55SiMnVB弹簧钢板高温形变热处理强化效果遗传性初探

55SiMnVB钢经遗传工艺(高温形变火淬-软化回火-二次淬火+中温回火)处理后,与常规热处理相比,抗拉强度提高20％,断面收缩率提高20～30％。经预应力喷丸后的单片疲劳寿命普遍接近一百万次,该钢具有明显的遗传强化效果。经初步探讨,认为经遗传工艺处理的55SiMnVB钢具有一定的遗传强化效果的原因是由于形变诱发碳化物析出,Ms点升高,板条马氏体增多并细化,形变诱发析出较为稳定的弥散分布的碳化物,对于形变造成的大量位错起钉扎作用形成较为稳定的位错网络。     

位错结构遗传与回火脆化倾向

作者通过系列冲击实验和透射电镜,研究了高温形变遗传热处理60Si2Mn钢的位错结构遗传性与回火脆化倾向。结果表明,遗传处理后,试样仍然保留着稳定的位错网络和平行位错偶极子结构。它显示出遗传位错具有相当的稳定性。并且通过遗传位错扩散管道,促进了脆性杂质P原子向晶界偏聚,提高了材料的回火脆化倾向。     

中碳钢高温形变热处理强化机理探讨

经比较高温形变热处理反常规热处理后的55SiMnVB 钢55碳钢的力学性能及组织结构,本文得出了形变强化的原因:形变使位错密度增加及形成稳定的位错亚结构,改变了碳化物的析出和分布以及孪晶结构所处的位置。而形变织构及晶粒的细化,不是形变强化的主要原因。晶粒细化对材料的塑韧性有着较大的影响。     

形变热处理对基体钢65Cr4W3Mo2VNb组织、性能影响的研究

本文对基体钢65Cr_4W_3Mo_2VNb进行了压缩式形变热处理的实验研究,采用高温(900℃)及低温(550℃)不同变形量后分别进行油淬、270℃、240℃等温淬火,得到形变M及形变B M组织。观察了形变前、后M及B M组织及亚结构,用电子衍射法测定了形变过程中及回火后析出的碳化物,用x射线法定性地测量了Ar量及位错密度。研究了形变对M及B M硬度的影响及对回火后硬度的影响,已经查明:高温形变使该钢的二次硬化峰得到加强,低温形变使二次硬化提前出现。将高温形变热处理用于螺钉一字槽冷镦模可以简化生产流程,改善流线分布,提高模具寿命1.6～4倍。     

高温循环变形对JLF-1钢微观结构的影响

低活性铁素体/马氏体钢,JLF-1,是聚变堆和超临界水冷堆的候选结构材料,高温循环软化现象是设计必须考虑的因素之一.为掌握JLF-1钢高温循环变形机理,本文采用透射电镜对JLF-1钢高温低周疲劳后样品的微观结构进行了分析,发现JLF-1钢的循环软化现象与位错密度、位错胞、板条宽度有关 其峰值拉应力与位错密度、板条宽度呈函数关系.     

热轧SX65双相钢电弧焊接性能的研究

研究了鞍钢试生产的热轧 SX65 双相钢电弧焊接性能。结果表明,电弧焊热影响区高温回火区内硬度明显下降,接头拉伸时均在此处断裂(抗拉强度 610 MPa)。实验证明热影响区的回火区处在熔合线的 1.5mm 左右,恰是硬度降低和强度较低的区域,是母材原始组织中铁素体位错密度降低及 15％ 的马氏体回火导致软化的原因。     

12Cr1MoV耐热钢高温加热过程中位错组态的TEM研究

用透射电子显微镜(TEM)对12Cr1MoV珠光体耐热钢的位错组态和其他细节进行了观察和分析.结果表明,在12Cr1MoV正火后的高温回火和高温长时间加热过程中,12Cr1MoV中的相变位错首先发生部分回复,接着出现了位错胞结构,随后位错密度大大降低.最终,12Cr1MoV钢在高温时效后形成了低密度的线状位错组态,构成了比较稳定的位错网络.以上这些微结构变化伴随着材料力学性能的退化.     

