SRTP申請(qǐng)書(shū)---028合金冷熱處理過(guò)程中組織傳遞性研究

1、 項(xiàng)目編號(hào) 2015年本科生科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目申 請(qǐng) 書(shū)項(xiàng)目名稱 028合金冷熱處理過(guò)程中組織傳遞性研究項(xiàng)目類型 創(chuàng)新訓(xùn)練 創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練 創(chuàng)業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目周期 1年 2年 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 路桂隆 學(xué) 號(hào) 41330110 所在學(xué)院 材料科學(xué)與工程學(xué)院 聯(lián)系電話北京科技大學(xué)教務(wù)處2014年10月填 寫(xiě) 須 知一、項(xiàng)目分類說(shuō)明1創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目是本科生個(gè)人或團(tuán)體，在師指導(dǎo)下，自主完成創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)方法的設(shè)計(jì)、設(shè)備和材料的準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)的實(shí)施、數(shù)據(jù)處理與分析、總結(jié)報(bào)告和科研論文的撰寫(xiě)等工作。2創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目是本科生團(tuán)隊(duì)，在導(dǎo)師指導(dǎo)下，團(tuán)隊(duì)中每個(gè)學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中扮演一個(gè)或多個(gè)具體的角色，通過(guò)編制

2、商業(yè)計(jì)劃書(shū)、開(kāi)展可行性研究、模擬企業(yè)運(yùn)行、進(jìn)行一定程度的驗(yàn)證試驗(yàn)，撰寫(xiě)創(chuàng)業(yè)報(bào)告等工作。3. 創(chuàng)業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目是在學(xué)校導(dǎo)師和企業(yè)導(dǎo)師共同指導(dǎo)下，采用前期創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目成果或團(tuán)隊(duì)成員已有的研究成果，提出一項(xiàng)具有市場(chǎng)前景的創(chuàng)新性產(chǎn)品或者服務(wù)，以此為基礎(chǔ)開(kāi)展實(shí)際的創(chuàng)業(yè)實(shí)踐活動(dòng)。二、申請(qǐng)書(shū)請(qǐng)按順序逐項(xiàng)填寫(xiě)，填寫(xiě)內(nèi)容必須實(shí)習(xí)求是，表達(dá)明確嚴(yán)謹(jǐn)?？杖表?xiàng)要填“無(wú)”。三、創(chuàng)業(yè)類項(xiàng)目填寫(xiě)內(nèi)容說(shuō)明：項(xiàng)目簡(jiǎn)介主要說(shuō)明項(xiàng)目來(lái)源、產(chǎn)品和服務(wù)介紹、項(xiàng)目?jī)?yōu)勢(shì)、市場(chǎng)需求等；申請(qǐng)理由包括項(xiàng)目背景和意義、團(tuán)隊(duì)優(yōu)勢(shì)等；項(xiàng)目方案主要闡述執(zhí)行思路；項(xiàng)目特色與創(chuàng)新主要說(shuō)明項(xiàng)目特色和可行性；項(xiàng)目預(yù)期成果包括商業(yè)計(jì)劃書(shū)、發(fā)表論文，調(diào)研報(bào)告，競(jìng)賽獲獎(jiǎng)

3、、創(chuàng)建和運(yùn)營(yíng)公司等相關(guān)成果。四、申請(qǐng)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的人數(shù)含負(fù)責(zé)人在內(nèi)不得超過(guò)5人。五、填寫(xiě)時(shí)可以改變字體大小等，但要確保表格的樣式?jīng)]有改變；填寫(xiě)完后用A4紙張雙面打印，不得隨意涂改。六、申報(bào)過(guò)程有不明事宜，請(qǐng)向教務(wù)處教學(xué)科辦公室聯(lián)系咨詢，電話62332202。項(xiàng)目名稱項(xiàng)目負(fù)責(zé)人姓 名性別學(xué) 號(hào)班 級(jí)所在學(xué)院聯(lián)系電話路桂隆 男41330110材料1304材料科學(xué)與工目組成員裴鈺男41330111材料1304材料科學(xué)與工書(shū)琪男41330112材料1304材料科學(xué)與工導(dǎo)教師姓 名職 稱所在學(xué)院聯(lián)系電話董建新

