亚温淬火及回火工艺对E550级船板钢组织和性能的影响

以E550级超高强度船板钢为研究对象,采用SEM,TEM分析和力学性能测试等手段,研究了亚温淬火时宽回火温度范围内微观组织和力学性能的演变规律.研究结果表明,试验钢在820℃淬火后由板条马氏体和18.8%体积分数的准多边形铁素体组成.随回火温度升高,马氏体板条逐渐分解转变为回火屈氏体和回火索氏体,其中Fe_3C由薄片状转变为球状,并不断粗化;铁素体板条的位错密度下降,最终再结晶成为等轴晶粒.上述变化导致材料强度下降,伸长率和低温韧性提高.试验钢经820℃淬火和440~600℃的宽温度范围回火后具有优异的强韧性,力学性能与调质处理(930℃淬火和600~670℃回火)的试验钢相当,可显著节省热处理工艺成本.     

不同工艺下低碳马氏体钢的组织与力学性能

研究了淬火温度和保温时间对低碳马氏体钢组织、抗拉强度和屈服强度的影响.结果表明,淬火温度和保温时间对试样的组织和力学性能影响显著;在890℃下保温70和210s淬火试样的组织主要为板条状马氏体和块状铁素体;在920和950℃下保温210s淬火,其组织为板条状全马氏体;在920℃下保温70~210s淬火试样具有良好的力学性能.     

马氏体—铁素体组织的耐磨料磨损性

本文研究了45钢和50CrVA钢马氏体—铁素体混合组织的耐磨料磨损性,试验通过亚温淬火低温回火获得硬度相同,但马氏体和铁素体体积比不同的混合组织,进而在ML—10型肖盘式磨损试验机和SKODA—SAV IN快速磨损试验机上研究了铁素体相对量对耐磨料磨损性的影响。研究结果表明,在硬质回火马氏体基体上均匀分布着适量(10～20％)细小条粒状软韧相铁素体对耐磨料磨损性是有益的。但软韧相铁素体过多或无软韧相铁素体存在时都使耐磨料磨损性降低。     

中碳钢马氏体中存在铁素体时的强度与韧性

本文研究了中碳结构钢(45Cr及60D)马氏体基体上存在不同数量、大小、形状及分布的铁素体对宏观综合机械性能的影响规律.试验结果表明:在马氏体基体上存在少量薄片状或细小分散状的铁素体时,其静强度、旋转弯曲疲劳强度仍保持在高强度水平下,而塑性与韧性特别是断裂韧性(K_(1c))却有较明显的提高. 本文通过对透射电子显微组织形态分析以及扫描电镜断口特征分析的基础上,初步讨论了马氏体基体中铁素体形态的微观韧化机制。     

低合金风冷马氏体球铁的初步研究

在空冷或风冷条件下得到的硬度高达HRC54—58的球墨铸铁,其基体组织主要为“马氏体 残余奥氏体”。这种球铁除具有很高的硬度外,还具有一定的抗拉强度(б_b>52公斤/毫米~2)和冲击韧性(0.6—2.2公斤米/厘米~2)。有可能成为一种新的抗磨材料。这种球铁只含有少量的合金元素,暂称为低合金风冷马氏体球铁。本文主要研究低合金风冷马氏体球铁的金相组织特点,及它在空冷与风冷条件下的临界淬透直径与机械性能,并探讨了利用这种球铁作为抗磨材料的可能性。     

低碳高强度钢的组织结构与回火马氏体脆化

低碳高强度钢25Si2Mn2CrNiMoV在450℃回火状态下产生回火马氏体脆性.本文重点研究了这种钢回火马氏体脆化与钢的组织结构间的关系,提出了碳化物——残余奥氏体——杂质元素交互作用引起回火马氏体脆化的简单模型.     

