固溶处理对Fe-Mn-Al-C钢组织及力学性能的影响

通过XRD,OM,SEM,EDS,EPMA表征了不同铝质量分数(6%,8%,10%)的铸态Fe-Mn-Al-C钢经过不同温度固溶处理1 h后的组织,并对其性能进行了研究,结果表明:不同铝质量分数的Fe-Mn-Al-C钢的硬度经900、950、1 000℃固溶处理后,随固溶温度的升高硬度均表现为先增加后降低.3种钢的硬度在950℃固溶处理时表现为最大值,分别为240、298、337 HV.固溶温度升高时,3种铝质量分数的Fe-Mn-Al-C钢组织中铁素体相体积分数增加,奥氏体相的形貌发生变化;w(Al)=6%的Fe-Mn-Al-C钢的抗拉强度随固溶温度的升高而增大,1 000℃时达到最大值455 MPa;w(Al)=8%的Fe-Mn-Al-C钢抗拉强度随固溶温度升高而降低,但较铸态有所提高;900℃固溶时达到最大值504 MPa.     

时效温度对890MPa级含铜钢组织与性能的影响

根据纳米析出强化机制,设计了一种屈服强度为890MPa的超高强海洋工程用钢——NEU890钢.在相同固溶条件下,研究了时效温度对NEU890钢显微组织、室温拉伸性能、-40℃ Charpy冲击功的影响.用透射电子显微镜分析纳米级析出相分布,并计算出其强度贡献值.结果表明,固溶态试样屈服强度为852MPa,500℃时效屈服强度达到峰值1026MPa,呈现典型时效析出强化特征.NEU890钢的脆性时效温度区间为300~500℃.当时效温度为550~600℃时,NEU890钢的屈服强度为994~910MPa,-40℃冲击功为108~166J,可满足EQ91钢拉伸和冲击性能指标要求.     

固溶时间对7050铝合金组织和性能的影响

采用金相组织观察(OM)、常温拉伸试验以及扫描电镜(SEM)等研究了固溶保温时间对7050铝合金固溶程度、微观组织及力学性能的影响.结果表明:随着固溶时间的增加,合金组织的回复再结晶程度增大,变形晶粒转变为等轴晶粒.7050铝合金中的难溶相Al7Cu2Fe和Al2CuMg随着固溶时间的延长仍然难以溶解;7050铝合金较理想固溶处理制度为477℃固溶1 h,经过121℃时效24 h后合金的力学性能最佳,Rm=605 MPa、Rp0.2=547MPa、A=12.8%.     

半固态Al-Cu-Mn合金锻件的热处理工艺与组织

利用正交试验法,对Al-Cu-Mn合金半固态锻压件进行了固溶时效热处理.通过对硬度指标的分析,获得了热处理的最佳工艺参数.同时分析了时效后的显微组织.结果表明,Al-Cu-Mn合金半固态锻压件在固溶温度540℃、固溶时间13 h、时效温度165℃、时效时间8 h下,其维氏硬度值可达130 MPa以上;且析出相均匀、弥散地分布在基体上.     

卷取温度对高Ti高强钢组织及性能的影响

利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等仪器研究卷取温度对高Ti微合金热轧高强钢显微组织和力学性能的影响。研究结果表明:随着卷取温度的升高,抗拉强度不断减小,屈服强度先增加再减小,伸长率不断增大。当350℃卷取时,试验钢拥有良好的综合力学性能,即抗拉强度为1 253 MPa,屈服强度为1 099 MPa,伸长率为13%,-20℃冲击功为102 J。这是因为该卷取温度略低于M_s点,试验钢显微组织由大量板条贝氏体(细小且交织)、少量马氏体和针状铁素体组成,这种显微组织能有效阻碍位错运动,从而提高强度。同时大角度晶界能够阻碍裂纹扩展,再加上板间的薄膜M/A,保证了材料的塑性和韧性。     

