热作模具钢淬火回火态的内耗谱分析

对热作模具钢淬火后回火态试样的内耗谱进行了分析.研究表明，淬火态试样的内耗谱由3部分构成.其中：157.2 °C处的内耗峰是由于体心立方结构的马氏体晶格畸变引起应力感生碳原子微扩散的结果；225.5 °C处为溶质原子与位错交互作用产生的SKK峰及其背景内耗峰.随着回火温度升高，SKK峰的弛豫强度逐渐减小，此时，碳原子与部分合金元素以碳化物形式结合而从基体中析出，使得其晶格畸变减弱，157.2 °C处的内耗峰消失；部分碳化物在位错处形核并使位错段增长、弛豫时间增大；内耗峰位置的移动主要归因于合金元素与碳原子的作用.     

纳米贝氏体钢中的位错密度测定

采用高分辨透射电子显微镜观察纳米贝氏体钢中铁素体的结构，并通过内耗方法测定了纳米贝氏体钢中铁素体的位错密度.结果表明，纳米贝氏体钢铁素体中分布着高密度的位错，其平均位错密度约为6.4×1015 m-2.     

回火温度对低碳贝氏体高强度钢组织性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和力学性能试验机等手段,系统研究了不同回火温度下低碳贝氏体高强度钢的组织及力学性能变化.结果表明:回火后位错密度的变化、析出相的形态、板条贝氏体的合并粗化和M/A岛的分解是导致力学性能变化的主要原因.600℃回火后屈服强度较热轧态强度提高了35MPa,-40℃冲击功提高了49J,此回火温度下实验钢具有最佳的强韧性配合.回火后低碳贝氏体高强度钢韧性改善主要是由于粗大M/A岛的分解,细小弥散分布的M/A岛可有效阻止裂纹扩展,改善低温冲击韧性.     

热轧态与回火态 AH80 DB 低碳贝氏体钢组织与冲击韧性

采用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对热轧态和回火态AH80DB低碳贝氏体钢的显微组织、马氏体/奥氏体( M/A)岛、第二相的析出行为以及晶界取向差、有效晶粒尺寸进行研究,揭示回火后低碳贝氏体钢冲击韧性得到改善的原因.结果表明：两种试样的组织均由板条状贝氏体、粒状贝氏体和针状铁素体组成,其中回火态试样中针状铁素体组织较多.热轧态钢中存在较大尺寸M/A岛且呈方向性分布,大角度晶界比例占17.33%,有效晶粒尺寸为3.57μm;而回火态钢中M/A岛的尺寸较小,大角度晶界比例增加3.43%,有效晶粒尺寸减小0.56μm.热轧态钢中析出相主要是( Nb,Ti) C,尺寸在50~150 nm之间,回火态试样中析出较多细小的球状( Nb,Ti) C析出相,尺寸在10 nm左右.     

调质低碳贝氏体钢的组织和性能

研究了C--Mn--Mo--Cu--Nb--Ti--B系低碳微合金钢915℃淬火和490～640℃回火的调质工艺对钢的组织及力学性能的影响.用扫描电镜和透射电镜对实验钢的组织、析出物形态和分布以及断口形貌进行观察,采用X射线衍射仪分析钢中残余奥氏体的体积分数.结果表明:调质后,实验钢获得贝氏体、少量马氏体及残余奥氏体复相组织,贝氏体板条宽度只有250 nm,残余奥氏体的体积分数随着回火温度的升高而降低,经淬火与520℃回火后残余奥氏体的体积分数为2.1%.调质后析出物的数量激增,6～15 nm的析出物占70%以上.实验钢经过915℃淬火与520℃回火后,其屈服强度达到915 MPa,抗拉强度990 MPa,-40℃冲击功为95 J.细小的析出物及窄的板条提高了钢的强度.板条间有残余奥氏体存在,改善了实验钢的韧性.     

回火温度对600MPa级低碳贝氏体钢组织和力学性能的影响

利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等实验方法,研究了不同回火温度对屈服强度600MPa级Fe-Mn-Nb-B系低碳贝氏体高强钢组织和性能的影响.结果表明:回火温度对屈服强度和抗拉强度均有较大影响.各回火温度下的低碳贝氏体钢性能与回火前相比,屈服强度均有不同程度的升高,而抗拉强度则均有不同程度的下降;600℃回火时屈服强度比回火前高出105MPa.随着回火温度的升高,屈服强度先上升后又略有下降并在600℃时达到最大值,抗拉强度下降明显,伸长率略有升高,屈强比升高.分析认为:回火前后力学性能的变化主要与回火后有更多弥散的尺寸在20nm以下的新的细小粒子析出以及马氏体占绝大多数的大块M/A岛的分解和发生位错多边形的回复有关.     

