形变织构与分层效应对氮化08F钢韧化行为的影响

本文研究了形变织构与分层效应对氮化08F钢韧化行为的影响。试验结果表明:形变氮化试样的韧化不但与形变织构有关,而且与分层效应也有密切关系。随形变量增加,冲击功出现明显的韧脆转移现象,这与极点密度P_(111)~*、P_(112)~*、P_(100)~*的变化规律十分相似。蚀坑法测定(100)面也具有上述的规律,形变使晶粒拉长,晶面有规律的排列,氮化之后由于氮化物在晶内与晶界上折出,弱化晶界与晶面,从而产生分层效应,增加韧性。断口分析表明,在形变量较大时,断口上出现许多分层裂缝。     

V和V-N微合金化低碳钢碳氮化物的形变析出

通过热模拟压缩实验考察了V和V-N微合金化低碳锰钢在860~740℃范围内多道次变形时的组织演变和碳氮化物析出规律及其相互影响.结果表明,含V钢中添加少量的N促进了变形奥氏体中V的碳氮化物(尤其是氮化物)的析出和形变诱导铁素体相变.V的碳氮化物析出降低了奥氏体中固溶的V,从而减弱了固溶V对形变诱导铁素体相变的抑制作用.碳氮化物析出在奥氏体的局部区域造成贫碳区,也促进了铁素体形核.在相同处理工艺下与V钢相比,V-N钢中铁素体内碳氮化物开始析出的时间短,析出相的数量多,长大速度慢,分布弥散.     

中碳钢软氮化复合处理的研究

本文对570℃×5h软氮化后的40Gr钢试样再进行650～850℃不同温度加热急冷处理,然后分别对各试样进行金相、电子金相和力学性能试验。试验结果表明,经过软氮化后的中炭铬钢在650℃加热30分钟铁的氮化物开始分解,在750℃加热15分钟时氮化物层基本分解完毕。ε相先在和α(或γ)相相界面上分解,然后在ε相的相界面分解,析出的氮原子向深层扩散,这些和低炭钢的试验结果相同,钢含碳量的提高和少量的铬含碳量对ε相的分解过程影响不大。 由于钢加热时表面层ε相的分解和氮原子向深层扩散,中炭钢软氮化再加热淬火后可获得含氮的针状隐晶马氏体组织。本文在试验结果基础上提出了最佳的软氮化复合处理工艺。     

加热温度对软氮化层组织结构的影响

本文对经过600℃×6小时软氮化的20钢及35钢试样再进行650°—900℃不同温度加热急冷处理,然后分别对各试样进行金相、电子金相等物理检验和各种力学性能试验。其结果表明,经过软氮化后的钢件再在650℃加热30分钟时,铁的氮化物(ε·Υ′)开始分解,在750℃加热15分钟氮化物分解完毕,同时N原子向深层扩散,淬火后可获得一定厚度C—N马氏体层,进而提高了各项力学性能指标。检验发现再加热时ε相先在其和α及Υ相相界面上分解,然后在ε相相同界面分解,析出的氮原子向深层扩散。试验确定了软氮化后再加热时渗层组织变化和温度及加热时间的关系。     

冷速对钒微合金化钢形变诱导相变组织的影响

通过热模拟实验考察了在连续冷却条件下,不同的冷却速度对钒微合金化钢的形变诱导铁素体相变(DIFT)组织演变的影响规律.结果表明,大变形后的冷却速度越大,实验用钢的铁素体晶粒越细小;在相同的冷却速度下,钢中的钒含量越多,铁素体晶粒越细小.在较低的冷却速度下,钢中的钒含量越多,钒的碳氮化物析出越多;当冷却速度较大时,钒微合金化实验用钢中没有钒的碳氮化物析出.     

球墨铸铁氨加空气氮化工艺的初步探讨

柴油机球铁曲轴经气体软氮化处理后,表面形成一层高硬度的软氮化层,提高了耐磨性;同时表面渗层体积胀大产生一定的压应力,且高度瀰散分布在次层(扩散层)中的微细氮化物和原固溶于铁素体中,而在交变应力作用下沿某些晶面析出的超显微氮化物,阻碍了位错的移动,从而较大地提高了曲轴的疲劳强度。目前,我国295型柴油机曲轴经气体软氮化处理后,断轴率已由1.5％下降到0.05％,一次大修期达到了五千小时,提前达到了一机部机械工业基础件攻关一九八○年的指标,并已用井式炉投入批量生产,取代了现行的轴颈     

V,Nb,Ti碳氮化物在铁素体中的析出与组织演变

对高含量的V，Nb，Ti三种微合金钢进行固溶与等温时效热处理试验，深入研究微合金元素碳氮化物在铁素体区中的析出行为。结果表明，在600℃时效时，钒的碳氯化物析出快，钛的碳氮化物析出较快，铌的碳氮化物析出慢；680℃时效时，钛的碳氮化物析出快，钒的碳氮化物析出最慢．铌的碳氮化物析出速度居中。若微合金元素的碳氮化物析出先于再结晶，则钢的组织主要是无碳贝氏体和粒状贝氏体组织．微合金元素碳氮化物后于再结晶析出，得到的组织主要为回火索氏体组织。     