4、教授材料科學(xué)與工程學(xué)、項(xiàng)目簡(jiǎn)介目前，國(guó)內(nèi)企業(yè)在生產(chǎn)028合金的過(guò)程中，成品管的組織超標(biāo)問(wèn)題嚴(yán)重，嚴(yán)重影響028合金在實(shí)際生活中的正常使用，有關(guān)上述成品管的成型過(guò)程包括：1）將擠壓完成的荒管進(jìn)行固溶處理后水冷。2）將處理后的荒管進(jìn)行冷軋，然后中間退火。3）再次進(jìn)行冷軋，經(jīng)中間退火后成品管成型。由于028合金在較長(zhǎng)的熱加工過(guò)程中易形成析出相，不同析出相的種類以及不同析出相的形態(tài)，數(shù)量及其分布會(huì)對(duì)合金的耐腐蝕性能產(chǎn)生各種影響，所以研究合金中析出相的形成規(guī)律及其對(duì)腐蝕行為的影響，對(duì)保證合金具有優(yōu)良的耐腐蝕性能具有重要的意義。合金中析出相的產(chǎn)生會(huì)對(duì)合金的耐腐蝕性能產(chǎn)生不利影響

5、，而合金的熱處理工藝會(huì)直接影響合金的組織狀況，于是本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵在于研究從擠壓完成的荒管到成品管的成型過(guò)程中工藝控制與組織傳遞性的內(nèi)在聯(lián)系，即每一步加工工藝對(duì)上一步或下一步加工工藝在組織狀況方面的影響，掌握每一步加工工藝析出相的析出規(guī)律，進(jìn)而選擇出合理的熱加工和熱處理工藝應(yīng)用于028合金的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，提高我國(guó)合金的使用性能。二、選題背景隨著全球經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，世界各國(guó)對(duì)鋼材的需求量和質(zhì)量要求都在不斷提高。但由于鋼材生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展緩慢，生產(chǎn)的成品管等鋼材在各方面如組織和性能等都達(dá)不到目標(biāo)要求，更加無(wú)法滿足當(dāng)今社會(huì)、經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需要。在當(dāng)今國(guó)內(nèi)的鋼鐵集團(tuán)中，其生產(chǎn)的成品管組織不達(dá)標(biāo)問(wèn)題很嚴(yán)重

6、。例如，ISO 13680標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，鐵鎳基、鎳基合金油套管材料微觀組織中晶界處不允許存在連續(xù)的析出相；金屬間化合物、氮化物和碳化物的總含量不超過(guò)1.0%，相不超過(guò)0.5%。而在如今的國(guó)內(nèi)鋼鐵行業(yè)中，028合金中成品管析出相存在嚴(yán)重的超標(biāo)問(wèn)題。而長(zhǎng)期服役后大量的析出相存在產(chǎn)生了嚴(yán)重的危害，嚴(yán)重影響了028合金的使用；更會(huì)使合金的抗應(yīng)力腐蝕性能降低，管材發(fā)生脆斷開(kāi)裂，造成油、套管或整口井的報(bào)廢。如何使生產(chǎn)出的成品管各主要析出相控制在1%，相不超過(guò)0.5%，是本課題要研究的問(wèn)題所在。為了提高成品管的質(zhì)量，就必須要研究組織不達(dá)標(biāo)產(chǎn)生的原因，關(guān)鍵在于研究從擠壓完成的荒管到成品管的成型過(guò)程的工藝控制與組

7、織傳遞性的內(nèi)在聯(lián)系。綜合以上因素來(lái)看，我們小組人員決定研究028合金在熱冷變形中的組織傳遞性問(wèn)題，希望能夠獲得一些組織變化的規(guī)律，提高中國(guó)管材的質(zhì)量，并爭(zhēng)取將他們運(yùn)用到實(shí)踐中，以滿足我國(guó)油氣開(kāi)采的需求，促進(jìn)我國(guó)石油天然氣領(lǐng)域的進(jìn)步與發(fā)展！三、項(xiàng)目方案1、 前期準(zhǔn)備。通過(guò)查閱資料、閱讀文獻(xiàn)了解合金的性質(zhì)、基本晶體結(jié)構(gòu)、工業(yè)用途以及實(shí)際使用時(shí)由于析出相超標(biāo)造成的危害。進(jìn)而確定實(shí)驗(yàn)原理及方案。2、 實(shí)驗(yàn)操作。分以下幾項(xiàng)：（1） 在掃描隧道顯微鏡下觀察荒管組織、析出相、晶粒情況。（2） 采用控制變量法。通過(guò)熱處理和冷變形，分別做如下實(shí)驗(yàn)：i) 時(shí)效溫度900/保溫時(shí)間5h，空冷 + 室溫下冷軋/冷軋壓

