再论55SiMnMo钢贝氏体形态

讨论55SiMnMo钎钢在正火(连续空冷)和等温条件下所转变的贝氏体,分析这两种贝氏体的形貌和形态差异.研究结果表明:55SiMnMo钢加热(超过AC3点)奥氏体化后,正火(连续空冷)获得的金相组织是B4型无碳化物上贝氏体(铁素体+富碳奥氏体);在等温条件下:等温的温度达到或超过400℃,长时间等温的金相组织是B2型,B4型混合贝氏体,B2型的比例多过B4型(以B2型为主),短时间的等温则是以B4型为主;等温的温度低过400℃,即使长时间等温,其金相组织仍是B4型贝氏体.     

回火工艺对热轧高强贝氏体钢轨组织和力学性能的影响

本文研究了不同回火工艺条件下热轧态U25CrNi高强贝氏体钢轨的组织与力学性能变化。结果表明,试验钢热轧态和回火组织均由贝氏体、马氏体和残余奥氏体构成。当回火条件为300℃×200min时,试验钢中部分残余奥氏体发生贝氏体相变,钢的各项力学性能变化不大;当回火温度升至400℃时,试验钢中残余奥氏体体积分数较大,碳化物析出量较少,内应力进一步释放,试验钢的延伸率和冲击吸收功达到最大值,同温度下延长回火时间至360min,钢中碳化物颗粒析出增多,延伸率和冲击性能明显降低;当回火温度为500℃时,试验钢中贝氏体铁素体明显粗化,并伴随大量碳化物颗粒析出,残余奥氏体大量分解,出现了回火脆性。综合考虑,U25CrNi热轧高强贝氏体钢轨的最佳回火工艺为400℃×200min。     

GDL-1型高强韧贝氏体钢的不可逆回火脆性

本文研究了GDL-1型高强韧性贝氏体钢,在空冷状态下的回火冲击性能变化以及对应的显微组织和断口金相特征.结果表明,该钢经920 ℃加热空冷后获得条束状过渡形态的贝氏体加少量岛状贝氏体组织.在400 ℃～600 ℃的温度回火,分布于BF条束间的亚稳态残留奥氏体开始大量分解形成沿条束界连续分布的碳化物,在BF条内的高密度位错区也诱导析出碳化物,导致在条束界产生高应力集中而引发准解理和解理开裂,出现不可逆回火脆性,冲击能量显著降低.由于钢中的Si和Mn在原奥氏体晶界偏聚,抑制碳化物析出.在原奥氏体晶界未能沉淀出连续分布的碳化物,因此未见沿晶解理开裂特征,对应的断口金相呈条形准解理和解理的特征,其尺寸分别与BF条和束尺寸相吻合.该材料的不可逆回火脆性出现的温度范围与大多数合金结构钢相比提高约200 ℃.     

高碳低合金钢低温贝氏体组织及其耐磨性研究

设计了一种新的低温等温转变无碳化物贝氏体高碳低合金钢。对该钢低温等温淬火组织和干滑动摩擦磨损耐磨性及磨损机理进行研究,并与淬火+低温回火处理试样进行比较。结果表明,经1 000℃奥氏体化后在220℃盐浴中进行等温120 h的等温淬火处理,得到了由平均厚度约为120 nm的板条状贝氏体铁素体和薄膜状的残留奥氏体组成的无碳化物贝氏体组织,干滑动摩擦磨损相对耐磨性比回火马氏体组织提高19%,磨损机理为粘着磨损。     

Fe—C—Si合金上贝氏体碳化物析出源的研究

用透射电镜研究了Fe-C-Si合金在480℃等温形成的上贝氏体。电子衍射和晶体学分析证实：合金名碳化物的析出源是初始碳含量低于平均碳含量的过饱和贝氏体铁素体（BF），提出钢中贝氏体转变是奥氏体中碳扩散控制相变位错运动的切变过程。     

