两种贝氏体塑料模具钢的相变与残余奥氏体

将两种塑料模具钢FT600 和FT600mod 奥氏体化后, 以连续冷却或等温方式, 获得贝氏体组织. 随后分别在350, 580, 700 °C下进行回火, 研究了Si, Mn元素微调后贝氏体组织及残余奥氏体转变情况. 对两种贝氏体钢在不同热处理工艺下的宏观硬度、残余奥氏体含量、微观组织进行了表征及分析. 研究结果表明, 在FT600 钢的基础上降Si 增Mn 得到了FT600mod 钢, 其贝氏体转变后的残余奥氏体含量大幅降低; FT600 钢中的残余奥氏体在不同温度下回火, 其转变机制不同; FT600mod钢中的残余奥氏体含量较少, 组织稳定, 更适用于非调质工艺处理.     

热镀锌工艺对无Si含P的TRIP钢力学性能影响

利用光学显微镜、透射电镜、X射线衍射和拉伸试验等方法,分析测试了热镀锌工艺对无Si含P的TRIP钢力学性能和微观组织的影响.结果表明:实验用钢可获得780 MPa以上的抗拉强度和24%以上的断后延伸率.在热镀锌工艺中,两相区加热温度和贝氏体等温温度对钢的力学性能影响较小,而贝氏体等温时间的影响最为显著.当贝氏体等温时间由20 s增加到60 s时,实验用钢的屈服强度上升了65 MPa,抗拉强度下降了45 MPa,延伸率大幅度增加,从23.01%增加到27.56%,出现最佳的综合力学性能.无Si含P热镀锌TRIP钢的微观组织由铁素体、贝氏体、残余奥氏体和马氏体组成,随着贝氏体等温时间的减少,钢中残余奥氏体含量和稳定性降低,相应地,马氏体含量明显增加,实验用钢从典型的TRIP钢力学特征慢慢转变为与双相钢相似的力学特征.     

超级贝氏体钢的热处理工艺及性能研究

本文对比研究了一步、二步等温贝氏体转变及贝氏体转变+碳分配热处理工艺对超级贝氏体钢微观组织与力学性能的影响。结果表明,三种工艺处理后的试验钢组织主要为纳米级贝氏体铁素体及残余奥氏体,且与一步法相比,二步等温贝氏体转变及贝氏体转变+碳分配处理后的超级贝氏体钢组织更为细小,残余奥氏体的体积分数下降,力学性能显著提升,而贝氏体转变+碳分配处理工艺的热处理时间则相对较短。     

GDL-1型贝氏体钢的断裂韧性

对一种新型高强韧微变形钢(GDL-1)的断裂韧性进行了研究,分析了七种不同热处理状态的JR阻力曲线。结果表明,试验钢在经空冷250℃-300℃回火后的裂纹扩展阻力较大,J1C=0.1415-0.1513(MPa.m)、AK=97-120.5(J),其断裂韧性和冲击韧性优于其它状态。扫描电镜和透射电镜分析表明,空冷后新型高强韧GDL-1钢的显微组织为窄束状贝氏体 马氏体和部分残余奥氏体复合组织,残余奥氏体以薄膜形态分割贝氏体板条而形成超细化亚单元,增加了材料的微观塑性。此外,低温回火改善钢的韧性,并使残余奥氏体的稳定性提高,从而使该钢在空冷250℃-300℃回火后具有良好的冲击韧性和断裂韧性。     

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。     

连续退火的无Si TRIP钢的组织和力学性能

在实验室用Gleeble3500热模拟试验机制备了一种无Si TRIP钢.利用拉伸试验机、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射以及热膨胀仪对其力学性能、微观组织和相变规律进行研究,在此基础上分析了贝氏体相变温度和时间对力学性能和残余奥氏体的影响.无Si TRIP钢呈现出良好的整体力学性能,抗拉强度分布在740～810 MPa,延伸率均在25%以上,最高可达32%以上;贝氏体等温温度为420℃时能获得最佳的综合力学性能,抗拉强度随贝氏体相变时间增加而下降,延伸率随之上升,而屈服强度没有显著变化.无Si TRIP制的铁素体晶粒大小约为3～4μm,比含Si TRIP钢铁素体晶粒细小;残余奥氏体的体积分数在8%～10%,比含Si TRIP钢低约3%;420℃保温300 s后贝氏体相变基本结束,而碳的扩散仍然在进行;无Si TRIP钢贝氏体相变速率比含Si TRIP钢快,贝氏体相变总量也更多.     