超高强度冷轧双相钢组织与性能

在Gleeble-3500热模拟试验机上进行冷轧超高强度双相钢的连续退火工艺研究,利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和拉伸试验研究了连续退火过程中各个参数对1 000 MPa级冷轧双相钢组织性能的影响.结果表明:试验用钢在退火温度800℃下保温80 s,可以得到抗拉强度为1030MPa、延伸率为14%超高强双相钢;随着退火温度的升高,屈服强度和抗拉强度降低.当退火温度为830℃时,显微组织中粒状的非马氏体组织明显增多.过时效温度低于300℃时,屈服强度和抗拉强度变化不大;当过时效温度超过300℃时,抗拉强度急剧下降,屈服强度先降低后升高,在过时效温度为360℃时开始出现屈服平台.     

新型高强Al-Mg-Si合金热处理工艺

结合力学性能测试、扫描电镜分析、DSC热差分析和金相组织观察,对一种新型高强Al-Mg-Si合金挤压材的固溶与时效制度进行了系统研究.同时得到了该合金挤压材不同时效温度下的力学性能,为工厂实际生产中热处理规程的制定以及深入研究提供详细的参考依据.该挤压材过烧温度572℃,熔化温度为594℃;对其进行560℃/2h固溶处理后,以及170℃/12 h人工时效热处理,可达到最佳峰值时效效果,其抗拉强度、屈服强度和延伸率可依次达到406,340 MPa和18.37%;该合金挤压材发生了充分的再结晶,致使加工硬化完全消除.     

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.     

多级固溶对7A04铝合金的力学性能和剥落腐蚀性能的影响

通过金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、室温拉伸及腐蚀剥落性能测试,研究多级固溶处理对7A04铝合金的微观组织、力学性能及剥落腐蚀行为的影响。研究结果表明:7A04铝合金经三级固溶(470℃/2 h+480℃/1 h+490℃/0.5 h)后第二相含量较单级与双级固溶分别减少了36.9%和28.2%;120℃/24 h时效后,抗拉强度Rm,屈服强度R_(p0.2)和伸长率A分别达到718.8 MPa,660.3 MPa和10.6%;当固溶处理工艺从单固溶处理升级到三级固溶处理时,剥蚀敏感性降低,铝合金的耐剥蚀性能等级由EC提高到EA~-。     

高温下与高温后Q550D高强钢材料力学性能试验

高强钢具有强度高、韧性好、可焊性优良等优点,其在土木工程中的应用越来越广泛.高强钢在火灾下的力学性能是钢结构抗火设计的重要影响因素.为获取高温下与高温后Q550D高强钢材料的力学性能,基于稳态试验方法,对Q550D高强钢开展了拉伸试验,考察了不同冷却方式(自然冷却与浸水冷却)与过火温度对Q550D高强钢力学性能的影响,获取了不同温度工况下Q550D高强钢的应力-应变曲线和高温下与高温后各项力学性能参数指标(弹性模量、屈服强度、抗拉强度和极限伸长率)的折减系数,并将试验结果与已有规范和文献结果进行了对比分析.结果表明:高温下Q550D高强钢的弹性模量、屈服强度、抗拉强度随着试验温度的升高而逐渐下降,其折减系数均低于各国规范的取值;当温度超过400℃时,高温下Q550D高强钢的弹性模量、屈服强度和抗拉强度下降明显,当温度超过700℃时,3个力学性能指标均接近于零;不同冷却方式与过火温度对Q550D高强钢的弹性模量影响不大;当温度低于600℃时,高温冷却后Q550D高强钢的屈服强度和抗拉强度的折减并不明显,当温度超过600℃时,屈服强度和抗拉强度显著下降,且自然冷却方式下的下降程度更大;高强钢与普通钢高温冷却后的屈服强度与抗拉强度存在较大差别.     