回火对Q460E低合金结构钢组织与性能的影响

研究了回火温度对正火Q460E低合金结构钢的力学性能与组织影响.结果表明,在200℃到500℃范围内回火,力学性能相对较为稳定且具有较高的强韧性,而且屈强比也比较低,回火温度升高到600℃,力学性能虽相对较低,但钢的强韧性要比GB/T1591-1994(国标)规定的要高.分析认为:600℃回火强韧性降低幅度相对大的原因主要是粒状贝氏体的分解,碳化物的析出长大球化且分布在条状铁素体边沿,犹如上贝氏体,以及碳化物在原奥氏体晶界分布.200℃回火能够获得较高的强度和突出的韧性.回火过程就是粒状贝氏体分解变化,碳化物析出长大球化过程.     

冷轧AISI301不锈钢回火组织和结构变化

使用热磁法、电阻法与Ｘ射线衍射及透射式电子显微镜相结合，分析了冷轧ＡＩＳＩ３０１不锈钢经不同温度回火处理后组织及结构的变化。结果表明，在３８０℃回火奥氏体的晶粒内有微量纳米级的Ｃｒ７Ｃ３碳化物析出及随着钢冷加工塑性变形产生的残余应力的去除，少量的亚稳奥氏体发生贝氏体等温转变，Ａ＾ｍ→α＾Ｂ。这些对钢有微弱的强化作用，在６００℃和６５０℃加热，ＡＩＳＩ３０１钢发生了α→γ相变，致使钢丧失了冷加工变形     

含Nb低碳钢的中间冷却及回火工艺对MA组织的影响

利用热膨胀仪对低碳含铌钢(0.028%C-0.25%Si-1.82%Mn-0.085%Nb)进行热处理模拟,即950℃正火后快速冷却到中间温度350～550℃,随后进行不同加热速率、保温温度及保温时间的回火处理.采用光学显微镜、扫描电镜和图像分析方法,分析了不同回火条件下组织中的马氏体--奥氏体(MA)形貌、尺寸及分布.结果表明:回火前的终冷温度在贝氏体相变温度区间及提高回火升温速率,会增加回火组织中MA的体积分数,MA体积分数最高达到7.9%.提高回火温度和延长回火时间,MA的体积分数会出现峰值.回火后,MA平均尺寸在0.77～1.48μm.提高终冷温度、升温速率、回火温度和延长回火时间,会使回火后的MA粗大,并呈多边形化.MA的体积分数和平均尺寸主要受中间冷却过程结束时未转变奥氏体量、回火过程中铁素体向残余奥氏体碳扩散程度以及回火后残余奥氏体稳定性的影响.     

调质工艺对V微合金油井管用钢力学性能的影响

为应对复杂苛刻的工作环境,开发出可以达到Q125钢级标准的高抗拉、抗压和抗挤毁性能的油井管用钢,研究了调质工艺对V微合金化试样微观组织和力学性能的影响.结果表明:经调质处理后的实验钢的微观组织主要是回火马氏体和微量贝氏体,碳化物大量析出,使材料具有良好的综合力学性能.较低的回火温度和较长的回火时间可增加碳化物的析出量,从而增强沉淀强化作用.在610℃下回火70min的综合力学性能最佳,屈服强度、抗拉强度及伸长率分别可达954MPa,989MPa及13.5%. 0℃冲击功横向为25J,轧向为46J,满足Q125钢级油井管标准要求.     

超快冷下X70管线钢热轧工艺及显微组织

研究了14.2 mm X70管线钢轧后经超快冷+层流冷却、层流冷却两种冷却制度后的显微组织及力学性能,讨论了超快冷+层流冷却下实验钢强韧化机制.结果表明:两种冷却制度下实验钢力学性能均满足API SPEC 5L X70要求,超快冷+层流冷却下实验钢强度、塑性及韧性较高,综合力学性能良好;不同冷却制度下显微组织均为贝氏体铁素体+针状铁素体+M-A岛混合组织,其中超快冷+层流冷却下针状铁素体、M-A岛组织更加细化;超快冷+层流冷却下实验钢主要强韧化机制为细晶强化与纳米析出强化;实验钢理想轧后冷却工艺为:820~840℃终轧+超快冷至450~500℃+层流冷却至350~400℃+卷取.     

Effect of cooling parameters on the microstructure and properties of Mo-bearing and Cr-bearing steels

To develop low-cost low carbon bainitic steel, Mo-bearing and Cr-bearing steels were melted in a vacuum induction furnace and were researched by thermal simulation and hot rolling at the laboratory. As the cooling rate increases from 0.2 to 50℃/s, the transformation temperatures of two steels lie between 650 and 400℃, and the final microstructures of them change from quasi-polygonal ferrite and granular bainite to lath bainite. Compared with cooling in air or by interrupted cooling, Mo-bearing and Cr-bearing steel plates cooled by sprayed water boast higher strength and superior toughness, for large-size islands are responsible for the poor mechanical properties. Compared to Mo, Cr is effective to isolate the bainitic reaction in low carbon steel, and the bainitic microstructure can also be obtained in Cr-bearing steel cooled at a wide range of cooling rate.     