Fe－C－Si合金上贝氏体碳化物析出源的研究

用透射电镜研究了Ｆｅ－Ｃ－Ｓｉ合金在４８０℃等温形成的上贝氏体。电子衍射和晶体学分析证实：合金中碳化物的析出源是初始碳含量低于平均碳含量的过饱和贝氏体铁素体（ＢＦ）．提出钢中贝氏体转变是奥氏体中碳扩散控制相变位错运动的切变过程。     

热处理工艺对高碳贝氏体钢组织与力学性能的影响

借助OM、SEM、XRD等手段,对比研究了一步、两步等温贝氏体转变工艺及QPB(淬火+配分+贝氏体转变)工艺对高碳贝氏体钢(w(C)=0.79%)显微组织与力学性能的影响。结果表明,采用一步等温贝氏体转变工艺处理试验钢时,当等温温度同为250℃,随着保温时间的延长,钢中贝氏体转变越充分,块状残余奥氏体尺寸降低,组织更为均匀细小;而在较低温度下(200℃)等温处理时,钢中残余奥氏体含量显著降低,贝氏体铁素体板条更细小,材料的强度和硬度提高,而塑性和韧性下降。两步等温贝氏体转变工艺处理(250℃×24 h+200℃×72 h)的试验钢中贝氏体铁素体板条平均尺寸约为82 nm,残余奥氏体体积分数为21.4%,获得了最佳的综合力学性能,抗拉强度达到2040 MPa,伸长率为12.5%,冲击韧性为21 J。QPB工艺提高了贝氏体转变速率,大大缩短了热处理时间,最终得到马氏体+贝氏体铁素体+残余奥氏体的组织,试验钢同时也获得了良好的强度和塑韧性。     

淬火回火工艺对高碳热磨片显微组织及耐磨性的影响

为了解决热磨片服役过程中出现的磨损失效问题,对高碳热磨片在淬火回火过程中的显微组织变化及耐磨性进行了研究。以高铬高碳铸铁为研究对象,利用金相显微镜、X射线衍射仪、硬度计、磨损试验机等对经过热处理后的样品进行组织观察和性能测试。实验结果表明：样品原始组织由初生(Cr,Fe)₇C₃、共晶(Cr,Fe)₇C₃、马氏体及奥氏体组成;低温回火时,碳化物变化不明显,基体为回火马氏体+奥氏体;随着回火温度的升高,碳化物逐渐增加,回火马氏体逐渐减少;当温度超过450 ℃时,回火马氏体消失,基体组织转变为铁素体+奥氏体;硬度随回火温度的升高呈现先略微减小、然后增大再减小的趋势,在450 ℃时硬度最高,为63.4HRC;与铸态相比,均匀分布的碳化物耐磨性提高了2.53倍。研究淬火回火工艺对高碳热磨片显微组织及耐磨性的影响,为提高高碳热磨片的耐磨性、延长其使用寿命提供了理论依据。     

回火对Q460E低合金结构钢组织与性能的影响

研究了回火温度对正火Q460E低合金结构钢的力学性能与组织影响.结果表明,在200℃到500℃范围内回火,力学性能相对较为稳定且具有较高的强韧性,而且屈强比也比较低,回火温度升高到600℃,力学性能虽相对较低,但钢的强韧性要比GB/T1591-1994(国标)规定的要高.分析认为:600℃回火强韧性降低幅度相对大的原因主要是粒状贝氏体的分解,碳化物的析出长大球化且分布在条状铁素体边沿,犹如上贝氏体,以及碳化物在原奥氏体晶界分布.200℃回火能够获得较高的强度和突出的韧性.回火过程就是粒状贝氏体分解变化,碳化物析出长大球化过程.     

