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。     

GCr15钢M-B复相组织的强韧性研究

研究了连续淬火和等温淬火热处理工艺对GCr15轴承钢淬火组织、钢硬度、冲击韧性和抗拉强度的影响.结果表明,等温淬火工艺获得的M-B复相组织(马氏体-下贝氏体复相组织)比连续淬火获得的单一片状马氏体组织具有更好的强韧性能.在等温淬火工艺的加热和等温温度不变条件下,等温时间对M-B复相组织及强韧性能有较大影响.     

SiMnCr系高强度钢组织转变研究

对SiMnCr试验用钢,分别进行了淬火、等温淬火和空冷处理,并分别利用金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜进行了显微组织观察,测定了CCT曲线.淬火态下获得板条马氏体和其间的残余奥氏体薄膜组织,等温淬火得到准贝氏体组织,锻造空冷状态下得到以板条马氏体为主含贝氏体和少量位于板条间界的残余奥氏体薄膜复合组织,经300℃回火,无渗碳体析出.     

轴承钢马氏体等温处理的研究

本文研究了 GCr15轴承铜在马氏体相变开始温度(Ms)以下不同温度进行等温时,淬火钢的相变过程、显微组织和力学性能。GCr15轴承铜在 Ms 温度以下不同温度与不同时间等温淬火后淬火铜的组成相是:变温马氏体、贝氏体、残留奥氏体和未溶碳化物。未观察到等温马氏体组织。未溶碳化物的量不变,变温马氏体的体积比随着等温温度的降低而增大,贝氏体和残留奥氏体的体积比则随等温温度的降低或等温时间的缩短而减少。等温后冷却时形成的变温马氏体的板条尺寸减小并细化了马氏体的领域。力学性能的测定结果表明:与普通淬火钢相比,经220℃马氏体等温淬火钢的强度提高一倍,冲击值提高近五倍,达到强韧性的最佳配合。此外,220℃马氏体等温淬火钢的接触疲劳寿命亦比普通淬火、回火钢有提高。对于力学性能的改善,从显微组织因素作出了解释。     

制备共析钢典型贝氏体教学试样的工艺研究

本文研究了影响共析铜等温淬火的诸因素:材料成分、加热温度、等温温度、等温时间以及淬火介质等.尔后,对T8钢制备典型贝氏体教学试样的等温淬火工艺进行了优化设计,建立了高温加热、双浴冷却的等温淬火工艺,从而制备了较为典型的上贝氏体和下川氏体教学试样.     

70Si3Mn钢中无碳化物贝氏体组织及其性能研究

70Si3Mn钢是传统的弹簧钢,其常规热处理工艺是油淬后中温回火得到屈氏体组织。本文对70Si3Mn钢进行等温淬火处理获得无碳化物贝氏体组织,比较了其经不同温度等温淬火处理后的组织与力学性能,并对其耐磨性进行了研究。结果表明,70Si3Mn钢在Ms以上10~30℃等温可得到无碳化物贝氏体组织,该组织由厚度为160 nm的贝氏体铁素体板条和残余奥氏体薄膜组成,它具有较高的强度和硬度、高的塑性和韧性等优异的综合力学性能,同时具有较好的耐磨性。     

SiMnCr系高强度钢组织转变研究

对SiMnCr试验用钢，分别进行了淬火、等温淬火和空冷处理，并分别利用金相显微镜，扫描电子显微镜和透射电子显微镜进行了显微组织观察，测定了CCT曲线，淬火态下获得板条马氏体和其间的残余奥氏体薄膜组织，等温淬火得到贝氏体组织，锻造空冷状态下得到的以板条马氏体为主含贝氏体和少量位于板条间界的残余奥氏体薄膜复合组织，经300℃回火，无渗碳体析出。     

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.     

等温淬火工艺对超高强贝氏体钢组织性能影响

针对低碳超高强贝氏体钢在不同等温淬火工艺下的组织和力学性能演变规律进行研究.结果表明:与一阶段等温淬火工艺相比,两阶段工艺下组织中贝氏体量增加,马氏体量相对减少,致使实验钢的屈服强度高达1178MPa,提高58%,延伸率从7.7%升高到14.4%,单位冲击韧性达到66J/cm²,提升16%.对比研究不同等温淬火工艺下实验钢的强塑性匹配发现,两阶段工艺A₃(240℃等温2h后再270℃等温1h)条件下实验钢的强塑积可达21888MPa·%.通过两阶段工艺,可消除实验钢中由于Mn元素偏析造成的马氏体带,获得相对均匀的贝氏体组织,从而使得实验钢的强度和韧性同时提高.     

