退火温度对25Mn-3Si-3Al-TWIP钢组织和力学性能的影响

研究了不同退火温度对25Mn-3Si-3Al-TWIP钢组织和力学性能的影响.结果表明经1000℃退火后,此钢种可达到640MPa左右的抗拉强度和255MPa左右的屈服强度以及82%以上的延伸率,具有较好的综合力学性能.其室温组织为单相奥氏体基体的退火孪晶,通过TEM观察内部为大量的层错和孪晶共存结构.在随后的拉伸变形过程中产生大量形变孪晶,发生了TWIP效应——孪晶诱发塑性效应,使钢板具有优良的力学性能.     

TWIP 钢的孪晶及其对Hall-Petch关系的影响

采用背散射电子衍射、透射电子显微镜和拉伸实验等研究了退火温度对冷轧态Fe-25Mn-3Al-3Si TWIP钢微观组织及力学性能的影响,并分析了Hall-Petch关系.结果表明,完全再结晶组织由等轴晶和退火孪晶组成,再结晶晶粒平均尺寸随退火温度的升高单调增大,∑3晶界面积分数随退火温度升高而呈现波动增加,850 ℃退火1 h后∑3晶界面积分数达到44%.拉伸过程中强度与晶粒大小都服从Hall-Petch关系, 但孪晶界影响Hall-Petch关系斜率K(ε)的大小.TWIP钢K(ε)-ε关系不同于一般钢材常温下的K(ε)随ε增加单调上升,TWIP钢K(ε)随着ε的增加逐渐增大,然后出现平台,最后下降.     

保温时间和冷却方式对 Fe--28 Mn--2.8 Si--2.2 Al--TWIP钢组织和力学性能的影响

通过光学显微镜和电子背散射衍射技术研究了1000益退火温度下保温时间和冷却方式对Fe-28Mn-2.8Si-2.2Al-TWIP钢组织和性能的影响.结果表明：当保温时间为5、10和20 min时,随着保温时间的延长,奥氏体晶粒迅速长大,同时退火孪晶在晶粒内部变长、增厚,抗拉强度和屈服强度同时下降,但是延伸率变化不大.对比水冷和空冷两种冷却方式,水冷更有利于TWIP钢获得良好的力学性能,同时冷却速度对晶粒和取向有一定的影响.     

Fe-28Mn-3Si-3Al TWIP钢变形的微观组织特征

采用扫描电镜、透射电镜和电子背散射衍射技术对TWIP钢拉伸变形后的组织进行了观察和分析. 研究结果表明,热处理后的TWIP钢中存在60%的退火孪晶,变形后孪晶量减少为32%. 在拉伸过程中,具有退火孪晶的晶粒内部首先发生变形,产生的变形孪晶遗传了退火孪晶的取向. 变形过程中孪晶和位错相互作用、孪晶和孪晶相互作用以及孪晶取向改变引发滑移的综合结果使TWIP钢同时获得高塑性和高强度,因此变形过程中孪生变形是TWIP钢的主要变形机制.     

大变形轧制超细晶TWIP钢的组织及性能研究

通过大变形异步-同步轧制及随后600 ℃和700 ℃退火处理,成功制备了超细晶高锰TWIP钢,并研究了退火处理对大变形TWIP钢的组织和性能的影响.研究结果表明:经96%异步-同步大变形轧制后,材料组织显著细化,抗拉强度从621 MPa大幅提升至2 050 MPa; 经过600 ℃退火后,大变形轧制TWIP钢的组织基本完成了再结晶,材料的平均晶粒尺寸约为500 nm,抗拉强度1 079 MPa,延伸率达到了29%; 而经过700 ℃退火后,大变形TWIP钢的组织发生了完全再结晶,平均晶粒尺寸约为600 nm,抗拉强度达到了1 101 MPa,延伸率达到了54%.退火后的组织中存在大量的层错、位错胞等亚结构.相对于大变形轧制态和600 ℃退火态,700 ℃退火态的超细晶TWIP钢的优异的综合力学性能,主要源于孪晶诱发塑性变形机制及合金较低的层错能.     