铁素体-贝氏体球墨铸铁的初步研究

本文研究了不同比率的铁素体-贝氏体两相组织对球墨铸铁拉伸特性和冲击韧性的影响。当铁素体球墨铸铁在900℃奥氏体化,400℃等温淬火,贝氏体体积分数为54％和93％时,延伸率及断面收缩率均出现两个峰值。实验证明,当铁素体和贝氏体的比率在最佳范围时,能明显提高其强度和韧性。X—射线衍射证实,贝氏体为无碳化物上贝氏体。能获得良好的韧性,主要由于在石墨球周围形成环状组织的无碳化物上贝氏体,可能是这种高强度、高韧性的贝氏体在石墨-贝氏体界面阻止了裂纹萌生的结果。     

等淬球铁的贝氏体形态

利用１００ＣＸⅡ型透射电镜对球铁的上、下贝氏体形态进行观察与分析．结果表明，球铁的上、下贝氏体均为板条状铁素体，其间有奥氏体．随着等温转变、温度降低，板条变得细小密集，奥氏体量及其含碳量也减少．在上贝氏体中未检测到碳化物，但在下贝氏体中证实有碳化物析出在铁素体片内，排列成行并与贝氏体针长轴成５５°角．     

低碳Si-Mn系DQ&P钢组织演变模拟研究

以低碳Si-Mn钢为研究对象,采用直接淬火-配分工艺,研究了不同变形温度和配分时间对组织演变行为的影响.结果表明,QP钢典型组织由马氏体、铁素体和少量残余奥氏体组成.其中马氏体呈现板条马氏体、孪晶马氏体等特征.随着配分时间的延长,显微组织呈现回火转变趋势.当变形温度为950℃和880℃时,残余奥氏体体积分数先增加后减少,均在配分150 s时达到最大值,分别为9.1%,10.1%.当变形温度在820℃时,由于先共析铁素体的存在易于获得较多的残余奥氏体,体积分数高达11.9%,并且残余奥氏体中平均碳含量相对较低.     

一种新型冷轧辊用钢的组织演变

本文以一种新型冷轧辊用钢为研究对象,借助金相显微镜和扫描电子显微镜分析了试验钢在正火、球化退火、淬火、回火过程中的组织演变,研究了碳化物的成分变化和溶解析出行为。结果显示,试验钢正火后得到马氏体+部分颗粒状和少量块状碳化物的显微组织;球化退火后的显微组织为铁素体基体上分布有大量颗粒状碳化物+少量块状碳化物,球化退火组织评定为为2~3级;淬火后的组织为马氏体+部分颗粒状和少量块状碳化物;三次回火后的组织为回火马氏体+部分颗粒状和少量块状碳化物。试验钢中的块状碳化物在整个热处理过程中始终存在,1100℃以下奥氏体化时只发生边缘部分的少量溶解。颗粒状碳化物主要为M23C6型,在热处理过程中存在明显的溶解和析出行为,1100℃以下奥氏体化时部分溶解。     

临界间退火对低合金TRIP钢奥氏体等温转变动力学的影响

用膨胀法及金相法研究了20Mn2SiMoV钢经780℃界间退火后奥氏体在600-650℃以及320-450℃温度区间的等温转变动力学。结果表明，经780℃不完全奥氏体化，过冷奥氏体的稳定性增强，奥氏体分解的高温转变和中温转变孕育期与完成时间都延长，而且高温转变区和中温转变区明显分开，贝氏体区奥氏体转变具有不完全性。临界间退火后过冷奥氏体的高温转变产物为铁素体与珠光体，中温转变产物为铁素体、贝氏体、马氏体和残余奥氏体的混合组织。     

18 CrNiWA钢中温转变组织

应用光学显微镜及电子显微镜对18 CrNiWA钢经不同温度奥氏体化及等温处理所得的组织进行了研究,发现该钢在整个中温转变温度范围内可同时存在块状铁素体及板条状铁素体(即贝氏体铁素体),这是两种不同类型的铁素体组织。提高等温温度或降低奥氏体化温度有利于块状铁素体形成;反之有利于贝氏体铁素体转变;并得出这种中温块状铁素体具有以下的相变特征:(1)无浮凸效应。(2)三维形态呈等抽状或不规则的外形,它是由高密度位错的块状亚结构所组成。(3)可同时在晶内和晶界形核。(4)能跨越原晶界或孪晶界而生长,并仍保留原奥氏体晶界的痕迹,但不继承孪晶组织。(5)形成温度较高时,得到无碳化物析出的块状铁素体包围着的岛状组织,后者含碳量远高于原始的平均成份;形成温度较低时,在块状铁素体中可析出单向或多向分布的碳化物。上述(1)～(4)四种相变特征与块状转变相类似。我们初步认为这种中温块状铁素体的形成是铁原子短程扩散的γ→α转变与碳原子长程扩散的综合结果。     