Fe-Mn-1.6 Ni-C水电用钢板轧后 直接淬火和回火工艺

通过Fe-Mn-1.6Ni-C钢板控制轧制、轧后直接淬火和560~710℃回火调质处理实验,研究了轧后直接淬火态和回火态的组织与性能变化.结果表明,轧后直接淬火得到组织细小的板条马氏体,固溶强化作用提高了其抗拉强度.经过回火热处理后,碳化物的析出及其对位错的钉扎作用,降低了钢的抗拉强度,提高了钢的屈服强度.随着回火温度的升高,碳化物聚集长大,铁素体发生回复与再结晶,造成强度下降以及冲击韧性提高.当回火温度高于A_○c1时,粗大的碳化物极易引起裂纹形核,破坏钢的冲击韧性.Fe-Mn-1.6Ni-C钢最优的回火温度为680℃,屈服强度为963MPa,抗拉强度为988MPa,延伸率为20.0%,-60℃冲击功为142J.     

合金元素和固溶温度对TRIP/TWIP钢组织性能的影响

对不含Nb和含Nb的两种高锰TRIP/TWIP钢进行了固溶处理,通过室温拉伸实验研究了两种实验钢的力学性能.利用光学显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射观察实验钢变形前后的微观组织,并分析了含Nb实验钢中Nb析出物的形态和分布.实验结果表明:随着固溶温度的升高,两种成分的实验钢抗拉强度均下降.固溶温度为900℃时,含Nb实验钢组织仍有少量的热轧带状组织;固溶温度为1000℃时,与此时的不含Nb实验钢相比,含Nb钢基体内的晶粒细小;在拉伸实验中,两种实验钢均表现出TRIP/TWIP的特性,不含Nb实验钢的TRIP形变强化机制更为突出.     

挤压锻温度对固态再生H11钢组织和性能的影响

以回收的H11钢车削屑获得的粉末为原料, 利用粉末压坯和挤压锻工艺制备样品, 并结合拉伸实验、硬度测试、XRD,SEM,TEM等分析手段, 研究了1100~1220℃不同挤压锻温度对固态再生H11钢组织结构和力学性能的影响. 结果表明:样品固结效果良好;挤压锻温度为1220℃时, 材料密度可达95.8 %;挤压锻温度达到1140℃后,基体中析出Fe₇C₃相; 随着挤压锻温度从1100℃升高至1220℃, 沿挤压方向的硬度从2.5GPa增加至4.4GPa, 抗拉强度从451MPa增加至808MPa, 但延伸率从3.1 %降低至0.7 %.     

Ti微合金化450～550 MPa级耐候钢组织性能研究

设计了屈服强度达450～550 MPa级高强耐候钢化学成分,在实验室进行冶炼和热轧试验,测试和观察了试验钢的力学性能和显微组织,分析了 Ti含量对Ti微合金化耐候钢性能的影响.结果表明,试验钢的金相组织主要为在多边形铁素体基体上分布少量的珠光体;Ti微合金化耐候钢具有足够的强度和塑性,随着w(Ti)从0.025%增加到0.07%,试验钢的屈服强度从360 MPa增加到550 MPa;采用传统控轧控冷工艺可生产出屈服强度达450～550 MPa级高强耐候钢.     

固溶C对ULC-BH 钢抗自然时效性能的影响

经过不同的时效处理研究了固溶C含量对ULC-BH 钢抗自然时效性能的影响。试验结果表明,ULC-BH 钢在170℃×500 min的长时间烘烤过程中,固溶C原子会发生偏聚并形成柯氏气团,BH2与Ae值逐渐增加；当柯氏气团达到饱和后,BH2与 Ae 值出现平台,之后变化不大；固溶C含量越高,相应的 BH2值越大；当固溶 C 含量为18.9 ppm 时,BH2值为46.2 MPa；固溶C含量为32.5 ppm时,BH2值可以达到74.4 MPa；同时固溶C含量越高,引起屈服强度与Ae值均变大,但是为保证 ULC-BH 钢板经自然时效后的成形性能,钢板固溶 C 含量不应过高,当平整量为1%时,固溶C含量为18.9 ppm的钢板的性能较好。     