离子氮化机理的初步探讨(一)

在相同的氨流量和氨压下,进行气体氮化与离子氮化的对比实验,证明离子氮化比气体氮化的效果好。用X射线衍射仪法和金相法观察离子轰击对试样表面的影响,说明离子轰击后的试样表面存在二类、三类应力,点阵发生严重畸变,并出现大小不等的坑洼,沿晶介处尤为显著。表层大量缺陷的存在,促进了氮的扩散过程。离子氮化后的金相试样,在稀薄空气中进行离子轰击,试样表面硬度大幅度上升,与高能粒子(γ射线、α射线以及β射线)等照射金属与合金引起的硬度上升相似。这与轰击产生的畸变有关外,可能有新相析出,原因有待进一步探讨。用探极法测定了辉光放电等离子区的离子浓度,研究氮流量与离子浓度的关系,及对氮化层的影响,说明在大氨流量下离子浓度下降,氮化层深度减少,证明采用小氨流量是合理的。     

α状态离子渗氮层中的氮化物形貌和元素分布

利用离子探针,电子探针等现代测试手段,研究了40Cr,35CrMo和38CrMoAlA钢分别经离子氮化和气体氮化处理后的试样离子氮化层中的氮化物形貌和元素氮、碳、铬、钼、铝的分布,为深入研究α状态渗氮层组织结构与磨损机理,提供了一定的理论依据;同时也为新的氮化钢种的研制和氮化工艺的选择与控制提供了重要信息。     

卷取后冷却速度对高强度热轧带钢组织的影响

采用拉伸实验、电镜观察、能谱分析和硬度测试等方法,研究了700MPa级高强度钢热轧钢卷组织性能分布不均的特点,对造成其组织性能不均的原因进行了分析. 结果表明,钢卷纵向力学性能分布不均,分布规律为成卷后钢卷的中部>内部>外部,内部和外部相差不大. 沿钢卷纵向,中部试样和外部试样的金相组织、碳氮化物析出状态均存在着明显差异,这是造成钢卷力学性能不均的主要原因. 卷取后的冷却速度对金相组织、碳氮化物析出状态有着重要影响.     

含钒0.2C-0.5Si-0.08P-Mn TRIP钢连续冷却过程中的相变行为

通过热模拟实验研究了含钒0.19%的0.2C-0.5Si-0.08P-Mn TRIP钢连续冷却过程中的相变行为.实验结果表明:奥氏体未再结晶区进行50%的大变形,使随后连续冷却过程中的铁素体开始相变温度Ar3提高42～58℃;相同冷却速度下,尤其是当冷速小于20℃/s时,变形促进铁素体的形成,而使贝氏体形核率降低;钒的氮化物和碳化物在铁素体晶粒和晶界处弥散析出,无论变形或未变形条件下,冷速0.5℃/s时,析出粒子尺寸在2～5nm范围内,只有极少量尺寸约为～20nm的较大析出粒子.     

节镍无磁不锈钢Cr18Ni6Mn3N的组织及性能

研究了节镍无磁不锈钢Cr18Ni6Mn3N的热轧及固溶后的力学性能和耐蚀性能,分析了其固溶和时效析出后的组织演变规律、冷变形过程中形变诱发马氏体相变及其磁性能.结果表明:该不锈钢的固溶组织为单相奥氏体,其力学性能和耐蚀性能均高于SUS304不锈钢;800℃保温4 h后,在晶界析出粒状氮化物,随着保温时间延长,逐渐沿晶界凸起片层状析出物并向晶内生长,保温20 h后,凸出的片层状析出物直径达20μm.冷轧压下率18.3%时尚未发现形变诱发马氏体组织,随着变形量增大,马氏体含量增多,磁导率上升,但与相同条件下的SUS304不锈钢相比,冷轧板固溶后相对磁导率可降至1.002,因此可用于低成本无磁不锈钢领域.     

粗大奥氏体晶粒中应变诱导铁素体形成特点

观察粗大奥氏体经不同应变后的淬火组织,分析应变诱导铁素体的形成特点．结果表 明：奥氏体晶粒尺寸影响应变诱导铁素作的形成方式;在形变初期粗大奥氏体（～２５０－μｍ）应变诱 导铁素体主要在晶界、退火孪晶界形核,随应变增加,可通过形变带形核：而尺寸较小的奥氏体 （～７ μｍ）,铁素体形核主要在晶界;随奥氏体晶粒尺寸增大,形变带上形核比例明显提高,而在 晶界形核的比例减小．     