新型耐热钢的高温低周疲劳性能

研究了新型锅炉用耐热钢ＨＣＭ２Ｓ钢和Ｐ９１钢的高温低周疲劳性能．结果表明,ＨＣＭ２Ｓ钢和Ｐ９１钢均为循环软化材料．通过ＴＥＭ分析发现：ＨＣＭ２Ｓ钢的循环软化与富碳小岛中的马氏体板条回复、稳定位错胞的形成和Ｍ６Ｃ的生成有关,Ｐ９１钢的循环软化则与位错密度降低、位错重新分布引起的强化作用减弱有关,而Ｍ２３Ｃ６粗化只是Ｐ９１钢初始软化后,其强度不断降低的一个原因．同时,还给出了ＨＣＭ２Ｓ钢和Ｐ９１钢的应变－寿命方程     

形变热处理对9Ni低温钢组织和性能的影响

本文研究了9Ni低温钢经形变热处理后的室温力学性能及-196℃冲击韧性;观察了晶粒大小、断口形貌及组织结构。结果表明:高温形变热处理比普通热处理及a+γ两相区热处理有较好的低温韧性及强度,低温韧性提高12％左右,室温强度提高的最大值为107.8MPa。认为马氏体组织细化、回火组织中保留较多的位错亚结构、逆转变奥氏体均匀分布是提高强度和低温韧性的原因。     

表面形变强化对中碳钢疲劳强度的影响及强化机理

本文研究了表面形变强化对不同热处理状态的45Cr钢三点弯曲、不对称循环下疲劳强度的影响,并用x射线衍射法测定了残余应力的分布及半高宽,用电镜观察了断口形貌和断裂特征. 表面形变强化后材料疲劳强度的提高可归结为宏观残余应力、表面光洁度和组织结构变化三个基本因素. 高温回火试样经滚压强化后,其组织结构变化既有组织强化又有组织损伤,它对疲劳强度的影响比残余应力要小些.但当残余应力衰减较剧时,它又会成为影响疲劳强度的主导因素. 低温回火试样的形变强化效果显著.除了残余压应力的有利因素外,材料表层回火马氏体微观不均匀性的改善也对疲劳抗力的提高起了重要作用.     

SPV490钢板直接淬火回火工艺的研究

针对SPV490钢控轧后的直接淬火回火工艺进行研究.结果表明,采用再结晶区控轧后结合直接淬火回火工艺时,实验钢的强度大幅度提高,但韧性下降;采用在奥氏体再结晶区变形44%,然后在未再结晶区变形的两阶段控轧工艺后结合直接淬火回火工艺时,由于在细化晶粒的基础上增加晶粒内部变形带数量及位错密度,从而获得细小、均匀的组织,实验钢的综合力学性能良好.     

高锰钢形变过程中加工硬化机理的研究

采用Gleeble-3500试验机对ZGMn13Cr2高锰钢进行0.1s-1应变速率下的室温压缩实验,应变量分别为5%,30%和50%.利用金相显微镜、维氏显微硬度机、XRD和TEM等方法,研究了压缩变形量对ZGMn13Cr2显微组织衍变及加工硬化机制的影响.结果表明:高锰钢压缩变形后晶粒内出现大量变形带,变形带相互交叉、缠结、割截.压缩变形量为5%时,高密度位错相互缠结呈位错胞或者位错墙,压缩变形量为30%时,基体内出现形变孪晶,随着变形量的进一步增大,孪晶的密度和体积分数增大,水韧态高锰钢在压缩变形量为50%的条件下,其显微硬度与初始态相比提高了125%,达到HV560.8.XRD结果显示,压缩变形后基体组织为奥氏体和少量的碳化物,未发现相变诱发马氏体组织.随着变形量的增大,高锰钢加工硬化机理由位错强化机制向形变孪晶强化为主、位错+少量层错强化机制为辅的机制转变.     