Development of a new coated electrode with low nickel content for welding ductile iron and its response to austempering

Coated Electrodes with small amounts of nickel were developed for welding ductile iron (DI) and conversion of the same into austempered ductile iron (ADI) after austempering. Among six electrodes, Trials 3 and 4 were selected for establishing crack-free weld deposits via preheating and post-weld heat treatment. Austenitization was performed at 900℃ for 2 h and austempering at 300 or 350℃ for three different holding times to observe the results of austempering with respect to the microstructure, hardness, and austempering kinetics of the samples. The microstructures of the weld deposits showed needle-like bainitic ferrite with small amounts of retained austenite when treated at 300℃ and feathery bainitic ferrite with large amounts of retainedaustenite when treated at 350℃. The electrode labeled with Trial 3 revealed greater austenite contents than that labeled with Trial 4 when treated with a 2 h holding time regardless of the austempering temperature applied. The transformation rate of the bainitic ferrite of Trial 3 was relatively higher than that of Trial 4 and showed a lower rate constant, leading to a higher diffusion rate of carbon in austenite.     

590MPa级热轧V-N高强车轮钢组织性能控制

对一种低成本V-N微合金化钢进行了控轧控冷实验,探讨了相变机理与析出行为,并系统地研究了其综合力学性能.结果表明,显微组织为多边形铁素体、粒状贝氏体及少量的针状铁素体,纳米尺度V(C,N)析出质点弥散地分布于铁素体或贝氏体铁素体基体内部.抗拉强度615MPa实验钢具有优良的断后延伸率,冷弯性能合格,扩孔率达到95%,满足轮辐用钢的加工要求,低温冲击性能良好.细晶强化、位错强化、析出强化、相变强化为主要强化机制.     

Effect of microstructure on the impact toughness of a bainitic steel bloom for large plastic molds

The correlation between the impact toughness and microstructural characteristics of a large bainitic steel bloom has been investigated. The study focuses on microcrack nucleation and propagation in the basic cleavage plane. To analyze the phase transformation during the wind-cooling process, the temperature field of the bloom was acquired by computer simulation, and a continuous cooling transformation experiment was conducted. The results show that compared with the surface of the bloom, the toughness of the bloom’s core is decreased by the increase in proeutectoid ferrite and the coarsening of tempered martensite–austenite constituents. The proeutectoid ferrite decreases the toughness via its effects on carbide precipitation, the formation of martensite–austenite constituents, and the bainite transformation. The relatively large tempered martensite–austenite constituents are conducive to microcrack nucleation and propagation.     

高碳低合金钢低温贝氏体组织及其耐磨性研究

设计了一种新的低温等温转变无碳化物贝氏体高碳低合金钢。对该钢低温等温淬火组织和干滑动摩擦磨损耐磨性及磨损机理进行研究,并与淬火+低温回火处理试样进行比较。结果表明,经1 000℃奥氏体化后在220℃盐浴中进行等温120 h的等温淬火处理,得到了由平均厚度约为120 nm的板条状贝氏体铁素体和薄膜状的残留奥氏体组成的无碳化物贝氏体组织,干滑动摩擦磨损相对耐磨性比回火马氏体组织提高19%,磨损机理为粘着磨损。     

组织形貌对X80管线钢性能影响

通过光学显微镜和透射电镜对不同工艺生产的X80管线钢的微观组织、位错形态及析出相等进行了对比分析.结合力学性能检测,研究了X80组织形貌对力学性能的影响.研究表明,针状铁素体晶粒大小、析出相分布、位错密度及位错形态对材料强度、韧性、脆性转变温度有明显的影响,通过固溶强化、细晶强化、位错强化、析出强化等综合强化方式获得了综合力学性能良好的X80管线钢.     

碳含量和组织类型对低合金钢耐蚀性的影响

研究了不同碳含量和显微组织的低合金钢的耐腐蚀性能和腐蚀行为,并与商业耐候钢09CuPCrNi进行了相应的比较.通过金相显微镜、扫描电镜观察,轧后水冷钢的主体组织为板条状贝氏体,轧后空冷钢为针状铁素体、粒状贝氏体、M/A小岛和少量渗碳体(珠光体)的混合物.用干湿循环加速腐蚀实验对耐蚀性测定结果表明:低碳钢(0.03%C)和轧后水冷的较高碳含量钢(0.1%C)的耐蚀性均明显优于09CuPCrNi;低碳含量钢的组织类型对其耐蚀性影响不大;较高碳含量情况下,单相贝氏体钢的耐蚀性优于由铁素体、渗碳体(珠光体)等构成的复相组织钢;轧后水冷时,不同碳含量的钢耐蚀性差别不大;轧后空冷时,低碳含量钢的耐蚀性优于较高碳含量钢.用扫描电镜对锈层进行观察,可以看出耐蚀性较好的样品在腐蚀后期形成了致密的内锈层.