低温贝氏体转变对渗碳纳米贝氏体轴承钢表层组织与性能的影响

本文设计了一种高碳钢,用于模拟轴承用渗碳纳米贝氏体钢表层的高碳层,并研究了随等温时间延长,其组织演变和力学性能变化规律。结果表明,当试验钢在200℃等温淬火时,贝氏体转变结束时间为48 h。随着等温时间的延长,马氏体含量降低,贝氏体铁素体含量升高,残余奥氏体含量先升高后降低,并在8 h时达到最高值,约为34.5%。贝氏体板条平均厚度约为69 nm。随等温时间的延长,试验钢的硬度先降低后升高,冲击韧性先升高后降低,且均在8 h等温时间条件下获得极值,硬度为最低值58.4HRC,冲击韧性为最高值101 J/cm~2。由于采用无缺口冲击试样,显著削弱了块状残余奥氏体对冲击韧性的消极影响,导致本文中冲击韧性与残余奥氏体含量呈现完全正相关的规律。     

调质低碳贝氏体钢的组织和性能

研究了C--Mn--Mo--Cu--Nb--Ti--B系低碳微合金钢915℃淬火和490～640℃回火的调质工艺对钢的组织及力学性能的影响.用扫描电镜和透射电镜对实验钢的组织、析出物形态和分布以及断口形貌进行观察,采用X射线衍射仪分析钢中残余奥氏体的体积分数.结果表明:调质后,实验钢获得贝氏体、少量马氏体及残余奥氏体复相组织,贝氏体板条宽度只有250 nm,残余奥氏体的体积分数随着回火温度的升高而降低,经淬火与520℃回火后残余奥氏体的体积分数为2.1%.调质后析出物的数量激增,6～15 nm的析出物占70%以上.实验钢经过915℃淬火与520℃回火后,其屈服强度达到915 MPa,抗拉强度990 MPa,-40℃冲击功为95 J.细小的析出物及窄的板条提高了钢的强度.板条间有残余奥氏体存在,改善了实验钢的韧性.     

纳米贝氏体的热力学分析及强韧化研究

针对目前高碳高硅低温贝氏体(纳米结构贝氏体)相变速度缓慢的现状,采用贝氏体相变热力学理论分析主要合金元素对低温贝氏体相变驱动力的影响,设计了新型纳米结构贝氏体钢成分0.83C-2.44Si-0.43Mn-0.73Al.利用膨胀仪研究该成分贝氏体钢在不同温度下的相变整体动力学,综合使用扫描电子显微镜、X射线衍射、电子背散射衍射等方法研究热处理工艺对实验钢组织和力学性能的影响.结果表明,350益等温转变贝氏体的抗拉强度为1401 MPa,延伸率为42.21%,强塑积可达59136 MPa·%,在室温拉伸过程中发生明显的相变诱导塑性效应;230益等温转变组织中贝氏体铁素体片层厚度小于100 nm,抗拉强度达2169 MPa.     

Experimental study on 830 MPa grade pipeline steel containing chromium

The diversity of microstructure and properties of 830 MPa grade pipeline steel containing chromium was investigated by optical microscope and transmission electron microscopy. The main microstructures were multiple configurations, containing lath bainite and granule bainitc. Mechanical properties test results showed that the yield strength and tensile strength improved with increasing chromium content. The toughness and elongation decreased at the same time, so temper process was introduced. Appling proper temper parameters, the values of toughness and elongation were improved dramatically, and the strength decreased slightly.     

新一代热轧TRIP钢的研究

对热轧后等温淬火的热轧Si-Mn TRIP钢进行了研究,通过对该钢的组织性能检测,讨论了其相变诱发塑性(TRIP)机制.结果表明:热轧Si-Mn TRIP钢中发生了残余奥氏体的应变诱导马氏体相变,表现出抗拉强度和总延伸率的良好配合.残余奥氏体的稳定性随等温保温时间的增加而增加,进一步增加等温时间则又使残余奥氏体稳定性降低.等温25 min时力学性能最佳,抗拉强度、总延伸率和强韧性平衡分别达到了774 MPa,33%和25 542 MPa%的最高值.     