形变对板条马氏体回火组织的影响

对Q235级低碳钢板条马氏体在550 ℃多道次单向压缩变形后退火和室温大塑性变形轧制后在此温度退火的显微组织演变规律进行了对比研究,结合未变形板条马氏体在此温度的回火组织演变,讨论了变形对马氏体分解过程、铁素体再结晶晶粒尺寸和析出碳化物形貌的影响. 实验结果表明,变形显著影响马氏体分解过程,促进渗碳体的析出和铁素体回复及再结晶. 热变形组织铁素体再结晶晶粒尺寸在0.5 μm左右;渗碳体形貌从细棒状向球状转变,随变形量增大渗碳体尺寸增大,继续保温60 min导致铁素体晶粒长大到1 μm左右,晶粒内部的渗碳体消失,原先在铁素体晶界析出的渗碳体球化、粗化. 冷轧试样在550 ℃退火保温时间在30 min内得到0.3～0.4 μm超细晶粒和尺度小于150 nm的弥散渗碳体颗粒组织;随退火保温时间延长到60 min,铁素体再结晶晶粒长大到1.9 μm,渗碳体颗粒尺寸约160 nm.     

双相低碳锰铌钢的研究

本文研究了经不同工艺临界区热处理所获得的铁素体-马氏体双相低碳锰铌钢中组成相的形貌、马氏体体积率对二相亚结构和力学性能的影响以及冷形变时的成型性能。试验结果表明:随着热处理工艺的不同,改变了加热奥氏体化时的形核与成长机制,使双相钢中组成相的形貌与性能出现明显差别。铁素体相的位错密度与强度随马氏体体积率的增大而提高、但马氏体相的含碳量与强度则随马氏体体积率的增大而降低。双相钢的力学性质主要取决于两相的相对含量和组织形态。双相钢中的铁素体与马氏体的组织与性能和其单独存在时有显著差异。通常用以估计纤维增强复合材料强度的混合定律不适用于双相钢的强度计算。分析了原因并提出一个既能较好符合试验数据又能表达双相钢强度与马氏体体积率关系的数学式。从杯突与回弹试验的数据得出:当马氏体相含量在15—20%时,双相钢的强度与延塑性均比热轧状态有较大提高,同时仍保持着良好的成型性。     

稻壳固定床气化炉的最佳参数研究

用试验法在直径为16～30厘米的固定床稻壳气化炉上获得了最佳的气化强度,气化炉的净煤气效率在气化强度为100～200公斤/时·米~2时是提高的,在200公斤/时·米~2时达到最大值,本文提出了与气化炉横截面积无关的气化强度与净煤气的效率间的变化规律。     

针状铁素体/马氏体高强度低屈强比双相钢的EBSD研究

应用电子背散射衍射技术研究了具有针状铁素体/马氏体双相组织的高强度低合金钢的显微组织结构,且对其力学性能进行了检验.结果表明,这种钢种的平均晶粒尺寸达到了2μm级,属于细晶粒钢;双相组织中的马氏体相的体积分数为27.6%,铁素体相的体积分数为70.9%,且两相晶界取向差的半数为小角度晶界,有利于提高材料的塑性性能和形变能力,屈强比达到了0.674.讨论了晶粒尺寸、相体积分数和晶界取向差与材料力学性能的关系.     

马氏体基TRIP钢的组织与力学性能

在基本C-Si-Mn系TRIP钢的基础上,通过调整工艺参数获得具有马氏体基的TRIP钢,通过扫描电镜分析、透射电镜分析、电子背散射衍射分析、X射线衍射分析、单向拉伸实验等对经不同工艺处理的实验用钢的显微组织和力学性能进行了对比分析.结果表明:两相区退火温度升高,铁素体比例减少,贝氏体比例增加,残余奥氏体整体先增加后减少;在较低温度下退火时,条状铁素体合并成为块状铁素体;在较高温度下退火时,条状奥氏体合并成为块状奥氏体,随后在冷却过程中转变为马氏体或残余奥氏体;实验钢在780℃退火时,获得最佳综合力学性能,此时抗拉强度达1053MPa,延伸率达23%,强塑积达24GPa×%.一定量的细小弥散的板条残余奥氏体是实验钢获得高强塑积的主要原因.     

