铁素体-珠光体钢中的疲劳裂纹扩展行为

在扫描电镜下对两种铁素体－珠光体钢中的低周疲劳裂纹扩展进行了动态原位观察，发现疲劳裂纹只在铁素体中扩展，而珠光体晶团阻碍其扩展．提出疲劳裂纹扩展的形态及方式与材料的疲劳裂纹扩展阻力之间存在着一定的关系．     

亚共析合金钢40Cr铁素体和珠光体恒温转变动力学

用膨胀法和金相法研究了亚共析合金钢４０Ｃｒ铁素体和珠光体恒温转变 动力学。提出了用碳当量计算Ａ１～Ａ３温度区间亚共析合金钢铁素体恒温转 变动力学公式。测出了Ａ１温度以下的拐点温度；在拐点温度以下，铁素体和珠光体转变符合Ｊｏｈｎｓｏｎ－Ｍｅｈｌ公式。讨论了在拐点温度至Ａ１温度之间，铁 素体和珠光体恒温转变的动力学公式。     

铁素体球铁和珠光体球铁疲劳断口形貌的研究

借助于扫描电镜,对铁素体球铁、珠光体球铁常温下旋转弯曲疲劳断口进行了大量观察和分析,确认“穿晶疲劳组织特征”是球铁疲劳断口的显著形貌特征;滑移线条是“穿晶疲劳组织特征”的主要细节形态。     

车轮钢形变断裂过程的原位研究及氢影响

在扫描电镜下对CL60车轮钢单边缺口薄试样(厚度≤0.5mm)进行了原位拉伸实验,并研究了氢的影响.在金相显微镜下观察了带预裂纹的厚度为30mm的楔形张开加载试样开裂过程.结果表明,对薄试样拉伸变形时,不论是否有氢,先共析铁素体优先发生塑性变形,微裂纹沿先共析铁素体与珠光体团的边界形核、扩展;在有氢的情况下,微裂纹更容易通过夹杂物的剥落或夹杂物与基体界面的分离而萌生;薄试样拉伸主要是韧窝断口;对厚试样,裂纹主要通过珠光体中渗碳体片层开裂而扩展,断口也因此主要呈解理特征.     

珠光体对铁素体动态再结晶的影响

利用Gleeble 1500热模拟实验机进行单轴压缩实验,研究了工业纯铁和两种不同含碳量的低碳钢在700℃、不同应变速率条件下的热变形行为.实验结果表明,变形组织中的珠光体对铁素体动态再结晶行为具有重要影响,即增加钢中珠光体含量,可以促进铁素体动态再结晶过程的发生和发展,使得可以发生铁素体动态再结晶的应变速率范围变宽.     

铁素体/珠光体界面对耐酸管线钢氢致开裂敏感性的影响

利用OM、SEM、EBSD、TEM等手段,分别对热轧态和退火态耐酸管线钢的微观组织、晶界分布、位错及析出相进行表征,测试了不同组织管线钢的氢致开裂(HIC)敏感性,计算分析了有效氢扩散系数、氢陷阱密度及其对不同组织的氢捕获效率,重点探讨了铁素体/珠光体(F/P)界面对耐酸管线钢HIC敏感性的影响。结果表明,随着管线钢珠光体含量的增加,F/Fe_3C界面及F/P界面越多,二者作为不可逆氢陷阱会阻碍氢的扩散,提高氢的捕获效率,有效氢扩散系数降低,管线钢的HIC敏感性提高;F/P界面附近位错的聚集会加速氢原子向高界面能的F/P界面聚集,使氢致裂纹起始于F/P界面处,并沿着F/P界面扩展。     

铁素体-珠光体组织中解理微裂纹形成的细观力学分析

针对铁素体 珠光体钢中解理微裂纹的形成机理,用有限元方法计算了铁素体 珠光体组织细观尺度内应力应变的分布及其随外加宏观应力的变化.研究结果表明,铁素体内的等效应力σe和正应力σ11低于珠光体,但其等效塑性应变εep高于珠光体.在铁素体和珠光体中的等效塑性应变和正应力分布不均匀,在某些铁素体 珠光体边界处存在较高的塑性应变和正应力集中,在某些珠光体中也存在较大的正应力,从而使解理微裂纹易于在该处形核并长大.     