均匀化退火和锻造对双相耐磨钢强韧性的影响

研究了一种低合金双相耐磨钢经均匀化退火和锻造处理后的微观组织和强韧性能.结果表明:经980℃均匀化退火4,8 h和1 150℃锻造处理后,实验钢显微组织主要为板条状马氏体、针状贝氏体及少量残余奥氏体,锻造处理后的晶粒度最小为7.0~7.5级,均匀化退火处理后的晶粒度最大为6.5~7.0级.均匀化退火的保温时间是影响双相耐磨钢力学性能的主要因素,实验钢保温4 h时的冲击韧性和延伸率值高于保温8 h的值.锻造比均匀化退火更适宜于提高低合金双相耐磨钢的强韧性,优化工艺为始锻温度1 150℃、终锻温度800℃、锻造比2.     

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.     

Effect of prolonged isothermal heat treatment on the mechanical behavior of advanced NANOBAIN steel

The microstructural evolution and consequent changes in strength and ductility of advanced NANOBAIN steel during prolonged isothermal heat-treatment stages were investigated. The microstructure and mechanical properties of nanostructured bainite were not expected to be influenced by extending the heat-treatment time beyond the optimum value because of the autotempering phenomenon and high tempering resistance. However, experimental results indicated that the microstructure was thermodynamically unstable and that prolonged austempering resulted in carbon depletion from high-carbon retained austenite and carbide precipitations. Therefore, austenite became thermally less stable and partially transformed into martensite during cooling to room temperature. Prolonged austempering did not lead to the typical tempering sequence of bainite, and the sizes of the microstructural constituents were independent of the extended heat-treatment times. This independence, in turn, resulted in almost constant ultimate tensile strength values. However, microstructural variations enhanced the yield strength and the hardness of the material at extended isothermal heat-treatment stages. Finally, although microstructural changes decreased the total elongation and impact toughness, considerable combinations of mechanical properties could still be achieved.     

预变形方式对微合金钢中贝氏体热稳定性的影响

采用光学金相、硬度测量结合透射电镜观察,研究了经过弯曲或扭转变形的含铌微合金钢在等温受热时的组织稳定性问题. 研究发现:弯曲与扭转变形都可以大幅度提高微合金钢的硬度;在随后的550℃等温受热过程中,弯曲变形区的硬度迅速下降,同时伴随贝氏体向平衡组织的演变;而扭转区在等温过程中的硬度始终高于未变形区,同时钢中贝氏体组织基本得以保持. 扭转应变量越大,硬化效果越强,并且在随后的等温受热过程中能保持这种硬度上的优势. 弯曲与扭转变形均导致贝氏体板条内位错密度显著增加. 弯曲变形区的位错分布不均匀,其中的低位错密度区易于在随后的等温受热过程中演变为平衡组织多边形铁素体的形核核心;而扭转变形区内位错分布均匀,并且在随后的等温受热过程中位错分布不发生显著改变. 这些结果表明,不同的冷变形方式对微合金钢中贝氏体热稳定性的影响存在显著差异.     

不同工艺低碳Nb-B贝氏体钢组织性能

对一种不添加其他微合金元素的低碳Nb-B微合金贝氏体钢在不同工艺的组织和力学性能进行研究.结果表明,终轧温度为850℃,冷却速度10℃/s左右,终冷温度560℃时,实验钢的屈服强度和抗拉强度分别为495和720MPa,-20℃冲击功和延伸率分别为159 J和23%,实验钢组织为粒状贝氏体和准多边形铁素体;终冷温度降至480℃,实验钢组织为粒状贝氏体,屈服强度和-20℃冲击功分别提高51 MPa和93 J;终轧温度降至810℃时,屈服强度相对增加24MPa;冷却速度增大到25℃/s,组织为粒状贝氏体、少量的针状铁素体和板条贝氏体,屈服强度和抗拉强度分别为655和777 MPa,而-20℃冲击功和...     

Structural refinement of 00Cr13Ni5Mo2 supermartensitic stainless steel during single-stage intercritical tempering

The 00Cr13Ni5Mo2 supermartensitic stainless steel was first tempered at 570–730℃ for 2 h to observe the microstructure and hardness changes. The tempering temperature was set to 600, 650, and 700℃, which is below, equal to, and above the austenite transformation start temperature, respectively, for each holding period to investigate the effects of tempering time on the structure and properties of the steel. The microstructure of the specimens was examined by optical microscopy and transmission electronic microscopy, and the phase composition was detected by X-ray diffraction. As expected, lath refinement was observed in the steel tempered at 700℃, and the refinement degree significantly depended on the tempering time. Contrary to normal steel softening by tempering, the hardness performance of the steel was significantly enhanced primarily because of the refinement of martensite laths after single-stage intercritical tempering. It is believed that the reverse transformation of martensite (α′) to austenite (γ) is responsible for the refinement.