65Cr4W3Mo2VNb钢马氏体和析出相电镜分析

本文应用JEM-100CX Ⅱ透射电子显微镜研究了65Cr4W3Mo2VNb钢退火,不同温度淬火和回火的高倍微观形貌与相结构,讨论了合金组织和性能的关系。 一、实 验 方 法1.试验用钢及热处理 经化学分析确定,试验用钢成分为:碳0.65%,铬4.13%,钨3.32%,钼1.94%,钒0.97%,铌0.26%,硅0.25%,锰0.19%,磷0.009%,硫0.007%. 纲材在1150—1170℃加热,1100℃始锻,锻后埋沙缓冷。球化退火工艺为:860±10℃保温3h,炉冷至740±10℃等温6h,炉冷到500℃后出炉空冷,退火硬度为HB217.2.电镜样品制备 试验样品用电火花机床切割厚度为200—500μm的薄片,机械减薄至70—10…     

油套管钢在氯化钙溶液中腐蚀及缓蚀性能研究

为了获得普通碳钢在常规压井液中腐蚀性,并找到一种腐蚀控制途径,利用失重法和电化学方法研究了N80、P110钢在1.35 g/cm³ CaCl₂溶液中不同温度、高温高压,缓蚀剂种类、用量等条件下的腐蚀及缓蚀行为。实验结果表明,随温度的升高N80和P110钢腐蚀加剧,在常压60~80℃,普通碳钢自腐蚀电流密度从10^-6 A/cm²增加到10^-5 A/cm²;4 MPa条件下,温度从90℃升高至150℃时,腐蚀速率增大了1个数量级;80℃下,WLD31A用量仅为30 mg/L时,对N80缓蚀效率可达95.51%,P110钢缓蚀效率可达93.11%;在60~80℃,升高温度有利于提高WLD31A缓蚀效果,N80钢缓蚀效率从88.08%增加到96.51%,P110钢缓蚀效率从61.38%增加到93.11%。     

690MPa级海洋平台用特厚齿条钢的回火稳定性

研究了长时间回火(2,4和8h)对海洋平台用齿条钢A514 GrQ显微组织及力学性能的影响.结果表明,回火过程中,淬火态马氏体板条组织发生回复,C,Cr,Mo和V等元素扩散,析出MC,M₂C和M₂₃C₆型碳化物,回火2h后碳化物类型趋于稳定,并发生Ostwald熟化现象;随着回火时间的增加,实验钢的抗拉强度由淬火态的1100MPa逐渐降低到回火8h时的813MPa,屈服强度由淬火态的931MPa逐渐降低至回火8h时的725MPa;淬火态实验钢回火2h后,-60℃冲击功由淬火态的187J增加至238J,继续增加回火时间,冲击功趋于稳定,约为245J;延伸率由淬火态的15.2%增加至回火2h时的16.7%,并且随着回火时间的增加,升高至回火8h时的19.5%.实验钢在600℃回火2~8h过程中,具有良好的回火稳定性和强韧性匹配,最佳回火时间为2h.     

硼化钽（TaB）高温高压烧结体硬度的研究

采用国产DS6×800T铰链式六面顶压机技术,对过渡金属TaB粉末进行了高温高压烧结,并采用金刚石菱形压痕法对TaB维氏硬度进行了测量.在加载负荷为29.4N时,烧结压力为4GPa,烧结温度分别为900和1100℃时,测试得到TaB陶瓷的硬度分别为7.7±0.4和10.5±0.7GPa.说明在同一压力条件下,温度越高致密性越好,通过阿基米德法,计算得到了TaB的相对密度为13.5g/cm3.     

固溶处理对Fe-Mn-Al-C钢组织及力学性能的影响

通过XRD,OM,SEM,EDS,EPMA表征了不同铝质量分数(6%,8%,10%)的铸态Fe-Mn-Al-C钢经过不同温度固溶处理1 h后的组织,并对其性能进行了研究,结果表明:不同铝质量分数的Fe-Mn-Al-C钢的硬度经900、950、1 000℃固溶处理后,随固溶温度的升高硬度均表现为先增加后降低.3种钢的硬度在950℃固溶处理时表现为最大值,分别为240、298、337 HV.固溶温度升高时,3种铝质量分数的Fe-Mn-Al-C钢组织中铁素体相体积分数增加,奥氏体相的形貌发生变化;w(Al)=6%的Fe-Mn-Al-C钢的抗拉强度随固溶温度的升高而增大,1 000℃时达到最大值455 MPa;w(Al)=8%的Fe-Mn-Al-C钢抗拉强度随固溶温度升高而降低,但较铸态有所提高;900℃固溶时达到最大值504 MPa.     