8、下量50% + 1060退火中間退火時(shí)間分別是：A1：3min A2：9min A3：15minii) 時(shí)效溫度900/保溫時(shí)間5h，空冷 + 固溶溫度1130/保溫時(shí)間0.5h固溶處理，水冷+室溫下冷軋/冷軋壓下量50% + 1060退火中間退火時(shí)間分別是：B1：3min B2：9min B3：15miniii) 時(shí)效溫度900/保溫時(shí)間5h，空冷 +固溶溫度1130/保溫時(shí)間1h固溶處理，水冷 + 室溫下冷軋/冷軋壓下量50% + 1060退火中間退火時(shí)間分別是：C1：3min C2：9min C3：15miniv) 時(shí)效溫度900/保溫時(shí)間5h，空冷 +固溶溫度1100/保溫時(shí)間4h固溶

9、處理，水冷 + 室溫下冷軋/冷軋壓下量50% + 1060退火中間退火時(shí)間分別是：D1：3min D2：9min D3：15min (3) 分別在掃描隧道顯微鏡下觀察每組實(shí)驗(yàn)的組織情況，比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果： i) 比較（2）中i)、iv)方案相同退火時(shí)間下的組織結(jié)構(gòu)變化，記錄是否有固溶處理過(guò)程對(duì)晶體組織結(jié)構(gòu)的影響； ii) 比較（2）中ii)、iii)方案相同退火時(shí)間下的組織結(jié)構(gòu)變化，記錄在相同溫度下固溶和水冷過(guò)程對(duì)晶體組織結(jié)構(gòu)的影響。 (4) 在上述步驟的基礎(chǔ)上，分析上述試樣，總結(jié)歸納得出合金在冷熱變形過(guò)程中的組織傳遞性規(guī)律。3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。通過(guò)對(duì)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的進(jìn)一步分析，數(shù)據(jù)處理，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果

10、。并討論此次實(shí)驗(yàn)結(jié)論的實(shí)際意義。4、寫(xiě)出調(diào)研及實(shí)驗(yàn)報(bào)告和論文。四、項(xiàng)目特色與創(chuàng)新國(guó)內(nèi)油套管經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期服役后，合金的抗應(yīng)力腐蝕性能會(huì)有所降低，導(dǎo)致管材發(fā)生脆斷開(kāi)裂，造成油、套管或整口井的報(bào)廢，嚴(yán)重影響028合金的使用。為了解決這個(gè)迫在眉睫的問(wèn)題，我們的實(shí)驗(yàn)是從根本問(wèn)題上出發(fā)，制定不同的熱加工處理方案，然后進(jìn)行系列的熱加工處理試驗(yàn)，通過(guò)金相顯微鏡，掃描電子顯微鏡，透射電子顯微鏡等測(cè)試方法研究028合金在不同的處理溫度和不同的處理時(shí)間下合金組織中析出相的種類，形態(tài)，分布，結(jié)構(gòu)，成分，進(jìn)而探索出028合金析出相的形成機(jī)制，發(fā)現(xiàn)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中每一步加工工藝對(duì)合金組織狀況的影響，以及各步加工工藝之間對(duì)合金組

11、織狀況的影響，從而選擇制定出一套適用于028合金實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的熱加工處理工藝，進(jìn)而提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，使生產(chǎn)出的合金具有更加優(yōu)良的使用性能。五、項(xiàng)目進(jìn)度與安排經(jīng)過(guò)多方面綜合考慮，查閱相關(guān)資料，并咨詢相關(guān)老師和進(jìn)行此方面研究的學(xué)長(zhǎng)，我們決定將本次SRTP科技創(chuàng)新項(xiàng)目的進(jìn)度分為3個(gè)大的試驗(yàn)階段，具體內(nèi)容如下：第一階段：知識(shí)補(bǔ)充及前期準(zhǔn)備時(shí)間：2014年11月至2015年03月準(zhǔn)備我們進(jìn)行正式實(shí)驗(yàn)的物品。理論知識(shí)補(bǔ)充。我們?nèi)狈I(yè)課的學(xué)習(xí)，必須在這段時(shí)間內(nèi)自學(xué)大量專業(yè)知識(shí)，其中比較重要的有材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)，金屬材料等課程，也要找尋一些金屬傳遞性相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)。除此之外，對(duì)于研究中要用到的儀器

