合金工具钢的组织结构和力学性能的研究

淬火合金工具钢的基体组织是隐针马氏体,对这种马氏体的组织形态和亚结构的研究目前国内外报导得不多,见解亦不统一.为了探明一些至今尚末澄清的问题,本文以透射电子显微分析术的主要手段对淬火(包括低温回火)合金钢中的隐针马氏体及其它组成相的形态进行逐一分析.为了配合生产应用,测定了试验钢在不同热处理状态下的强度和塑性、韧性,以期达到从调整组织结构出发优化力学性能的目的.     

高韧性低碳马氏体型超高强度钢的设计及典型钢种的组织结构与性能

本文从强韧化低碳马氏体和控制马氏体形态和亚结构出发,研究了以Fe-Si-Mn-Mo-V为基,适当添加Cr和Ni的低碳马氏体型超高强度钢的组织与性能.分析了新钢种在透射电镜下的组织结构特征,对马氏体、板条相界残余奥氏体和碳化物的衍射斑点,进行了标定.研究表明:淬火态下,新钢种的显微组织由四种相(位错马氏体、板条相界残余奥氏体薄膜、ε-碳化物和未溶碳化物)所组成.文中讨论了各组成相对强度和韧性的影响.当950℃淬火300-350℃回火时,新钢种获得了最佳的强韧配合,其抗拉强度大于等于1765.2Mpa(180kg/mm~2),屈服强度大于等于1422Mpa(145ka/mm~2)和断裂韧性(K_1C)值大于等于127.7MN/m~(3/2)(410kg/mm~(3/2)).这表明通过强化韧性较高的低碳马氏体代替韧化中碳马氏体来发展超高强度钢,具有很大的优越性.     

渗碳硬化层性态的综合分析

通过对２０ＣｒＭｎＭｏ钢渗碳硬化层的组织结构，层内残余应力和硬度的分布以及渗碳硬化试棒的扭转性能进行系统的分析研究，经综合分析总结出２０ＣｒＭｎＭｏ钢的渗碳硬化层具有下列几个特点，即：（１）渗碳层中基本组织的主体是枣核马氏体，枣核马氏体基体由表及里一直可延伸到含碳量为０．５％的层深部位（即有效层深，ＨＶ５５０处）。（２）表面碳势为１．１％Ｃ的渗碳梗化层内，临近外表面部位的枣核马氏体中会出理显微裂纹     

低碳马氏体型超高强度钢的组织结构和疲劳断裂行为

本文在低碳马氏体型超高强度钢强韧性规律研究的基础上,系统地研究了疲劳断裂规律。试验结果表明,典型钢种25Si2Mn2CrNiMoV通过950℃加热油淬350℃回火,其疲劳强度(σ_(-1),σ_(-1N)等)和裂纹扩展抗力(dα/dN,ΔK_(th)等)可以实现最优化。通过对疲劳裂纹的原位透射电子显微分析,发现了疲劳裂纹尖端塑性区内板条马氏体晶体交界处的残余奥氏体薄膜发生应变诱发马氏体相变,观察到疲劳裂纹扩展过程中组织结构的变化情况,从而讨论了显微组织结构与疲劳断裂行为的对应关系。     

40CrNiMo钢中表面疲劳短裂纹扩展路径的三维分析

研究了表面疲劳短裂纹在４０ＣｒＮｉＭｏ钢淬火回火组织中的扩展行为，通过逐层抛光的金相方法考察了表面短裂纹的三形貌及裂纹周围的微观组织特征，并根据不同周次 裂纹复型记录分析了裂纹扩展的准动态过程。结果表明，偏的是表面短裂纹扩展的主要特征之一，出现偏折时，裂纹表现出较高的扩展速率，裂纹从一个晶粒穿赵晶界进入另一个晶粒的过程中，裂纹的立体形貌发生着显著的变化，扩展速率波动很大，大多数情况下，裂纹扩展最慢     

25Si2Mn2CrNiMoV钢的疲劳性能研究

本文通过对25Si 2Mn2CrNiMoV钢疲劳性能的研究,对它的疲劳裂纹扩展特性和疲劳断裂机制进行了分析,还讨论了疲劳断口和组织之间的关系.试验结果证明:本钢种的疲劳强度σ_(-1)很高,其值高于70kg/mm~2.在200～300℃回火时疲劳裂纹的扩展抗力也很高,此回火温度范围适为钢的最佳强轫配合的回火温度范围.钢中含有2%Si,使回火马氏体脆性出现的温度区间明显推迟.为静强度和疲劳性能同时达到较高的水平创造了条件.     

面心立方合金的表面层孪晶强化机制

本文利用透射电子显微分析和x射线内应力测定等方法研究了低层错能面心立方合金表面喷丸强化后组织结构变化与疲劳行为之间的关系。着重观察和分析了疲劳过程中强化层内亚结构和内应力的变化情况。结果表明:层错能很低的面心立方合金(不锈钢和α黄铜)经喷丸强化后,表层中存在大量显微变形孪晶;由孪晶构成的栅栏薄层不仅能使表层残余压应力在疲劳应力作用下维持稳定,而且能有效地防止疲劳裂纹在外表面形核,因此,栅栏强化效应是面心立方合金疲劳强度提高的主要原因。     

汽轮机低压转子用钢的组织结构分析及低频疲劳裂纹扩展特性研究

30Cr2Ni4MoV 钢是一种汽轮机低压转子用钢.在工作过程中,因汽轮机反复停机,低压转子内的裂纹将会发生缓慢扩展,因此有必要对疲劳裂纹的低频扩展特性进行研究.通过对试验钢的组织结构分析及低频疲劳试验,得出了如下结果:(1)正常热处理状态下,钢的组织是回火马氏体,第二相碳化物都是渗碳体,无高钼碳化物存在;(2)在本试验条件下,低频疲劳裂纹的扩展特性与频率升高至 f=15时的疲劳试验结果并无区别;(3)随着ΔK 增大,疲劳条纹间距变大.二次裂纹的方向和最大切应力方向有关,而二次裂纹的间膈和钢的组织有关.     

低碳马氏体型超高强度钢的设计与开发

在多年来对低碳马氏体型超高强度钢研究的基础上，介绍了试验钢２５Ｓｉ２Ｍｎ２ＣｒＮｉＭｏＶＡ设计思想，系统地讨论了试验钢的综合力学性能，并对其显微组织特征及微观断裂机理进行了深入分析，文中还讨论了试验钢的应用前景．     

20Mn钢复相组织变形和断裂过程的研究

本文利用透射电子显微分析技术对20Mn钢复相组织的变形和断裂规律进行了原位观察,研究变形过程中组织结构对强化过程的影响,特别是形变强化指数、变形量和组织三者之间的关系;同时对试验钢的断裂机制进行了分析,即观察扩展裂纹前沿位错组态的变化及裂纹的动态扩展过程。