780MPa级热镀锌用TRIP钢退火工艺及组织演变

研究了热镀锌用高强TRIP钢的退火工艺对性能的影响和组织演变规律. 结果表明:实验用钢可获得780.00MPa以上的抗拉强度和24.00%以上的断后延伸率;两相区加热温度和贝氏体保温时间对钢的力学性能具有显著影响,两相区加热温度为850℃,贝氏体保温时间为30s时,实验用钢能获得最佳的综合力学性能;在贝氏体中温相变后,仍有部分亚稳奥氏体(碳含量较低)在后续冷却过程中发生马氏体相变,从而导致钢退火后的微观组织由铁素体、贝氏体、残余奥氏体和马氏体组成.     

贝氏体耐磨钢的应用研究

贝氏体组织具有高的强韧性和耐磨性，是一种很好的抗磨材料组织结构．本文综述了贝氏体相变的最新研究进展．随着先进技术和先进仪器出现，人们对贝氏体相变与贝氏体组织基础理论的研究也不断深入，表现在对贝氏体微观超精细结构的认识，即在黑金属和有色金属合金的下贝体组织中发现了超亚单元．以往贝氏体钢中添加Mo，Ni等贵重合金元素以及等温淬火工艺，才使贝氏体钢用作抗磨材料成为可能，基于贝氏体相变机理研究的长足进步，先后开发出奥氏体一贝氏体双相钢、马氏体-贝氏体双相钢、共晶体增强奥氏体一贝氏体钢(ABEG钢)等新型贝氏体抗磨钢。     

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。     

等温温度和时间对超级贝氏体钢Fe-0.40C-2.2Mn-1.5Si相变和组织性能的影响

以超级贝氏体钢Fe-0.40C-2.2Mn-1.5Si为对象,通过热模拟试验、扫描电镜、X射线衍射分析和拉伸试验等方法,研究等温转变温度和保温时间对试验钢的贝氏体相变、微观组织和力学性能的影响。结果表明,随着等温转变温度的降低,钢的显微组织中贝氏体形貌从颗粒状贝氏体转变为板条状贝氏体,其强度逐渐提高,但伸长率和强塑积先增大后减小;随着保温时间的增加,钢的抗拉强度逐渐降低,而伸长率和强塑积逐渐增大,因此可通过适当延长相变时间来改善钢的综合力学性能;在350℃下保温90min时,试验钢显微组织中残余奥氏体体积分数最大,且具有最大强塑积。     

微观组织对70Cr3Mo钢接触疲劳性能的影响

采用金相、ＳＥＭ、ＴＥＭ、ＸＲＤ等手段,研究了钢不同热处理条件下７０Ｃｒ３Ｍｏ的组织对接触疲劳性能的影响,,结果表明：７０Ｃｒ３Ｍｏ钢直接淬火＋回火条件下以孪晶马氏 主的组织的接触疲劳性能高于等温淬火＋回火条件下贝氏体的接触强度。     

Ultra-high cycle fatigue behavior of high strength steel with carbide-free bainite/martensite complex microstructure

The ultra-high cycle fatigue behavior of a novel high strength steel with carbide-free bainite/martensite (CFB/M) complex microstructure was studied. The ultra-high cycle fatigue properties were measured by ultrasonic fatigue testing equipment at a frequency of 20 kHz. It is found that there is no horizontal part in the S-N curve and fatigue fracture occurs when the life of specimens exceeds 107 cycles. In addition, the origination of fatigue cracks tends to transfer from the surface to interior of specimens as the fatigue cycle exceeds 107, and the fatigue crack originations of many specimens are not induced by inclusions, but by some kind of "soft structure". It is shown that the studied high strength steel performs good ultra-high cycle fatigue properties. The ultra-high fatigue mechanism was discussed and it is suggested that specific CFB/M complex microstructure of the studied steel contributes to its superior properties.     

下贝氏体对GD钢力学性能的影响

本文对不同硅含量的高强韧低合金冷模具钢系列(代号GD钢)进行试验,探讨了GD钢经马氏体-下贝氏体复相处理后,组织中下贝氏体的组织形态和数量及其对GD钢性能的影响.结果表明:改变GD钢的硅含量时,GD钢复相组织中的下贝氏体组织形态和数量也随之改变.当硅含量达到1.82%(wt-%)时,复相组织中下贝氏体呈准下贝氏体形态.马氏体加上约28%(vol-%)的准下贝氏体的复相组织具有最佳的强韧性配合.     