高扩孔型铁素体/贝氏体双相钢组织性能研究

对540 MPa级铁素体/贝氏体双相钢的组织性能进行分析研究.结果表明,试验钢的显微组织为85％左右的铁素体加上15％左右的贝氏体;铁素体晶粒尺寸细小,基体中有较高的位错密度和大量细小弥散的析出物;贝氏体在铁素体基体上分布均匀,以板条状为主,板条间分布有较多碳化物颗粒.通过合适的成分设计和控轧控冷手段获得的铁素体/贝氏体双相钢组织形态,可较好地保证材料所需的强度-拉伸凸缘性能匹配.     

IF钢热变形铁素体的静态再结晶行为

在Cleeb-1500热力模拟试验机上采用双道次压缩法,研究了IF钢高温铁素体区变形后道次间隔时间内的软化行为 根据实验数据分析了温度与间隔时间对其静态软化行为的影响,并且得到IF钢的铁素体静态再结晶激活能为Qrec=115kJ/mol,建立了静态再结晶动力学数学模型.     

IF钢热变形铁素体的静态再结晶行为

在Cleeb-1500热力模拟试验机上采用双道次压缩法,研究了IF钢高温铁素体区变形后道次间隔时间内的软化行为根据实验数据分析了温度与间隔时间对其静态软化行为的影响,并且得到IF钢的铁素体静态再结晶激活能为Qrec=115kJ/mol,建立了静态再结晶动力学数学模型。     

变形、冷却条件下低碳钢铁素体相变的元胞自动机模型

建立了一个二维元胞自动机模型,模拟了低碳钢在形变与快冷作用下铁素体最终微观结构,讨论了不同初始奥氏体γ晶粒尺寸对于奥氏体γ→铁素体α相变后微结构的影响·分析了模拟结果与实验存在一定偏差的原因·模拟结果表明,形变前的奥氏体晶粒尺寸粗大,相变后铁素体转变不完全,铁素体晶粒粗大且不均匀;形变前的奥氏体晶粒细小,相变后铁素体转变较为完全,铁素体晶粒细小·     

低合金高强钢焊缝金属针状铁素体的高温回火性能研究

采用OM、SEM、EBSD、TEM等表征技术,并结合拉伸、冲击和硬度测试等手段,对低合金高强钢焊缝金属中针状铁素体经640℃高温回火前后的显微组织和力学性能进行研究,并借助热力学计算,探讨了针状铁素体回火组织稳定性的微观机制。结果表明,低合金高强度钢焊缝金属经不同时间高温回火后,组织均由体积分数约90%的针状铁素体和少量晶界铁素体构成,无明显的晶粒粗化现象,保持了针状铁素体基体的高位错密度。在回火1 h后,焊缝金属的强度和硬度显著提高;随着回火时间的延长,其强度和硬度略有下降,但整体仍维持在较高水平,这主要归因于短时回火(不超过2 h)期间,大量碳化物的析出产生了显著的析出强化作用;随着回火时间延长,析出物的类型和数量变化不大,这与热力学计算结果相吻合。     

TiC对原位自生钛基复合材料高温变形的影响

通过等温热压模拟试验研究了原位自生5% TiC(体积分数,下同)颗粒增强Ti-1100复合材料在1000~1150℃的热变形行为.在不同的温度区间内计算了原位自生5%TiC/Ti-1100复合材料的塑性变形激活能.结果发现,TiC颗粒对钛基材料的热变形行为有明显影响.复合材料的塑性变形激活能在不同的温度区间内变化.在1000℃,复合材料的表观塑性变形激活能为536 kJ/mol,显著高于纯钛合金的激活能;在1150℃,计算出的复合材料表观塑性变形激活能为245.2 kJ/mol,略大于纯钛合金的激活能.变形激活能的显著差别显示复合材料的变形机制发生了变化.在此温度区间内,TiC/Ti复合材料的变形机制受到TiC颗粒以及基体中α/β相比例的影响.     