纳米结构碳化钽在超高压力下硬度的研究

通过利用国产DS6×800T铰链式六面顶压机装置高温高压烧结了纳米结构的碳化钽样品,研究和表征了纳米结构碳化钽在超高压力下的物性行为。样品在3 GPa/1 500℃下进行烧结,其相对密度为93%。实验结果表明超高压力更有利于样品的致密化,并且可以降低烧结温度。通过烧结实验,得到了纳米结构碳化钽在压力为3 GPa时的维氏硬度为17.2 GPa,平均断裂韧度为(5.0±0.2)MPa m1/2。     

固溶温度对Fe-20Mn-9Al-1.2C低密度钢组织性能的影响

为了达到低密度高强钢优异强韧性结合的目的，设计了一种低密度高强钢Fe-20Mn-9Al-1.2C,经冶炼、锻造和热轧后在900,950,1 000,1 050℃下分别进行固溶处理，保温24 min,并快速水淬，采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子探针(EMPA)等试验方法研究固溶温度对试验钢组织性能的影响.结果表明：所设计的新型低密度钢的密度为6.826 g/cm³,比常规钢的密度降低约13%.当固溶温度为1 000℃,低密度钢的综合力学性能最佳，其抗拉强度可达1 065 MPa,屈服强度为937 MPa,延伸率为65.3%,强塑积可达69.5 GPa·%,-40℃冲击功(V型缺口)为49 J.     

热循环对Ti(C, N)p/Ni材料组织和力学性能的影响

为探索铜合金热挤压用耐热模具材料的生产工艺,将粉末用机械球磨法混合,在石墨模中于1 300～1 350 ℃时热压制备了Ti(C, N)p/Ni复合材料试样,并对试样进行了热循环处理,在900 ℃加热1 h,再在室温下冷却1 h为1个热循环周期,测定了试样的抗弯强度、硬度和内应力,并结合复合材料试样的显微组织变化情况分析了热循环处理对复合材料的抗弯强度、硬度和内应力的影响.结果表明,热循环次数从0次增加到200次,复合材料的抗弯强度从2.38 GPa降低到1.78 GPa;内应力由循环50次时的20 MPa减小到热循环100次时的5 MPa;HRA硬度平均值为80.85,硬度基本保持不变.这表明,用石墨模具热压法制备耐热金属陶瓷颗粒复合材料是可行的,为耐热模具材料的工业生产提供了参考.     

25Cr5MoA钢/微合金钢/Q235钢的复合轧制

将25Cr5MoA钢/微合金钢/Q235钢板复合板坯加热到轧制温度950～1100℃,经保温后轧制1道次,压下量为50%～65%,制成25Cr5MoA钢/微合金钢/Q235钢热轧复合板试样.利用剪切实验方法测定了复合板材的界面结合强度,通过光学显微镜观察结合界面的组织.结果表明:当轧制温度为1000～1100℃时,25Cr5MoA钢/微合金钢/Q235钢能有效复合;压下量对25Cr5MoA钢/Q235钢复合板界面结合强度有一定的影响,当压下量达到一定程度后,随着压下量的增加,复合板的结合强度逐渐降低;轧制温度对25Cr5MoA钢/微合金钢/Q235钢复合板界面结合强度影响很大,在道次压下量一定的情况下,随着轧制温度的升高,复合板的结合强度逐渐升高.在1100℃的轧制温度和50%压下量的轧制条件下结合强度达到最大值.     

SmCoO3钙钛矿氧化物的高压高温合成及其物性

采用高压高温方法合成钙钛矿型SmCoO₃氧化物, 利用XRD,Raman,电导率和热膨胀测试对样品的结构及性能进行表征. 实验结果表明, 在2.75~4.20 GPa, 1 061 ℃附近, Co₂O₃和 Sm₂O₃发生固相反应形成SmCoO₃, 但反应不完全. 单相SmCoO₃较好的合成条件为3.90 GPa和1 061 ℃左右. 室温Raman谱观察到单相样品中只有SmCoO₃正交相的特征峰. SmCoO₃样品在327 ℃以下为绝缘体, 在327 ℃以上电导率随温度升高而增加. 热膨胀系数在100~800 ℃呈线性变化.      

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.     

Fe-Mn-1.6 Ni-C水电用钢板轧后 直接淬火和回火工艺

通过Fe-Mn-1.6Ni-C钢板控制轧制、轧后直接淬火和560~710℃回火调质处理实验,研究了轧后直接淬火态和回火态的组织与性能变化.结果表明,轧后直接淬火得到组织细小的板条马氏体,固溶强化作用提高了其抗拉强度.经过回火热处理后,碳化物的析出及其对位错的钉扎作用,降低了钢的抗拉强度,提高了钢的屈服强度.随着回火温度的升高,碳化物聚集长大,铁素体发生回复与再结晶,造成强度下降以及冲击韧性提高.当回火温度高于A_○c1时,粗大的碳化物极易引起裂纹形核,破坏钢的冲击韧性.Fe-Mn-1.6Ni-C钢最优的回火温度为680℃,屈服强度为963MPa,抗拉强度为988MPa,延伸率为20.0%,-60℃冲击功为142J.     