马氏体前组织的低合金高强度钢经临界区热处理后的组织和性能研究

本文研究了淬火前组织的30CrMnSiNi2A钢在临界区温度范围内热处理时的相变过程、组织形态及其对性能的影响。前组织为板条状马氏体的钢,在临界区温度范围内以一定的速度再加热时,当温度靠近于Ac_1的低温侧时,在原奥氏体晶界处首先形核、成长形成《球串状》的奥氏体,在原奥氏体的晶粒内,奥氏体沿着马氏体板条的周界上形核并发展为针状奥氏体和针状铁素体相间排列的〈纤维状〉二相混合组织。随着临界区加热温度的提高或保温时间的延长、针状奥氏体聚集、长大最后兼并成球状。因此,针状奥氏体只是临界区加热过程中的一种过渡性形态,在一定阶段时才出现。经临界区热处理的钢,晶粒显著细化,可达ASTM12级左右。经临界区热处理并低温回火的钢,在等强度下,室温和低温(-120℃)的冲击韧性比调质态的提高约40%,并能延缓钢的疲劳裂纹扩展的速率。适量针状铁素体的存在和晶粒的超细化是临界区热处理改善高强度钢韧性的依据。     

低合金高强度双相钢的特点和生产工艺

本文由传统的低合金高强度钢引入素体马氏体双相钢,介绍了低合金高强钢中的铁素体加马氏休双相钢的组织特点,双相钢的显徽组织主要为细晶粒铁素体和10~30%的马氏体,还可能存在少量贝氏体。对双相钢的基本生产工艺的介绍包括:传统热轧双相钢工艺以及对其组织和性能的影响,其中特别介绍了终轧温度对热轧双相钢组织细化的影响;传统冷轧双相钢的生产工艺,其中特别介绍了汽车工业中双相钢的冷轧工艺;热处理工艺对双相钢组织和性能的影响。本文就双相钢在我国和国外的应用做了简单的介绍,其中双相钢以其连续屈服,高的初始加工硬化速率,低的屈强比,以及强度和韧性的优良配合,良好的成型性等特点在汽车行业得到了大力发展,成为理想的汽车用钢板。最后对双相钢的发展做出展望。     

高强度螺栓的静拉伸断裂分析

本文用20Mn_2TiB、16CrMnB和40Cr钢制成的M24的10.9和12.9级高强度螺栓,进行静拉伸试验、偏斜角度为0°、5°和10°,测定其螺纹断裂强度和断面收缩率;对静拉伸载荷下的断裂过程、方式和特征进行宏观和微观观测分析。根据这些试验结果讨论了高强度螺栓是否要淬透问题,对ISO898/1—1978关于高强度螺栓的淬透性要求提出了商榷意见,并讨论了低碳马氏体高强度螺栓的优越性。试验结果表明:高强度螺栓断裂时,主裂纹往往在螺母下1～3扣萌生,而且裂纹沅一般是从牙沟亚表面萌生,向中心扩展的,剪切唇和稳定扩展区的总厚度一般小于螺纹内径的1/2。所以,在保证静强度满足设计要求前提下,只要获得一定层深全马氏体层,螺纹即具备良好的抗裂纹萌生和稳定扩展的能力,不必追求螺栓截面基本淬透。     

控轧控冷和回火工艺对超低碳贝氏体钢组织和性能的影响

研究超低碳贝氏体钢的控轧控冷和回火工艺对其组织及力学性能的影响.结果表明,在试验工艺下试样组织均为粒状贝氏体,且在820 ℃终轧、440 ℃回火时获得了高强度低屈强比的超低碳贝氏体钢;控轧控冷工艺可以细化贝氏体铁素体和M-A岛、降低铁素体含碳量、控制组织中软硬相的比例,从而提高材料强度、降低其屈强比.回火温度升高使贝氏体铁素体粗化、含碳量和位错密度降低、M-A岛分解成细小的板条贝氏体,并析出富铜原子团,这是材料获得高强度、低屈强比的主导因素.     