Al元素对高碳珠光体钢连续缓慢冷却相变行为的影响

结合试验与热力学、动力学计算,研究了在缓慢冷却条件下Al合金化对C-Si-Cr-Mn系高碳钢珠光体转变行为的影响。结果表明,在锻造后空冷条件下,不添加Al和添加1.5%Al的试验钢室温组织均为珠光体和少量马氏体,与Al-free钢相比,添加1.5%Al的试验钢的珠光体片层间距为130 nm,细化了约20 nm,维氏硬度HV_1降低了约56。结合热力学和动力学计算结果可知,Al元素的添加可以提高试验钢的珠光体转变温度及缩短珠光体转变时间,增大了奥氏体向珠光体转变的自由能,促进珠光体形成的同时也起到细化珠光体片层间距的作用。     

共析钢温变形过程的组织球化与超细化

利用热模拟压缩变形、SEM和热磁法实验,研究了共析钢在600~700℃变形过程的组织演变规律,探讨了变形及随后保温过程对珠光体球化、组织超细化和渗碳体溶解、再析出的影响.实验表明:共析钢温变形过程中发生珠光体片层溶断,渗碳体逐渐球化,以及伴随铁素体动态回复再结晶的同时细小弥散渗碳体颗粒在基体析出的过程.提高温度有利于上述复合过程的进行.形变组织经过保温后,亚微米级别的等轴铁素体晶粒和渗碳体颗粒弥散分布的复相组织的均匀性程度有所提高.温变形过程中渗碳体溶解和在铁素体内再析出的事实得到证实.     

铁素体不锈钢热轧板材的拉伸行为和断裂特征

用金相显微镜、X射线衍射仪、SEM手段研究2种铁素体不锈钢热轧板材0.04C-16Cr、0.02C-12Cr在室温下的拉伸行为和断裂特征.结果表明,这2种铁素体不锈钢的强度高,但塑性较差;C、Cr含量较低的0.02C-12Cr钢的强度、硬度均较0.04C-16Cr的高,这是由于0.02C-12Cr在空冷过程中产生了大量的马氏体;2种钢室温下都为韧性断裂,其断口微观形貌主要为细小韧窝聚集,沿轧制方向分布的条带组织中存在细小的碳化物颗粒,成为韧窝的发源地;部分断口出现了分层和侧向开裂现象.分析其断口形貌、断裂过程和组织特征,可知沿着轧制方向分布的条带组织致使材料表现出上述力学行为和断裂特征.     

超纯铁素体不锈钢热变形过程中的析出行为

利用热力模拟实验机及试验轧机研究了添加Ti,V的超纯中铬铁素体不锈钢热变形过程中的析出行为变化特点,并采用热动力学计算及透射电子显微镜观察来表征析出相特征.结果表明:热变形过程中形成的析出相主要为TiC,这与热动力学分析一致.这些析出相的特征与变形温度密切相关,随着变形温度的降低,析出相TiC尺寸更加细小且分布更加弥散.这主要是由于变形温度降低时扩散速率相对较低,不利于析出相长大,而晶体缺陷增加,形变诱导析出的有效形核位置增加.这一热变形过程中的析出行为变化规律在中试试验条件下得到了验证.     

ZG25钢中网状珠光体的形成及对力学性能的影响

采用不同热处理方法研究了ZG25钢中网状珠光体的形成规律及对力学性能的影响·结果表明,当试验钢经900～950℃退火处理后,珠光体易形成网状·过高或过低温度退火,以及在所有试验温度下正火,珠光体均不易形成网状·电子探针分析证实,这种网状珠光体的形成是锰偏析所致·ZG25钢中珠光体呈网状分布时,钢的强度、韧性明显降低     

铸铁断裂机理原位拉伸研究

用SEM原位拉伸实验对不同缺口的灰铸铁试件的断裂过程做了详细研究和分析.研究结果表明,铸铁的断裂与钢的脆性解理断裂不同.铸铁试件的断裂过程与预缺口的形态有关;在载荷很小时产生微裂纹,随着载荷的增加,微裂纹扩展,微裂纹扩展的同时产生大量新的微裂纹,直至各裂纹连接使试件整体断裂.