渗硼对钢材机械性能的影响

本文研究了固体渗硼对钢材(20CrMo,45,T8及 GCr15)机械性能的影响。渗硼后得到Fe_2B或 FeB Fe_2B渗硼层。本研究进行了渗硼试样的拉伸、多次冲击以及旋转弯曲疲劳试验,并与未渗硼试样进行比较。其结果为:(1)对于低碳合金钢(20CrNiMo、20CrMo),渗碳对拉伸强度及多次冲击抗力的影响很小,韧性有所下降;渗硼后进行淬火及低温回火处理,使强度及韧性均下降。(2)对中碳结构钢(45),渗硼对拉伸强度及多冲抗力影响也很小,韧性也有所下降。渗硼后经淬火高温回火,刚拉伸强度有所增加,塑性稍有下降。若渗硼后再经淬火及低温回火,拉伸强度及塑性均有显著降低。45钢渗硼后,疲劳强度提高,单相时提高更多。(3)对于高碳工具钢T8及滚动轴承钢GCr15,渗硼后拉伸强度及塑性均下降,后者下降幅度更大;多冲抗力也有所下降。     

低温压力容器钢回火过程组织转变规律

以07MnNiMoVDR钢为研究对象,通过热膨胀试验、TEM检测相结合的方法,研究其回火过程中各回火温度区间中组织转变和碳化物析出的变化规律.结果表明:300℃回火时,残余奥氏体分解,片状θ-碳化物位于仍具有较高位错密度的α相板条之间;650℃回火时,α相除回复外,部分α相还发生了再结晶,析出物分布于已回复的板条之间以及再结晶晶界上.     

激光相变硬化对轴承钢组织与性能的影响研究

本文对低温回火态Gcr15轴承钢的激光相变硬化处理进行了研究.试验了激光处理的工艺参数对硬化过程的显微组织、淬硬层的硬度变化、残余应力分布、残留奥氏体形貌与数量以及耐磨性能等的影响.结果表明:经激光相变硬化处理后,Gcr15钢的表面硬度可达HV1000以上,硬化层的显微组织为缺陷密度高的隐针马氏体,晶粒度为ASTM 14级,残留奥氏体约达20%,呈膜态分布于马氏体条片之间及碳化物周围,超细的碳化物非常弥散地分布着,表面层保持较大的压应力而耐磨性能明显提高.据此,可以认为激光相变硬化的强韧化机制是:晶粒细化强化、亚结构强化,弥散析出强化以及残留奥氏体强化等的综合贡献.     

SA508-Ⅲ钢的氢致脆性行为

采用高温高压气相热充氢方法,将氢充入SA508-Ⅲ钢.在常温下,研究了氢与SA508-Ⅲ钢的拉伸变形行为的交互作用,以澄清钢的氢致脆性机理,为核电用钢的安全设计提供理论依据.结果表明,充氢使钢的屈服强度略升高,而钢的断面收缩率明显降低.充氢后钢的拉伸断口由纯微孔聚集型断口转变为韧窝加河流花样复合型断口.钢的屈服强度升高主要归因于在弹性变形阶段氢对位错的钉扎,从而阻碍了位错开动.然而在塑性变形阶段,氢随可动位错迁移并不断富集于碳化物与基体界面处,当氢浓度达到一定值时,造成碳化物与基体之间的结合强度降低,从而引起钢的塑性降低.     

Nanoscale precipitates and comprehensive strengthening mechanism in AISI H13 steel

The effects of heat treatment on the precipitates and strengthening mechanism in AISI H13 steel were investigated. The results showed that the presence of nanoscale precipitates favorably affected grain refinement and improved the yield strength. The volume fraction of precipitates increased from 1.05% to 2.85% during tempering, whereas the average precipitate size first decreased then increased during tempering. Contributions to the yield strength arising from the various mechanisms were calculated quantificationally, and the results demonstrated that grain refinement and dislocation density most strongly influenced the yield strength. In addition, under the interaction of average size and volume fraction, precipitates’ contribution to the yield strength ranged from 247.9 to 378.5 MPa. Finally, a root-mean-square summation law of σ = σ_g + σ_s + (σ_d2 + σ_p2)1/2, where σ_g, σ_s, σ_d, and σ_p represent the contributions of fine-grain strengthening, solid-solution strengthening, dislocation strengthening, and precipitation strengthening, respectively, was confirmed as the most applicable for AISI H13 steel, which indicates a strong link between precipitates and dislocations in AISI H13 steel.     

典型工件大功率感应脉冲淬火

对４０Ｃｒ钢和５０优质碳素钢典型工件进行大功率感应脉冲淬火试验研究，结果表明，与普通高频淬火相比较，感应脉冲淬火工件变形微小，并可获得超常增硬效果，工件表面组织中，原始奥氏体晶粒超细化，极细的马氏体单元呈分散，混乱排列，马氏体板条的位错密度和马氏体片的孪晶密度均提高１倍。