Mn16钢V析出物的平衡相计算及分析

为预测和控制钢中V的析出物以及优化钢的成分,利用Thermo-Calc热力学软件对Mn16钢在不同温度下析出相的组成、相的析出温度、V的析出规律进行了计算,研究了C,N含量对V析出规律的影响。结合复型透射实验对V的析出行为进行了研究。结果表明:平衡态下微合金钢中的析出相主要为MnS,AlN,(TiV)(CN),(VTi)(CN)。微量的V可以在高温下的奥氏体中与Ti复合析出,形成(TiV)(CN);而钢中的V主要是以单独相的形式在γ→α"相间析出",形成VC。C含量的变化对V(CN)的析出行为影响不大,N对V(CN)的析出温度影响较显著,特别是N质量分数在0.02%～0.03%时,V(CN)的析出温度升高了124℃。     

一种核级316LN钢的相图计算与微合金化设计

用热力学方法计算了一种核级316LN钢及其在Nb、V微合金化条件下的伪二元平衡相图,研究了不同温度下钢的平衡相组成。结果表明,316LN钢中的主要析出相为Cr2N、M23C6、和相,Nb微合金化316LN钢中会形成含C的MX,有望提高材料的力学性能和耐晶间应力腐蚀性能,V微合金化316LN钢中会形成VN,但对稳定C的作用不大。     

V、Ta微合金化12Cr低活性F/M钢的优化设计

采用Thermo-Calc热力学模拟计算与实验相结合的方法,优化设计了一种V、Ta微合金化的低活性F/M钢12Cr3WVTa,经1 050℃水淬及780℃回火后对其显微组织及析出相进行光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察以及能谱分析.实验钢淬火回火后显微组织由回火马氏体和少量δ铁素体相组成,析出相主要为M23C6和MX相(M=V,Ta;X=C,N),其中M23C6主要分布于回火马氏体板条界和相界,而MX弥散析出于回火马氏体板条内以及δ铁素体内.实验钢室温和高温(600℃)拉伸力学性能良好,600℃下材料抗拉强度为507 MPa,屈服强度为402 MPa,满足超临界水冷堆用包壳管的拉伸性能要求.     

Nb--Ti微合金化热冲压成形用钢的微观组织与力学性能

利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)对Nb-Ti微合金化热成形钢的微观组织进行观察,采用Kahn撕裂试验对其韧性和撕裂性能进行了研究,并利用Thermo-Calc热力学软件对其析出行为和析出粒子成分进行分析计算.结果表明,含碳质量分数0.13%的热成形钢在Nb-Ti微合金化后的组织为马氏体,和传统热成形钢(22MnB5)相比其奥氏体晶粒、板条块和板条束都得到细化,并且其抗拉强度达到1500 MPa以上,撕裂强度和单位面积裂纹扩展能分别达到1878 MPa、436 kN·m-1.在950℃奥氏体化时,Nb-Ti合金元素几乎全部以析出粒子形式存在,能有效阻止奥氏体晶粒长大.另外在基体中主要存在两种析出物,一种是尺寸在100~200 nm的Ti(C,N);另一种是纳米级别的钛铌复合碳氮化物,能有效强化基体,提高强度.     

基于Thermo--Calc的中锰中铝Fe--Mn--Al--C低密度钢类Schaeffler相图绘制与评估

含铝低密度钢由于其较好的综合力学性能和低密度特征引起结构钢领域研究人员的广泛关注。本文利用Thermo-Calc热力学计算软件结合TCFE 7数据库，计算中锰中铝含量Fe-Mn-Al-C钢在不同温度的热力学平衡状态，总结其两相区相比例的变化规律，通过平移和修正等处理方法，绘制针对中锰中铝钢合金成分和相设计的类Schaeffler相图。结合马氏体转变温度的计算讨论对应不同合金成分条件下相种类存在可能，并通过已有材料的相比例和相形貌实验结果分析绘制的类Schaeffler相图的准确性和适用性。绘制的Fe-Mn-Al-C类Schaeffler相图可以直观地提供不同合金成分所对应的相比例、相种类等信息，可用于新型含铝低密度钢的合金设计。     

纳米Cu析出相及晶界对微合金化钢力学性能的影响

基于弹塑性有限元理论,构建包含纳米Cu析出相及晶界的微合金化钢拉伸理论模型.计算纳米Cu析出相及晶界对微合金化钢力学性能的影响.研究在不同晶粒大小、不同纳米Cu析出相尺寸、不同应变条件下微合金化钢的单向拉伸性能,分析包含Cu析出相及晶界的晶粒变形趋势,探求纳米Cu析出相对基体材料的强化机制.研究结果表明:纳米Cu析出相心部塑性最大,晶界处的塑性低于晶内,且晶内发生塑性应变速率高于晶界;析出相与晶界都能起到增强材料塑性的作用,包含纳米Cu析出相及晶界的多晶模型在晶粒变形过程中,晶界参与协调变形作用.     

V-N微合金化抗震钢筋高温析出行为分析

采用应力松弛方法,以热动力学为基础研究钒氮(V-N)微合金化抗震钢筋在奥氏体中的应变诱导析出行为。根据J-M-A(Johnson-Mehl-Avrami)理论,结合热力学软件Thermo-Calc定量计算等温过程奥氏体析出热动力学,并与实验测得PTT(precipitation–time–temperature)曲线进行对比,讨论不同V和N质量分数对钢筋V(C,N)析出行为的影响。研究结果表明:高V和低V质量分数抗震钢筋都在870℃左右的鼻温区析出动力过程加快,大变形量可缩短析出开始时间,VN(0.04 V-0.0135 N)钢筋实测与计算PTT曲线吻合,采用VFe(0.076 V-0.005 5 N)钢筋计算PTT曲线应该考虑形变储能ΔGs的作用。     

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.     