12、和技術(shù)，也要預(yù)先進(jìn)行學(xué)習(xí)并掌握。我們選取了金相實(shí)驗(yàn)技術(shù)、金相顯微分析，金屬材料及熱處理等書(shū)籍進(jìn)行知識(shí)儲(chǔ)備，借閱了金屬材料金相圖譜等書(shū)籍以備查閱。鑒于我們之前對(duì)028合金幾乎沒(méi)有任何了解，所以我們必須從零做起，首先要了解028號(hào)合金的基本物理與化學(xué)性質(zhì)，了解鎳基合金及028號(hào)合金的應(yīng)用，同時(shí)也要對(duì)科研界對(duì)于028號(hào)合金的傳遞性研究進(jìn)行深入調(diào)查，了解其最新最全面的情況，以便于開(kāi)展后續(xù)試驗(yàn)。我們的研究?jī)?nèi)容是金屬產(chǎn)品整個(gè)加工過(guò)程中的一部分，我們需要對(duì)整個(gè)加工過(guò)程有一定的了解。我們可以通過(guò)咨詢研究人員，查閱相關(guān)資料把握整個(gè)加工的過(guò)程。尤其是對(duì)于我們所要詳細(xì)研究的部分，要進(jìn)行深入探究學(xué)習(xí)。最后，就是對(duì)于實(shí)

13、驗(yàn)器材以及藥品的準(zhǔn)備，實(shí)驗(yàn)器具的檢查，具體實(shí)驗(yàn)方法的探究以及改進(jìn)。我們將與相關(guān)部門(mén)進(jìn)行協(xié)調(diào)，確保實(shí)驗(yàn)材料的獲取，使研究過(guò)程能夠如期順利開(kāi)展。第二階段：實(shí)驗(yàn)進(jìn)行與探究 時(shí)間：2015年03月至2015年07月進(jìn)行正式試驗(yàn)。開(kāi)始做關(guān)于028號(hào)合金在熱處理過(guò)程中的組織傳遞性探究實(shí)驗(yàn)，研究從擠壓完成的荒管到成品管的成型過(guò)程的工藝控制與組織傳遞性的內(nèi)在聯(lián)系。重點(diǎn)進(jìn)行以下內(nèi)容：1. 鎳基合金油套管材料荒管的樣品處理。初步?jīng)Q定采用多個(gè)樣品控制處理?xiàng)l件變量的方法，得到不同熱處理過(guò)程中的樣品。2. 對(duì)樣品的觀察分析，獲取觀察過(guò)程中的圖像及相關(guān)信息。3. 對(duì)獲取信息進(jìn)行初步整理和檢查。若出現(xiàn)無(wú)效數(shù)據(jù)要及時(shí)去除，若

14、有缺失數(shù)據(jù)，要進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，以便補(bǔ)充數(shù)據(jù)。分類并整理數(shù)據(jù)，為進(jìn)行數(shù)據(jù)的比對(duì)、分析及后續(xù)研究做好準(zhǔn)備。在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的同時(shí)思考有關(guān)其金相組織的可能性以及相關(guān)變化，使用控制變量等方法限定其處理的條件并仔細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，對(duì)每一個(gè)在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題都進(jìn)行探討與研究，多向指導(dǎo)我們的教授和博士生咨詢相關(guān)問(wèn)題，隨時(shí)注意實(shí)驗(yàn)情況，必要時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)，同時(shí)要結(jié)合目前鎳基合金的應(yīng)用大膽提出假設(shè)并進(jìn)行驗(yàn)證。第三階段： 得出成果及修繕時(shí)間：2015年07月至2014年10月完成實(shí)驗(yàn)后，經(jīng)過(guò)仔細(xì)分析與探討研究得出實(shí)驗(yàn)成果，并通過(guò)進(jìn)一步的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)對(duì)結(jié)果進(jìn)行校正和修繕。獲取前人的研究資料與之進(jìn)行對(duì)比，注意查看有無(wú)矛盾點(diǎn)，

15、并就對(duì)比結(jié)果進(jìn)行分析，使研究成果更全面，更具有說(shuō)服力。將理論與實(shí)際相結(jié)合，得出一個(gè)比較完備的成果，并通過(guò)成果反饋到實(shí)驗(yàn)中，再次對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行提高改善，以得出最為準(zhǔn)確有用的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。六、項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)使用計(jì)劃（500字以內(nèi)）1. 預(yù)計(jì)論文發(fā)表在30004000元，經(jīng)費(fèi)預(yù)計(jì)在9001100元。打印資料費(fèi)，每人120元，共3人，共計(jì)360元。2. 材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)金屬材料等相關(guān)書(shū)籍購(gòu)買(mǎi)與論文下載費(fèi)用，每人400元，共計(jì)1200元。3. 實(shí)驗(yàn)室材料花費(fèi)2000元。4. 以上四項(xiàng)共計(jì)7460元。七、項(xiàng)目成果形式1. 了解鎳028合金在熱處理過(guò)程中的組織傳遞性規(guī)律。2. 根據(jù)鎳028合金在熱處理過(guò)程中的組織傳遞性規(guī)律總結(jié)出鎳基合金在熱處理過(guò)程中的組織傳遞性規(guī)律。3. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)提出