中碳耐磨钢动态冷却条件下组织变化

以中碳耐磨钢为研究对象,通过热膨胀法测定了中碳耐磨钢CCT曲线,分析了动态冷却条件下其组织变化,结果表明当冷速小于5℃/s时得到的组织为铁素体＋贝氏体,随着冷速的增加铁素体的数量减少,当冷速达到10℃/s时得到的组织为贝氏体组织,随着冷速的增加贝氏体的形态由粒状贝氏体逐渐转换为板条贝氏体,当冷却速度在15℃/s～50℃/s之间时得到的组织为贝氏体＋马氏体的组织。当冷速大于30℃/s的时候发生马氏体转变,生成的组织主要为马氏体组织。建议直接淬火工艺冷却速度15℃/s,冷却开始温度应该在800～850℃左右,而冷却结束温度在400～450℃左右。     

货油舱用耐蚀钢连续冷却的转变规律

在MMS-300热模拟试验机上测得货油舱用耐蚀钢在不同冷速下的连续冷却膨胀曲线,结合金相-硬度法,研究了该耐蚀钢变形和未变形过冷奥氏体冷却过程中的组织演变,建立了连续冷却转变(CCT)曲线.结果表明,动态CCT曲线较静态CCT曲线明显向左上方移动,提高了奥氏体转变的开始温度;随着冷却速度的增大,显微组织由多边形铁素体、珠光体和少量贝氏体逐渐过渡到针状铁素体、粒状贝氏体,最后为板条贝氏体和马氏体.     

软钢及转变态材料中的解理断裂

本文通过力学性能试验、微观观察和理论分析,揭示了碳化物开裂机制也在细晶粒铁素体材料的解理断裂过程中起作用,在上贝氏体钢中,解理断裂的破面单元尺寸是板条束尺寸的3～4倍;还发现在零下196℃下解理断裂应力与屈服应力之间存在良好的线性关系。     

预热温度对30CrMnSiNi2A钢焊接冷裂纹敏感性的影响

采用插销试验测试了20℃2、50℃、320℃和400℃预热温度下的焊接熔合区临界断裂应力,分析了插销试样断口和熔合区组织.结果表明:焊接熔合区断口为沿晶(IG) 准解理(QC)型,随着预热温度增加,QC比例增加;焊接熔合区组织为马氏体 下贝氏体 残余奥氏体;随着预热温度的升高,熔合区冷却速度降低,下贝氏体组织增加,引起晶内氢陷阱数量增加,从而导致熔合区的临界断裂应力提高,降低了冷裂纹敏感性.     

预热与焊后回火对铸钢基体双金属梯度堆焊锻模堆焊层组织与性能的影响

为解决大型锻模的高成本、低寿命等问题,提出铸钢基体表面堆焊制备大型液压机用锻模新方法,针对其中的焊前预热与焊后回火工艺,将有限元分析与试验分析相结合,研究预热温度与焊后回火对堆焊层组织与力学性能的影响机理。研究结果表明:常温堆焊时,堆焊熔合区组织为马氏体+碳化物+残留奥氏体;随着预热温度的升高,冷却时间不断延长,组织呈现马氏体→贝氏体→珠光体转变趋势,显微硬度逐渐降低;当预热温度为400℃时,熔合区组织为铁素体+珠光体;焊后550℃/2 h回火后,堆焊层及热影响区硬度下降,基体中析出大量碳化物,堆焊层冲击韧性显著提高,断裂方式以韧窝断裂为主,母材性能在回火后无明显变化,说明预热与焊后热处理使堆焊层获得了较好的综合力学性能。