高扩孔型铁素体/贝氏体双相钢组织性能研究

对540 MPa级铁素体/贝氏体双相钢的组织性能进行分析研究.结果表明,试验钢的显微组织为85％左右的铁素体加上15％左右的贝氏体；铁素体晶粒尺寸细小,基体中有较高的位错密度和大量细小弥散的析出物；贝氏体在铁素体基体上分布均匀,以板条状为主,板条间分布有较多碳化物颗粒.通过合适的成分设计和控轧控冷手段获得的铁素体/贝氏体双相钢组织形态,可较好地保证材料所需的强度-拉伸凸缘性能匹配.     

等温温度对超细贝氏体钢组织演变规律的影响

通过热膨胀试验研究实验钢的等温转变动力学,采用盐浴等温淬火工艺制备超细贝氏体组织,利用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪定量分析工艺参数对微观组织结构的影响.结果显示:实验钢室温组织由大量超细板条状贝氏体铁素体和板条间分布的薄膜状奥氏体的复相组织构成,210℃等温淬火得到的贝氏体板条间距细化到约60 nm,硬度约为HBW610;实验钢的最终组织特征取决于发生贝氏体转变的等温温度和等温时间,等温温度越低时贝氏体转变完成需要的等温时间越长.     

轴承钢中M/B复合组织形态及其断裂机理

研究含碳量对钢中马氏体／贝氏体（Ｍ／Ｂ）复合组织形态和断裂机理的影响。试验结果表明，由于钢中含碳量不同，下贝氏体形成特点存在差异，使贝氏体分布发生变化，从而导致不同含碳量Ｍ／Ｂ复合组织断裂机理的差异。轴承钢中Ｍ／Ｂ复合组织对强韧性的主要贡献应归功于下贝氏体对裂纹扩展的阻碍作用，同时还与下贝氏体在组织的分布有关。     

590MPa级热轧V-N高强车轮钢组织性能控制

对一种低成本V-N微合金化钢进行了控轧控冷实验,探讨了相变机理与析出行为,并系统地研究了其综合力学性能.结果表明,显微组织为多边形铁素体、粒状贝氏体及少量的针状铁素体,纳米尺度V(C,N)析出质点弥散地分布于铁素体或贝氏体铁素体基体内部.抗拉强度615MPa实验钢具有优良的断后延伸率,冷弯性能合格,扩孔率达到95%,满足轮辐用钢的加工要求,低温冲击性能良好.细晶强化、位错强化、析出强化、相变强化为主要强化机制.     

含钒超细晶双相钢的细化机制

利用铁素体+马氏体+贝氏体的初始显微组织结合冷轧和连续退火的方法达到了细化晶粒的目的,通过这种方式制备的双相钢中有63.8%的铁素体晶粒尺寸分布于0.5～1μm,有53%的马氏体晶粒尺寸分布于0.5～1μm.针对该现象研究了基于铁素体+马氏体+贝氏体初始显微组织含钒超细晶双相钢的晶粒细化机制.分析认为,细化机制主要有三个方面:第一是形变对显微组织的细化,包括为了得到铁素体+马氏体+贝氏体的初始显微组织而进行的热轧和冷轧;第二是冷轧态显微组织的再结晶和快速奥氏体化;第三是钒的析出物阻碍奥氏体的长大.     

热处理工艺对低温贝氏体钢微观组织及力学性能的影响

利用SEM、EBSD、XRD及力学性能测试等手段,对比研究了一步、两步等温贝氏体转变及贝氏体转变+深冷处理工艺对低温贝氏体钢显微组织及力学性能的影响。结果表明,相较于一步等温贝氏体转变工艺,两步等温贝氏体及贝氏体转变+深冷处理均可降低钢中块状残余奥氏体含量,细化晶粒;与两步等温贝氏体转变相比,深冷处理可以极大缩短工艺时间,所得材料在获得相近强度的同时,会牺牲部分韧性;两步等温贝氏体处理后,试验钢强塑积达到了19.66GPa·%,U型冲击吸收功可达80J,其综合力学性能最优。     

等温处理对新型高强钢力学性能和绝热剪切行为的影响

为了使新型高强钢更好地在冲击领域得到应用,采用等温盐浴方法对新型高强度钢进行热处理.通过OM、SEM、TEM对材料的微观组织进行观察,采用万能试验机对材料进行准静态拉伸力学性能测试,通过分离式霍普金森压杆（SHPB）对材料进行动态性能测试并捕捉临界应变率下萌生发展的绝热剪切带形貌.研究结果表明:随着等温温度的升高,对应材料的主要组织由马氏体+下贝氏体,马氏体+下贝氏体+上贝氏体变化为马氏体+上贝氏体,材料的屈服强度和塑性逐渐降低.330℃等温处理的材料绝热剪切带萌生的临界应变率为3种等温处理材料中最低,上贝氏体组织的出现使材料对绝热剪切变形的敏感性降低.