LC4铝合金超塑性变形过程的显微组织研究

本文用金相显微镜及透射电镜研究了超塑性变形对LC4铝合金显微组织的影响。该合金在超塑性变形过程中,除发生大量晶界滑动及晶粒转动外,扩散蠕变在超塑性变形总量中约占15%。在经过超塑性变形的材料内,晶粒内位错密度很低,而晶界处普遍存在由非固有晶界位错规则排列而成的位错群列。这种非固有晶界位错能在超塑性变形过程中以滑移-攀移的方式沿晶界运动,其滑移分量导致晶界滑动,其攀移分量导致扩散蠕变,可协调晶界滑动产生的变形。在超塑性变形后期,在扩散蠕变所产生的晶界旁的无沉淀区内,观察到了自晶界上大粒子处产生的棱柱位错环,导致试样最终断裂的空洞的形核与这种棱柱位错环有关。     

10Cr21Mn16NiN高锰氮奥氏体不锈钢组织与性能研究

研究了固溶处理温度对热轧态10Cr21Mn16NiN高锰氮奥氏体不锈钢微观组织、力学性能和腐蚀性能的影响,并进一步揭示了该材料的低温韧脆转变行为。结果表明,随着固溶温度的升高,屈服强度和抗拉强度逐渐降低,而延伸率和耐腐蚀性能逐渐增大。这是因为高温固溶促进了热轧阶段形成的有害相重新溶解,从而消除析出相对性能带来的不利影响。10Cr21Mn16NiN钢在低温冲击载荷下表现出明显的韧脆转变行为,韧脆转变温度在-110℃附近,高于-110℃可以获得强度与韧性的良好配合。     

Effects of initial grain size and strain on grain boundary engineering of high-nitrogen CrMn austenitic stainless steel

18Mn18Cr0.5N steel with an initial grain size of 28–177 μm was processed by 2.5%–20% cold rolling and annealing at 1000℃ for 24 h, and the grain boundary character distribution was examined via electron backscatter diffraction. Low strain (2.5%) favored the formation of low-Σ boundaries. At this strain, the fraction of low-Σ boundaries was insensitive to the initial grain size. However, specimens with fine initial grains showed decreasing grain size after grain boundary engineering processing. The fraction of low-Σ boundaries and the (Σ9 + Σ27)/Σ3 value decreased with increasing strain; furthermore, the specimens with fine initial grain size were sensitive to the strain. Finally, the effects of the initial grain size and strain on the grain boundary engineering were discussed in detail.     

Hydrogen effect on the mechanical behaviour and microstructural features of a Fe-Mn-C twinning induced plasticity steel

The influences of hydrogen on the mechanical properties and the fracture behaviour of Fe-22Mn-0.6C twinning induced plasticity steel have been investigated by slow strain rate tests and fractographic analysis.The steel showed high susceptibility to hydrogen embrittlement,which led to 62.9%and 74.2%reduction in engineering strain with 3.1 and 14.4 ppm diffusive hydrogen,respectively.The fracture surfaces revealed a transition from ductile to brittle dominated fracture modes with the rising hydrogen contents.The underlying deformation and fracture mechanisms were further exploited by examining the hydrogen effects on the dislocation substructure,stacking fault probability,and twinning behaviour in pre-strained slow strain rate test specimens and notched tensile specimens using coupled electron channelling contrast imaging and electron backscatter diffraction techniques.The results reveal that the addition of hydrogen promotes planar dislocation structures,earlier nucleation of stacking faults,and deformation twinning within those grains which have tensile axis orientations close to<111>//rolling direction and<112>//rolling direction.The developed twin lamellae result in strain localization and micro-voids at grain boundaries and eventually lead to grain boundary decohesion.     

低碳Si-Mn钢直接淬火-等温配分工艺中组织演变

以低碳Si-Mn钢为研究对象,在传统淬火-配分工艺中引入压缩变形,研究了压缩变形对组织演变的影响以及实验钢在不同等温配分条件下的显微结构特征.结果表明,引入高温变形处理后,试样具有更加精细的显微结构,同时显微组织中含有较高比例的大角度晶界,由无变形条件下的65.7%提高至72.5%;在相变及碳配分过程中,晶界以及板条边界附近易形成碳富集区;随配分时间延长,显微组织呈回火转变趋势,当配分时间延长至1 500 s时,组织中出现较大量的碳化物析出相,残余奥氏体体积分数降低至7.9%.     

Effect of microstructure on the low temperature toughness of high strength pipeline steels

Microstructure observations and drop-weight tear test were performed to study the microstructures and mechanical properties of two kinds of industrial X70 and two kinds of industrial X80 grade pipeline steels. The effective grain size and the fraction of high angle grain boundaries in the pipeline steels were investigated by electron backscatter diffraction analysis. It is found that the low temperature toughness of the pipeline steels depends not only on the effective grain size, but also on other microstructural factors such as martensite-austenite (MA) constituents and precipitates. The morphology and size of MA constituents significantly affect the mechanical properties of the pipeline steels. Nubby MA constituents with large size have significant negative effects on the toughness, while smaller granular MA constituents have less harmful effects. Similarly, larger Ti-rich nitrides with sharp corners have a strongly negative effect on the toughness, while fine, spherical Nb-rich carbides have a less deleterious effect. The low temperature toughness of the steels is independent of the fraction of high angle grain boundaries.