退火时间对细晶高强IF钢二相粒子析出行为的影响

以细晶高强IF钢为研究对象,在退火温度850℃,不同退火时间下对实验钢进行了退火实验。采用OM观察实验钢的显微组织,采用TEM,EDX对钢中析出的二相粒子进行微观形貌观察和成分分析,得到细晶高强IF钢在退火过程中第二相粒子的析出规律。实验结果表明:细晶高强IF钢在罩式退火过程中析出大量的NbC,Nb(C,N)第二相;随着保温时间的延长,钢中析出的二相粒子有长大的趋势;不同保温时间下细晶高强IF钢的铁素体晶界附近都可以观察到PFZ的存在,PFZ的宽度随着保温时间的延长而增大。     

30Mn20Al3无磁钢加工硬化行为和组织变化

研究了30Mn20Al3无磁钢冷轧板经1 000和800℃固溶处理10 min后的拉伸变形加工硬化行为和组织结构变化.结果表明:该钢的加工硬化速率在不同变形阶段随真应变的变化呈现不同的规律,加工硬化指数随真应变增加而增加.OM和TEM观察显示,变形量小时,滑移为主要变形机制;变形量增大,变形机制以形变孪晶与位错及形变孪晶之间的交互作用为主;1 000℃固溶处理的晶粒尺寸较800℃大,变形过程中产生的形变孪晶较多,且随着变形量增加,形变孪晶可持续形成,增大了TWIP效应;晶粒尺寸减小使变形过程中的形变孪晶产生的临界应力增大,抑制形变孪晶的产生,从而减小了TWIP效应.     

两相区退火温度对2%Al冷轧TRIP钢组织及性能的影响

两相区退火温度是影响TRIP钢显微组织和力学性能的重要工艺参数之一,因此有必要优化两相区退火温度使TRIP钢获得最佳的强韧性配合。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和拉伸试验机研究了两相区退火温度对0.25C-1.5Mn-2.0Al冷轧TRIP钢显微组织和力学性能的影响。实验结果表明:在770~850℃退火并450℃贝氏体等温5 min处理后,实验钢的显微组织为铁素体、贝氏体和残余奥氏体。随着退火温度的升高,实验钢中的铁素体和残余奥氏体体积分数增加、贝氏体体积分数减少,屈服强度和抗拉强度降低。     

退火温度对超细晶中锰TRIP钢组织性能的影响

为研究连续退火工艺生产中锰TRIP钢汽车板的可行性,在钢板连续退火模拟机CCT--AY--Ⅱ上研究了590~710℃不同退火温度下保温3 min对低碳中锰钢组织性能的影响.利用扫描电镜、透射电镜、电子背散射衍射和X射线能谱分析等微观分析方法对实验钢进行了组织结构和成分表征,利用X射线衍射法测量了残余奥氏体量,通过拉伸试验机测试了钢的单轴拉伸性能.结果表明:保温3min时,随着保温温度的升高,残奥含量先增加后减少.在650℃退火时断后伸长率(21.3%)和强塑积(28GPa·%)获得最大值,抗拉强度达到1330MPa.马氏体基体通过回复,而残余奥氏体通过孪晶,获得超细晶组织.亚稳奥氏体的TRIP效应和超细晶铁素体(马氏体)共同提供了实验钢高的塑性.实验钢真实应力--应变曲线上呈现锯齿状现象,且稳定阶段加工硬化指数远高于传统TRIP钢.     

Fe-Cu合金体系中Cu析出规律

利用扫描电镜及能谱分析研究了Fe-7.8%Cu和Fe-2.1%Cu两种合金不同温度下铜的析出分布规律,以及合金中MnS夹杂物对铜析出的影响.部分试样加热到1600℃保温20 min后直接淬火得到;其他试样1 600℃保温20 min,炉冷到特定温度再保温20 min后淬火得到.结果表明:Fe-7.8%Cu合金在1600℃下淬火,含铜相在晶界、晶内均有析出;在1200℃下淬火,含铜相沿晶界析出;而1000℃淬火则有较大尺寸的ε-Cu相沿晶界析出.Fe-2.1%Cu合金在1 600℃和1 000℃下淬火,含铜相都沿晶界析出;而800℃淬火ε-Cu相在晶内析出.合金中MnS夹杂可以作为铜析出的有效形核核心.     

