热输入对Q420FRE钢焊接热影响区组织和力学性能的影响

采用全自动埋弧焊法研究不同热输入对智能型耐火钢Q420FRE焊接热影响区微观组织和力学性能的影响。结果表明,随着焊接热输入的增大,熔合线及粗晶区组织没有明显粗化,组织类型及组成也没产生明显变化,均由粒状贝氏体和少量针状铁素体组成;细晶区组织为铁素体和珠光体;未相变区组织为粒状贝氏体和针状铁素体。随着热输入的增加,在热影响区Q420FRE钢表现出一定程度的软化,软化区域向母材方向推移并稍有扩大。热影响区Q420FRE钢的高温屈服强度和拉伸强度以及低温冲击韧性随焊接热输入的增加而降低,而其低温冲击韧性在-40℃低温下仍保持在240~330J的高水平。     

Nb微合金化对低合金高强钢耐海水腐蚀性能的影响

利用室内模拟海水加速腐蚀试验及电化学分析,研究了Nb微合金化对Cu-Cr-Ni-P系低合金高强钢耐海水腐蚀性能的影响。结果表明,含Nb钢与不含Nb钢组织均由铁素体和珠光体构成,但Nb微合金化后钢中珠光体组织减少且晶粒细化明显,其在模拟海水介质中的平均腐蚀速率与不含Nb钢相比,降低了约12%,阳极腐蚀电流密度也有所降低。由此可见,在Cu-Cr-Ni-P系低合金高强钢中加入Nb元素有助于提高其耐海水腐蚀性能。     

Al对高碳钢连续冷却转变行为的影响

通过热处理试验结合热力学与动力学计算,研究连续缓慢冷却过程中Al元素对高碳钢组织转变的影响。结果表明,未添加Al的高碳钢中,显微组织由马氏体及残余奥氏体组成,含1.37%Al的高碳钢中出现了体积分数为5.1%的珠光体组织,且宏观硬度降低了约0.8HRC,这是由于Al的加入能使高碳钢的共析点向高温高碳方向移动,提高了珠光体转变的临界冷却速度及相变开始温度,加速了珠光体组织的形成。     

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。     

NM400耐磨钢的冲蚀磨损与搅拌磨损特性研究

以NM400耐磨钢板为研究对象,实验模拟其在实际工况下的磨损方式,结合失重分析及磨损表面观察,研究试验材料在冲蚀磨损及搅拌磨损下的耐磨机理。结果表明,试验钢的组织主要为板条马氏体及分布在板条上的碳化物颗粒;在大角度冲蚀磨损中,NM400耐磨钢的磨损主要为塑性变形产生的冲蚀坑,且其在低冲击压力下表现出较好的耐磨性能;在搅拌磨损中,NM400耐磨钢的磨损主要是微切削产生的犁沟。     

回火温度对超高强韧船体结构钢力学性能的影响

借助OM、SEM、EBSD及力学性能测试等手段,研究了回火温度对低碳超高强韧船体结构钢显微组织及力学性能的影响。结果表明,经不同温度(500～650℃)回火2 h后,试验钢的显微组织均为回火索氏体,随着回火温度的升高,钢中析出渗碳体数量及大角度晶界含量逐渐增加;力学性能测试结果显示,试验钢的抗拉强度和屈服强度随回火温度的升高而降低,屈服强度在回火温度区间内均在782 MPa以上,达到超高强度船体钢的要求;试验钢的塑性和韧性随着回火温度的升高有所提升,延伸率和室温冲击吸收功分别保持在12%和212 J以上,且当回火温度为650℃时,试验钢于-80℃下的冲击吸收功高达64 J,这主要与钢中大角度晶界含量有关。     

强磁场对高铬钢中碳化物低温回火析出的影响

借助透射电镜、维氏硬度仪及计算机模拟,研究了外加强磁场对高铬钢中碳化物低温回火析出的影响。结果表明,试验钢分别在无磁场及外加磁场强度为12T的条件下于200℃回火60min时均有M3C型碳化物析出;在外加磁场作用下,试验钢中析出的M3C型碳化物数密度相比无外加磁场作用时的相应值显著增加,但试验钢显微硬度未发生明显改变。     

非等温氧化工艺下含Si低碳钢氧化行为的实验研究

模拟工业生产现场板坯在加热炉中的分段式加热制度和氧化气氛,在同步热分析仪(TGA)中进行氧化实验,研究氧化温度对硅的质量分数分别为1.21%和0.25%的两种低碳钢试样(HS1.21和LS0.25)氧化行为的影响。同时,用场发射扫描电镜(SEM)观察氧化后试样氧化铁皮及Fe_2SiO_4的微观形貌,用Image-pro Plus 6.0测量不同硅含量钢种在不同氧化温度下氧化后试样的Fe_2SiO_4渗透深度,用能谱仪(EDS)分析其氧化铁皮的结构组成。结果表明,温度达到剧烈氧化温度后,两种试样中硅含量低的低碳钢氧化增重随时间呈抛物线变化,而硅含量较高的低碳钢氧化增重随时间呈直线性变化;氧化一定时间后,硅含量不同的两种试样的氧化增重曲线相交,出现临界时间点,在该临界时间点之前,LS0.25低碳钢的氧化增重较多,而临界时间点之后,HS1.21低碳钢氧化增重较多,且临界时间点随着氧化温度的升高逐渐推迟。     

Ti微合金化对3.5Ni钢低温韧性的影响

利用光学显微镜和透射电镜观察不同Ti含量3.5Ni钢试样的组织及析出物,并通过测定其-80～-120℃的夏比冲击功来研究Ti微合金化对3.5Ni钢低温韧性的影响。结果表明,与0.042Ti试样相比,0.079Ti试样在热轧态和正火+回火态时晶粒大小相同,但其热轧态组织中珠光体细化,且正火+回火态组织中TiN数量增多,平均尺寸约为150nm;正火+回火处理后,0.079Ti试样在-80～-120℃的夏比冲击功为233～23J,均低于0.042Ti试样相应值(234～66J);对于正火+回火态试样,较粗大TiN粒子的析出是造成其低温韧性降低的主要原因。     

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。