无需进行热处理或表面处理。二次加工一般是由专业处理人员进行处理，但有时是在螺栓制作厂内进行处理。 1.1 螺头部的成形 一般把使用顶镦机或顶杆机之类的锻压机械对螺栓头部进行冷锻压成形的工序称为“顶镦加工”。所谓冷锻压，就是在常温下进行加工，它是与坯料加热后的温加工和热加工相对的称法。 锻压的过程就是将盘卷状的钢材剪切成适当的长度，用几个锻模装置对材料进行锻压。锻压包括镦锻、深冲、反向挤压、修整等4个工序。镦锻就是把材料从一端挤死，使其膨胀到比原来直径大的加工；深冲则相反，就是把材料从一端挤死，使其缩小到比原来直径小的加工；反向挤压就是从材料的端面向比材料直径小的锻模内挤压，使材料一边向外挤出，一边穿孔的加工；修整就是用锻模把多余的厚度去掉的加工。根据加工产品的形状，可以将这些加工法分开使用，或组合使用进行成形。产品的形状越复杂，就越需要增加加工的工序，慢慢进行成形加工，但普通螺栓只需2-5个加工工序就可加工成形。 1.2 螺纹部的成形加工 在螺栓的螺纹成形工序中使用滚轧成形机对螺纹进行冷锻压成形，成形方法与螺栓头部的成形方法相同。 螺纹形状的加工是将坯料放在2个1组的锻模之间进行夹持，一面转动两个锻模中的一个锻模，一面使坯料旋转，通过塑性加工变成螺纹形状。用于螺纹成形的锻模被称作“滚轧成形模”。 滚轧成形机有平锻模滚轧成形机、圆锻模滚轧成形机和行星式滚轧成形机3种。平锻模滚轧成形机装有两块普通的滚轧成形锻模，将一方固定，让另一方前后移动对坯料进行滚轧成形。圆锻模滚轧成形机将平行安装的两个圆筒形滚轧成形锻模沿相同方向旋转，对夹在两个锻模之间的坯料进行滚轧成形。行星式滚轧成形机的加工方法是将坯料夹在圆筒形锻模和扇形锻模之间，通过旋转圆筒形锻模进行滚轧成形。 1.3 热处理 冷锻压成形的螺栓一般使用硬度适合塑性加工的材料来制作。碳含量高的材料或添加合金元素的材料由于自身材质硬，不容易加工，因此有的需要通过退火处理使材质变软。大部分材质在冷锻压的情况下并不能满足所要求的强度。热处理就是在冷锻压后进行的处理，它可以使螺栓具有所要求的强度和力学性能，是螺栓制作工序中最重要的工序。 螺栓按照使用部位和用途可以分为各种强度等级。为使成形后的螺栓具有各自所要求的力学性能，需要进行热处理。 1.4 表面处理 用于汽车发动机内的螺栓由于常常粘附着润滑油，因此即使不进行表面处理，也不会生锈。但是，这种螺栓仅仅是很小一部分，大部分螺栓是在腐蚀环境下使用，因此如果不进行表面处理，很快就会生锈。生锈的螺栓如果就此放置，腐蚀后就会无法螺开，严重时螺栓会发生折断酿成大的事故。因此，在腐蚀环境下使用的螺栓需要进行电镀等表面处理。 螺栓的表面处理大致可分为电镀和涂敷两种。最广泛使用的是电镀法，它具有成本低、耐蚀性好的优点。在耐蚀性要求比电镀高的情况下，可以使用镀锌铁和镀锌镍等合金电镀，或涂敷锌铝复合皮膜。 2 汽车用螺栓的发展动向 近年来，汽车厂家要求降低零部件成本、轻量化和高强度等。同时，为应对环保问题，必须减少CO2排放，为降低燃耗，必须尽量减轻车身重量。 在螺栓的制作成本中，坯料成本占主要部分，因此最有效的办法是降低材料本身的成本。日本各汽车厂家为降低材料的供应成本，正在研究使用海外的廉价材料。 为满足用户的要求，螺栓制作厂家也进行了各种使螺栓轻量化的研究。作为使螺栓轻量化的措施，有的使用铝或钛等轻金属，有的减小螺栓尺寸。 减小螺栓尺寸，虽然可以减轻重量，但如果减小相同强度等级的螺栓尺寸，由于螺栓断面积的减小，螺栓的紧固力会下降。因此，为确保相同程度的坚固力，又减小螺栓尺寸，必须提高螺栓的强度。 在目前的JIS等公共标准和汽车厂家自有的标准中，只对强度等级在12.9以下的螺栓做出规定。普通的调质型螺栓当强度等级超过12.9时，迟延断裂特性会一下子变差。在一些已使用10.9或12.9的高强度等级螺栓的地方，如果想通过减小尺寸来达到轻量化，就必须使用强度等级超过12.9的螺栓，并采用某种方法改善迟延断裂特性。 调质型螺栓为实现高强度，有的通过添加合金元素来改善延迟断裂特性。虽然添加合金元素多少可以改善延迟断裂特性，但由于合金元素价格高，因此成本的上升是不可避免的。 另一个措施就是使用非调质型螺栓。非调质型螺栓就是在成形后无需进行调质（热处理），主要是通过材料的加工硬化来确保强度。非调质螺栓的金属组织与调质螺栓的完全不同，它具有很强的抗延迟断裂特性。非调质螺栓使用的是碳含量比调质螺栓高的材料，通过在坯料阶段的控制冷却和热处理，能获得高的断面收缩率，经拉丝加工形成加工硬化后，在螺栓的成形阶段进一步的加工硬化可确保螺栓的强度。普通螺栓在成形后虽然没进行调质，但为了通过冷锻压来消除螺栓内部的应变，因此必须进行发蓝处理。缺点是材料的硬度比调质型的高，非常难以成形。 目前，用于发动机的非调质型螺栓的强度为1600MPa，用于车身的非调质型螺栓的强度已达1400MPa。可以预计今后对这种高强度螺栓的需求将进一步扩大。