析出相不完全溶解对钒微合金化钢静态再结晶的影响

析出相不完全溶解对钒微合金化钢静态再结晶的影响静态再结晶在设计微合金化钢的可控轧制工艺规程中起着重要作用。这种软化机制结奥氏体钢的热强度和热轧钢的最终显微组织有显著的影响，因而对热轧钢的最终性能也有明显的影响。诸如Ｎｂ、Ｔｉ、Ｂ等添加元素都会在时间上...     

经济型双相不锈钢2101中氮化物在基体中的平衡固溶度计算

为了解析出物对经济型双相不锈钢2101热塑性的影响机制,对比了相同工艺下2101和2205双相不锈钢在热变形过程中相界析出物产生的规律.结果表明:2101钢比2205钢的相界处更倾向于产生析出物,促使后续热变形过程中相界产生裂纹,进而影响材料的热塑性.根据热力学相关数据,通过Thermo-Calc和实验测试数据,推导出2101和2205双相不锈钢析出物Cr2N的平衡固溶度公式,计算实验钢中析出物Cr2N的全固溶温度,同时引入Wagner相互作用系数,考虑了Ni、Mn、Mo和Si对固溶度积公式的影响.发现2101双相不锈钢中Cr2N的全固溶温度比2205钢高100℃左右,计算结果和实验结果吻合较好.实际生产过程中必须控制双相不锈钢热轧的终轧温度到全固溶温度以上,否则相界容易产生氮化物析出,影响材料热塑性.     

微量合金元素对5CrNiMo钢淬透性的影响

设计了一种测定高淬透性钢淬透性的加压块端淬试验法,与标准端淬试验法对照进行了仔细的研究,论证了该方法的合理性和实用性。采用这种新方法成功地对国内外五种 5CrNiMo 钢进行了淬透性对比研究。结果表明:在 5CrNiMo 钢中加入0.11％的钒,并把铬钼含量控制在标准上限能有效地提高其淬透性;经改进后的国产 5CrNiMo钢的淬透性已经赶上和超过德国、日本同类钢的实物水平。     

回火对非调质SG钢组织和性能的影响

采用低频力学谱仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜并结合JMatPro软件分析了贝氏体型非调质SG钢在350 °C回火后的组织及强韧化机制,分析其内耗与温度的关系曲线中Snoek峰、SKK峰及其微观形貌,探讨了贝氏体中铁素体的碳原子分布及析出行为、粒状贝氏体中岛状马氏体/奥氏体的分解规律.结果表明：未回火SG钢的Snoek峰强度极低,且贝氏体中铁素体的固溶碳原子含量较低;经350 °C回火2 h后,SG钢的屈服强度最高.这是由于析出强化和位错强化共同作用的结果,其中分解出现的弥散碳化物Cr7C3相起到了主要作用.     

Precipitation analysis of as-cast HK40 steel after isothermal aging

As-cast HK40 steel was aged at 700, 800, or 900℃ for times as long as 2000 h. Microstructural characterization showed that the primary M₇C₃ carbide network contained a substantial content of manganese, in agreement with the microsegregation of manganese calculated by Thermo-Calc using the Scheil-Gulliver module. The dissolution of primary carbides caused the solute supersaturation of austenite and subsequent precipitation of fine M₂₃C₆ carbides in the austenite matrix for aged specimens. During prolonged aging, the carbide size increased with increasing time because of the coarsening process. A time-temperature-precipitation diagram for M₂₃C₆ carbides was calculated using the Thermo-Calc PRISMA software; this diagram showed good agreement with the experimental growth kinetics of precipitation. The fine carbide precipitation caused an increase in hardness; however, the coarsening process of carbides promoted a decrease in hardness. Nanoindentation tests of the austenite matrix indicated an increase in ductility with increasing aging time.     

新型中锰热轧TRIP钢组织演变及力学性能

利用Thermo-Calc软件设计了一种中锰相变诱导塑性(TRIP)钢,利用全新的热处理工艺对其进行处理,研究了残余奥氏体的含量及其稳定性,并对该钢的显微组织和力学性能进行了分析.结果表明,实验用钢可获得接近1000MPa的抗拉强度和30%以上的断后延伸率,且强塑积>30GPa·%.固溶温度对钢的力学性能具有显著影响,热轧TRIP钢固溶温度为750~800℃时,实验钢获得最佳的力学性能.     

钢淬透性简便预测计算方法分析

用三种计算方法对钢的淬透性进行了预测计算,并与实测端淬曲线进行对比分析.推荐了淬透性预测计算用最佳简便计算公式.     

应用JMatPro软件对比研究两种抽油杆钢的合金化特点

采用JMatPro软件对比研究了两种抽油杆钢不同温度下的平衡相及其成分.结果表明,与7Mn2SiCr钢相比,12MnSi2Cr钢铁素体、奥氏体相中将固溶更多的Cr,Mo,Si元素,而碳化物总量减少了30％,微合金元素Nb的加入提高了钢中M(C,N)碳化物的稳定性.在此基础上,对12MnSi2Cr抽油杆钢的高韧性进行了探讨.