几种国产合金结构钢的断裂韧性

本文选用40CrNiMoA钢以及新型高强度低碳马氏体类钢20SiMn 2 MoVA、22CrMnSiMoVA、25 SiMn 2 MoVA等材料,在不同的热处理(回火)状态下,进行了三点弯曲断裂韧性K_(IC)的测定,对40 CrNiMoA钢还进行了V形缺口夏比冲击试验(CVN)以及预制疲劳裂纹的CVN试样的冲击试验(W/A)。试验表明,对于中碳合金结构钢,在不同热处理状态下,K_(IC)值随强度指标σ_s、σ_b的增加而降低,但K_(IC)与σ_s、σ_b并不成反比关系;对于低碳合金结构钢,在低中温回火范围内,K_(IC)值随强度的增加而增加,因此,不能认为“材料强度的提高必然会导致断裂韧性的降低”是一个普遍规律,至少,它不适用于Si—Mn系列低碳马氏体类钢。40 CrNiMoA钢的尺寸因子(K_(IC)与δ、ψ的关系曲线上出现的转折说明,过高的δ、ψ对(K_(IC)/σ_s)~2作用不大,在选择材料和制定工艺时,对δ、ψ要合理要求,以利材料强度潜力的发挥。三种新型高强度低碳马氏体类钢的试验结果指出,在淬火低温回火即保持低碳马氏体组织状态时,这类钢具有较高的强度和较高的断裂韧性,与等强度的中碳合金结构钢相比,其断裂韧性值要高得多。这类钢的推广使用将在减轻产品重量,防止脆性断裂方面发挥积极作用。试验还表明,α_k、CVN值与K_(IC)随回火温度的变化有相同的走向,W/A值与K_(IC)有较密切的关系。     

锰对热轧态双相钢显微组织和力学性能的影响

用薄晶体透射电镜研究锰对热轧空冷后低碳Si—Mn双相钢的组织和力学性能的影响。实验结果表明:钢中锰含量为1.79％时,显微组织中出现珠光体。拉伸工程应力—应变曲线有明显物理屈服延伸。钢中锰含量越少、珠光体量越多时,应力—应变曲线上屈服平台越长。锰含量大于2.09％时,轧态组织中不再出现非马氏体型转变产物珠光体。轧态组织中的马氏体岛区,由几个微区组成。这些微区分别为内孪晶马氏体区和位错板条马氏体区。     

V-N微合金化Q550D高强度中厚板

对V-N微合金化Q550D高强度中厚板进行了控轧控冷工艺试验,研究了沿厚度方向不同位置的显微组织,并测定了其综合力学性能.结果表明:V-N微合金化Q550D中厚板显微组织为多边形铁素体+针状铁素体,表面至心部的平均晶粒尺寸逐渐增大,针状铁素体的质量分数逐渐减少,20~30 nm的(Ti,V)N及小于10 nm的V(C,N)析出物弥散地分布在多边形铁素体和针状铁素体基体上;试验钢屈服强度、抗拉强度、断后延伸率、-20℃冲击功分别为651 MPa,733 MPa,18%,170 J;细晶强化、析出强化、位错强化、固溶强化、针状铁素体组织强化为主要的强化机制;晶粒细化、低C成分设计、针状铁素体组织的形成为主要的韧化机制.     

回火工艺参数对DP600热轧双相钢组织和性能的影响

采用低温回火实验模拟热轧双相钢实际生产过程中卷取后的冷却过程, 分析回火温度与保温时间对 0.09C-0.1Si-1.3Mn-0.5Cr-0.05P热轧双相钢组织及力学性能的影响.结果表明,回火过程中主要是碳原子通过扩散影响铁素体与马氏体中的微结构,从而对其组织和力学性能产生影响;200 ℃回火后双相钢基本保持原有的组织与性能,230℃以上随回火温度升高和保温时间延长,马氏体分解逐渐明显,铁素体中碳原子钉扎可动位错造成屈服现象的发生;在230~250℃温度范围回火时,保温时间的延长较温升对回火程度的影响更加明显.     

马氏体钢与高强低合金钢电阻 点焊组织结构演变分析

本文研究了马氏体钢与高强低合金钢电阻点焊接头微观组织结构演变,对厚度为1.2 mm的MS1400、HSLA420进行电阻点焊试验,通过改变焊接时间、电流、压力得到拉剪试样,利用力学性能试验机进行拉剪试验,通过产生拔出失效模式来确定较优的点焊工艺参数.分析较优参数下的焊件熔核区及两侧热影响区微观组织,发现熔核区完全马氏体化;热影响区则主要为铁素体、马氏体、粒状贝氏的混合组织;对接头进行硬度测试,发现各区域组织变化与显微硬度分布曲线基本一致.