不锈钢管是用钢锭或实心管坯经穿孔制成毛管,然后经热轧、冷轧或冷拨制成,它的硬度是我们需要了解,本文简单介绍它的三种硬度: 1、洛氏硬度 不锈钢管洛氏硬度试验同布氏硬度试验一样,都是压痕试验方法。不同的是,它是测量压痕的深度,洛氏硬度试验是当前应用很广的方法,其中HRC在钢管标准中使用仅次于布氏硬度HB,洛氏硬度可适用于测定由极软到极硬的金属材料,它弥补了布氏法的不是,较布氏法简便,可直接从硬度机的表盘读出硬度值。但是,由于其压痕小,故硬度值不如布氏法准确。 2、布氏硬度 在不锈钢管标准中,布氏硬度用途最广,往往以压痕直径来表示该材料的硬度,既直观,又方便,但是对于较硬的或较薄的钢材的钢管不适用。 3、硬度检测 不锈钢管的内径在6.0mm以上,壁厚在13mm以下的退火不锈钢管材,可以采用W-B75型韦氏硬度计,它测试非常快速、简便,适于对不锈钢管材做快速无损的合格检验。不锈钢管内径大于30mm,壁厚大于1.2mm的不锈钢管,采用洛氏硬度计,测试HRB、HRC硬度。不锈钢管内径大于30mm,壁厚小于1.2mm的不锈钢管,采用表面洛氏硬度计,测试HRT或HRN硬度,内径小于0mm,大于4.8mm的不锈钢管,采用管材专用洛氏硬度计,测试HR15T硬度,当不锈钢管内径大于26mm时,还可以用洛氏或表面洛氏硬度计测试管材内壁的硬度。 4、维氏硬度 不锈钢管维氏硬度试验也是一种压痕试验方法,可用于测定很薄的金属材料和表面层硬度,它具有布氏、洛氏法的主要优点,而克服了它们的基本缺点,但不如洛氏法简便,维氏法在钢管标准中很少用。

　1 纳米工艺的目标 　　实际的纳米工艺计划解决2个主要问题。 　　首先，它们可能使设备和仪器进一步微型化。特别是借助不同组织或用喷涂获得极薄的薄膜，可以在很小的体积内形成要求的性能。移动电话就是很好的例子。这些多功能设备能进行摄像和摄影，进行声波记录等。纳米工艺在医学中的任务同样重要。有可能制造新一代的诊断仪器：微型传感器，甚至特定类型的微型计算机。它们能移动到人体内，以便传递内部器官状态最准确可靠的信息。应用药剂的纳米脉冲和纳米剂量，预示着成功医治最复杂的和现今的不治之症。 　　尺寸效应在电子学和光学仪器中会产生巨大优势。航天和航空技术装备应用纳米材料和纳米工艺很有前景。因为，这些地方设备的重量和尺寸问题具有决定意义。 　　第2个任务是获得具有全新性能的材料，它们是用传统方法不能获得的。表面、晶间及相间界面，对于很小尺寸的致密微粒或相，起着特别重要的作用。它们可能占总体积的50%，甚至占物质的主要重量。在许多情况下，微粒或纳米晶体的发达表面，会在质量上产生新的物理、化学和力学性能。纳米微粒组成的材料，特别是在一定的条件下，显示出全新的导电、磁性、光学及其他特性。例如，纳米粉末开始自然发光，另外与周围环境相互作用，甚至能改变自己相成分。借助纳米工艺可以目标明确地利用性能的这种突变效应。 　　2 纳米工艺发展 　　采用常规的工艺也可以获得纳米效应。例如，俄罗斯科学院固体物理研究所用大的总压下量多次轧制方法，获得由几千层极薄（10nm）层组成的、铜和铌复层带材试样，具有极好的超导性能。由此可以得出结论：现代冶金设备（轧机、热处理炉等）能获得纳米材料产品。 　　生产的纳米产品有80%以上是纳米粉末。在20世纪50年代，就已经开始得到应用，在采用“纳米”术语前称为超细度粉末。在俄罗斯，首先是М、И、特鲁索夫等对这方面的发展作出了强有力的贡献。他们在制造钚的工艺过程中能够获得小于100nm的微粒。 　　现代纳米材料可以分成几类：纳米晶组成的物质；很小厚度的纳米表层；纳米尺寸微粒组成的纳米粉末。这不是现代纳米材料的全部类型。 　　应指出具有很小尺寸，即小于100nm，不是确定某一具体工艺为纳米工艺的充分理由。在很久以前，纳米工艺就已得到应用。在中世纪制造带彩色绘画的玻璃时，使用添加超细度金属微粒的方法，达到改变玻璃颜色的目的。神奇的大马士革钢独特的性能，应归功于按一定制度锻造产生的纳米组织；而著名的金箔实质就是由实体材料制成纳米薄膜镀层。目前使用术语“纳米组织材料”，表示这种材料成分中有相应尺寸的微粒或其他组织元素（不必是晶粒）。例如，在高速切削钢中，形式上也可以说是纳米微粒的超细碳化物保证了强化效应。然而，性能的变化，显然才是某种材料和工艺可以确定为“纳米”的决定标准。