Effects of annealing temperature on the microstructure and properties of the 25Mn-3Si-3Al TWIP steel

Microstructures and mechanical properties of the 25Mn twinning induced plasticity (TWIP) steel at different annealing temperatures were investigated. The results indicated that when the annealing temperature was 1000℃, the 25Mn steel showed excellent comprehensive mechanical properties, the tensile strength was about 640 MPa, the yield strength was higher than 255 MPa, and the elongation was above 82%. The microstructure was analyzed by optical microscopy (OM), X-ray diffraction (XRD), and transmission electron microscopy (TEM). Before deformation the microstructure was composed of austenitic matrix and annealing twins at room temperature; at the same time, a significant amount of annealing twins and stacking faults were observed by TEM. Mechanical twins played a dominant role in deformation and as a result the mechanical properties were found to be excellent.     

改进310奥氏体不锈钢长期时效后的组织与性能

借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜以及高温、室温拉伸和硬度测试研究了实验室研发的改进310奥氏体不锈钢在700℃长期时效后的组织与性能.700℃时效1000 h后,实验钢在晶界和晶内析出了大量(Cr,Fe,Mo)23C6、(Cr,Fe)23C6、σ相和少量的χ相.析出相对实验钢的室温力学性能有明显的强化作用.强度增加,硬度升高20 Hv,同时延伸率仍保持在30%以上.高温下,析出强化效应减弱,延伸率轻微下降.通过断口表面和剖面观察发现,时效1000 h后,实验钢的高温拉伸断口为韧性断裂,未观察到裂纹和孔洞;而室温拉伸断口为脆性断裂,断口附近则观察到σ相中出现裂纹和孔洞.从σ相的脆-韧转变和实验钢基体的室温和高温强度的不同,讨论了在室温拉伸过程中产生裂纹和孔洞的原因,以及时效对室温和高温力学行为的不同影响.     

ZTM630镁合金双级时效实验研究

通过改变Mg-6Zn-3Sn-0.5Mn合金终时效时间,利用金相显微镜、扫描显微镜、透射电子显微镜观察挤压态ZTM630合金在双级时效后的微观组织特征。结果表明,该合金比较适宜的双级时效参数为90 ℃×12 h+180 ℃×8 h,在该参数下合金的抗拉强度、伸长率分别为383.1 MPa、7.667%。双级时效之后,在基体与晶界处都有弥散细小的析出相析出,主要为Mg2Sn、MgZn2相化合物。在拉伸过程中弥散细小析出相的析出强化作用和阻碍晶粒移动产生的强化作用,使得合金的力学性能更优。     

700 MPa冷轧低合金超高强钢的典型连续退火工艺

为了开发新一代冷轧低合金超高强钢,利用连续退火实验机对Ti-0.12%、Nb-0.076%的冷轧低合金超高强钢进行连续退火实验,设计了760~830℃四种不同退火温度,研究了退火温度对实验钢的相组成、晶粒尺寸和力学性能的影响.在800℃退火、400℃过时效的条件下,可得到铁素体和少量贝氏体的组织,铁素体晶粒尺寸约为1.4μm,屈服强度可达700 MPa.同时利用扫描电镜和透射电镜观察到钢中存在大量纳米尺寸的亚晶结构、少量位错以及纳米级的Ti、Nb的析出物,这些微结构单元对强度有较大的提升作用.     

淬火温度对12Cr14Ni2不锈结构钢组织及力学性能的影响

使用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)及透射电镜(TEM)分析研究了淬火温度对12Cr14Ni2索氏体不锈结构钢的显微组织和力学性能的影响.结果表明:热轧后的实验钢板经 900~1050℃保温0.5h淬火及710℃高温回火2h热处理后,均可以获得细小均匀的回火索氏体组织;回火索氏体晶界处存在大量直径100~200nm的富含Cr的M₂₃C₆型析出相;随着淬火温度从900℃升高到1050℃,淬火后奥氏体晶粒尺寸逐渐增大,进而导致热处理后的回火索氏体组织粗化;实验钢强度先减小后增大,延伸率和冲击功均先增加后降低;在最佳淬火温度950℃时,实验钢抗拉强度为767MPa,屈服强度为588MPa,断后延伸率为22%,在20℃时冲击功达107J,综合力学性能优异.     