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.     

w(Co)对CB2钢显微组织和力学性能的影响

为研究w(Co)对CB2钢微观组织和力学性能的影响，调整CB2钢中w(Co)为0.5%，1.0%，1.5%，2.0%和3.0%.利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、室温拉伸等检测方法研究w(Co)对试验钢微观组织和力学性能的影响规律，结合Thermo-Calc和JMatpro-7.0模拟结果解释其影响机理.研究发现:w(Co)增加提高铬当量的值，使试验钢中δ铁素体含量减少，当w(Co)增加到1.5%时，δ铁素体基本消失;材料的抗拉强度随w(Co)的增加而增加，而延长率则先增加后降低;结果表明，w(Co)为1.5%时综合性能较好，即抗拉强度达到805.13MPa，延长率达到20.4%，布氏硬度为260.     

热等静压316L不锈钢致密体的组织与性能

采用热等静压方法对气雾化316L奥氏体不锈钢粉末致密化,用箱式电阻炉对致密体进行了固溶处理,研究了固溶前后致密体的显微组织和力学性能,并对其拉伸断口形貌进行了分析．结果表明：热等静压态致密体密度接近理论全致密,内部组织为细小的奥氏体,存在较多的碳化物,抗拉强度、屈服强度分别达到595．3MPa和263．3MPa,延伸率为58．3％,硬度为HBS152．3;固溶处理使致密体强度和硬度降低,塑性增加,且随着固溶温度的提高,强度迅速降低,塑性明显提高,最佳固溶温度为1050℃;在固溶温度为1050℃和水冷的情况下,最佳保温时间为20min;固溶处理前后拉伸试样断口呈现明显的韧性断裂,固溶韧性好于固溶前的,均高于热轧态产品的韧性．     

AISI304/低碳钢真空扩散焊接头组织和性能

采用真空扩散焊接方法连接AISI304奥氏体不锈钢和低碳钢异种材料.在焊接温度和焊接压力恒定的条件下,研究焊接时间对ASTM304/低碳钢异种材料扩散焊接头组织和性能的影响.研究结果表明:在焊接温度850℃,焊接压力10 MPa,焊接时间60 min条件下AISI304奥氏体不锈钢/低碳钢异种材料实现了良好的扩散结合,其强度和韧性均超过低碳钢母材水平.接头抗拉强度达到440 MPa,拉伸断裂发生在低碳钢一侧.在扩散焊高温环境下,界面附近有碳化物偏析现象,析出相为脆硬的Cr23C6,脆硬相的出现导致界面韧性下降,延长焊接时间可有效避免有害化合物Cr23C6的析出,冲击韧性达到120.5 J/cm2,冲击断口在低碳钢一侧.     

镁元素对挤压高铝锌合金的组织与性能的影响

研究了镁元素对挤压高铝锌合金的组织和力学性能的影响,结果表明：与未加镁的合金相比,加入0.015%Mg,合金挤压态的抗拉强度从366 MPa提高到467 MPa、布氏硬度从HB91提高到HB114,伸长率从43.6%降低到27%;在320 ℃×2 h固溶处理水淬室温自然时效状态下,合金的抗拉强度从389 MPa提高到488 MPa,布氏硬度从HB107提高到HB139,伸长率从41%降低到28.3%;镁元素影响过饱和β相转变和分解产物形态,能阻碍合金的共析分解和室温时效脱溶析出。     

两相区退火温度对高铝低硅TRIP 钢组织性能的影响

对高铝低硅TRIP钢进行两相区退火,通过分析退火后实验钢的微观结构和力学性能,建立了加工硬化指数与相组成的关系,探讨了残余奥氏体稳定性对力学性能的影响.结果表明,随着两相区退火温度的升高,实验钢中贝氏体含量逐渐降低,残余奥氏体含量先增大后降低,并在930℃退火时达到最大.随着两相区退火温度的升高,实验钢的抗拉强度逐渐降低,延伸率先增大后降低,930℃退火时抗拉强度为665MPa,延伸率达到最大,为30%,强塑积约为20GPa·%.EBSD统计和拉伸试验的结果表明,两相区退火温度为930℃时,残余奥氏体稳定性适中,从而在拉伸过程中不断地提供加工硬化,推迟颈缩的发生,大幅度提高塑性.     

时效温度对890MPa级含铜钢组织与性能的影响

根据纳米析出强化机制,设计了一种屈服强度为890MPa的超高强海洋工程用钢——NEU890钢.在相同固溶条件下,研究了时效温度对NEU890钢显微组织、室温拉伸性能、-40℃ Charpy冲击功的影响.用透射电子显微镜分析纳米级析出相分布,并计算出其强度贡献值.结果表明,固溶态试样屈服强度为852MPa,500℃时效屈服强度达到峰值1026MPa,呈现典型时效析出强化特征.NEU890钢的脆性时效温度区间为300~500℃.当时效温度为550~600℃时,NEU890钢的屈服强度为994~910MPa,-40℃冲击功为108~166J,可满足EQ91钢拉伸和冲击性能指标要求.