加热工艺对Nb-Ti微合金化高强钢的影响

采用金相显微镜、透射电镜(TEM)以及电解分析等仪器和方法对不同加热工艺下,含Nb钢、含Ti钢以及Nb-Ti钢的奥氏体晶粒粒径长大规律和第二相固溶规律进行研究。研究结果表明:随着加热温度增加或保温时间延长,奥氏体晶粒粒径逐渐增大,钢中第二相析出物数量减少、粒径增大;在相同加热工艺下,Nb-Ti钢的奥氏体晶粒粒径比含Ti钢和含Nb钢的小;加热至1 200℃时含Nb钢中Nb基本全部固溶,而当加热温度升至1 300℃时,含Ti钢中仍有TiN无法固溶。Nb-Ti的复合添加使Nb元素的全固溶温度从1 200℃提高至1 250℃;当加热温度为1 150℃和1 200℃时,细小的第二相粒子Ti C和NbC的固溶是造成该温度区间奥氏体晶粒粒径显著增加的主要原因。     

油套管钢在氯化钙溶液中腐蚀及缓蚀性能研究

为了获得普通碳钢在常规压井液中腐蚀性,并找到一种腐蚀控制途径,利用失重法和电化学方法研究了N80、P110钢在1.35 g/cm³ CaCl₂溶液中不同温度、高温高压,缓蚀剂种类、用量等条件下的腐蚀及缓蚀行为。实验结果表明,随温度的升高N80和P110钢腐蚀加剧,在常压60~80℃,普通碳钢自腐蚀电流密度从10^-6 A/cm²增加到10^-5 A/cm²;4 MPa条件下,温度从90℃升高至150℃时,腐蚀速率增大了1个数量级;80℃下,WLD31A用量仅为30 mg/L时,对N80缓蚀效率可达95.51%,P110钢缓蚀效率可达93.11%;在60~80℃,升高温度有利于提高WLD31A缓蚀效果,N80钢缓蚀效率从88.08%增加到96.51%,P110钢缓蚀效率从61.38%增加到93.11%。     

喷射成形超高强度Al-Zn-Mg-Cu合金的固溶处理

研究了单级固溶和双级固溶热处理工艺对喷射成形Al-Zn-Mg-Cu铝合金力学性能的影响.应用光学显微镜、扫描电镜与透射电镜对显微组织和第二相颗粒的固溶及沉淀析出状况做了进一步的研究.结果表明:双级固溶时效和单级固溶时效处理制度相比,前者得到的组织和力学性能较为理想;双级固溶处理综合了低温单级固溶和高温单级固溶的优点,即再结晶晶粒尺寸较小,同时回溶颗粒较多.时效后的组织也较理想.采用双级固溶处理(450℃/3h 480℃/3h)和T6时效处理后,合金的抗拉强度和屈服强度分别达到806MPa和797MPa,延伸率达到7.5%.     

Q390高强低合金厚板控制轧制工艺

通过模拟实验研究了控制轧制工艺对Q390高强度低合金厚板结构用钢显微组织和力学性能的影响;通过组织分析和力学性能检测表明采用本研究所设定的控制轧制工艺试验轧制的50 mm厚板,其Rm>517 MPa,ReL>382 MPa,韧脆转变温度介于-60℃至-70℃之间,达到了GB/T1591—94的要求.在Nb(C,N)完全固溶温度以下保温有利于提高钢板的低温韧性;在相同的精轧总压下量和空冷制度下,轧制道次及介于830~780℃的终轧温度对于钢板的组织性能影响不大.     

Mo对耐火钢高温屈服强度的影响

设计了一系列Mo质量分数从0.1%到0.8%的Fe-Mo-C三元模型钢.采用两种不同热处理工艺制度得到不同的组织,研究了Mo元素对耐火钢高温强度的两种强化形式:固溶强化和贝氏体相变强化.Mo可以显著提高耐火钢的高温强度,它在耐火钢中的主要高温强化机理是固溶强化.Mo质量分数不高于0.5%时,其高温固溶强化效果明显,每添加0.1%的Mo,600℃的屈服强度增量为13.71 MPa;但当Mo质量分数大于0.5%后,高温强度增幅逐渐减小.此外,贝氏体相变强化对耐火钢的高温强度也有重要影响.当贝氏体体积分数达到20%时,耐火钢的高温强度显著增加.