钒对高铁制动盘钢中碳化物析出及力学性能的影响

随着列车时速不断提高,制动盘承受的热负荷不断增大,这对制动盘材料提出了更高的要求.为了提高制动盘钢的机械性能及耐热疲劳性,钒元素被添加到制动盘钢中.本文研究了不同淬火温度时V含量对Cr-Mo-V系制动盘钢组织及力学性能的影响,并通过Thermo-Calc热力学软件、碳复型、透射电镜、能谱分析等方法对不同V含量时析出相的演变规律进行研究.结果表明,增加钒含量使高温析出的V(C,N)含量增加,细化奥氏体晶粒和回火马氏体组织.淬-回火态析出相主要为V(C,N)、(Mo,V)C、M7 C3和M23 C6.随钒含量增加,大尺寸M23 C6和M7 C3的析出被抑制,对韧性损害降低;小尺寸(Mo,V)C含量增多,析出强化效果增强.淬火温度为880～900℃时,增加钒含量能细化马氏体和减少大尺寸碳化物,弥补了析出强化对韧性的损害,故冲击功变化不大.淬火温度为920～940℃时,提高钒含量促使(Mo,V)C量急剧增加,冲击功快速下降.实验钢淬火温度不应超过900℃.     

时效对10Ni10Mn2CuAl钢组织及性能的影响

基于富Cu相和NiAl(Mn)相复合沉淀析出强化的方式设计了一种新型高强度舰船用钢10Ni10Mn2CuAl,探究了时效处理工艺对10Ni10Mn2CuAl钢的组织及性能的影响.采用Thermo-Calc软件对析出相析出温度和含量进行理论计算,采用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)对基体典型夹杂及对时效处理后组织进行了分析,并进行了性能测试.研究结果表明:钢中富Cu相析出温度区间为300~606℃,最高质量分数为1.41%.随时效时间增加,马氏体板条呈现粗化到细化演变,硬度增加到峰值后趋于稳定.随时效温度升高加速析出相析出过程,硬度达到峰值的时间缩短.在最佳热处理工艺下(500℃时效24h),实验钢屈服强度为1435.51MPa,抗拉强度为1555.42MPa,延伸率为8%,综合性能达到最优.     

Preparation and thermoelectric properties of p-type Bi0.52Sb1.48Te3 + 3% Te thin films

Thin films of p-type Bi0.52Sb1.48Te3 + 3% Te were deposited on glass substrates by flash evaporation.X-ray diffraction and field-emission scanning electron microscopy were performed to characterize the thin films,and the effects of preparation and annealing parameters on the thermoelectric properties were investigated.It was shown that the power factors of the films increased with increasing deposition temperature.Annealing the as-deposited films improved the power factors when the annealing time was less than 90 min and the annealing temperature was lower than 250℃.A maximum power factor of 10.66 μW cm-1 K-2 was obtained when the film was deposited at 200℃ and annealed at 250℃ for 60 min.     

Effect of long-term aging treatment on the tensile strength and ductility of GH 605 superalloy

Aging treatment is an effective way to optimize the mechanical properties of Co-based superalloys. In this study, commercial GH 605 superalloy was subjected to aging treatment at 650 ?°C in a wide time range up to 1000 ?h. The effects of aging time on the tensile characteristics, microstructure evolution and mechanical properties were systematically investigated at room temperature (RT) and 900 ?°C. The results showed that the volume fractions of M₆C and M₂₃C₆ carbide increased with the aging time. After long-term aging treatment, the yield strength (YS) at RT was enhanced from 490.3 ?MPa to 805.9 ?MPa, while the alloy still had high tensile ductility (above 20%). Microscopic observations by transmission electron microscopy (TEM) indicated that the strengthening mechanism was related to carbide precipitation inside the grains and the change in the dislocation slipping mode. Moreover, long-term aging treatment can increase the elongation from 24.1% to 47.3% at 900 ?°C accompanied by a slight increase of YS from 299.3 ?MPa to 313.9 ?MPa. Based on detailed microstructure analysis the strengthening mechanism can be attributed to the refined grains as well as carbide precipitation inside the grains and around the grain boundaries.