高碳钢与球墨铸铁的两体磨粒磨损和基体显微组织的特性关系

基体组织对材料的性能有重要影响．本文以高锰钢、高碳低铬钢（ＧＣｒ１５）、球墨铸铁为试验材料，研究了不同热处理条件下获得的非平衡基体组织试样的碳化硅两体磨损特性．结果表明，在所试验的马氏体、马氏体十残余奥氏体、单相奥氏体以及贝氏体＋马氏体＋奥氏体复合基体中，以淬火马氏体最耐磨，贝氏体复合组织的耐磨性仅与高锰钢单相奥氏体相当．适当地增加残余奥氏体含量．即提高淬火温度可提高马氏体基体组织的耐磨性．     

Microstructures and mechanical properties of C-Mn-Cr-Nb and C-Mn-Si-Nb ultra-high strength dual-phase steels

The microstructures and mechanical properties of C-Mn-Cr-Nb and C-Mn-Si-Nb ultra-high strength dual-phase steels were studied by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and tensile test. The results show that Si can promote the transformation of austenite (γ) to ferrite (α), enlarge the (α+γ) region, and increase the aging stability of martensite by inhibiting carbide precipitation. Adding Cr leads to the formation of retained austenite and martensite/austenite (M/A) constituents, as well as the decomposition of martensite during the overaging stage. Both of the steels show higher initial strain-hardening rates and two-stage strain-hardening characteristics. The C-Mn-Si-Nb steel shows the higher strain-hardening rate than the C-Mn-Cr-Nb steel in the first stage; however, there is no significant difference in the second stage. Although the tensile strength and elongation of the two steels both exceed 1000 MPa and 15%, respectively, the comprehensive mechanical properties of the C-Mn-Si-Nb steel are superior.     

合金化对高锰钢奥氏体基体强度及耐磨性的影响

对传统成分的高锰钢及经过Ｃｒ、Ｎｉ、稀土等元素合金化的高锰钢进行了组织、结构和磨损性能分析。通过对各试样的点阵参数、耐磨性、磨痕形态的对比着重讨论了使铧对高锰钢奥氏体基体抗流变行为和加工硬化能力的影响,由此阐明了用合金化手段提高高锰钢耐性应综合考虑合金化对奥氏体基体的强化作用及形不散第二相碳化物两方面的因素。     

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.     

高锰钢薄板MAG焊工艺验试研究

采用大电流、细直径焊丝、高速送丝MAG焊工艺,对轧制的高锰钢薄板进行了焊接。分析了焊接接头组织及性能,得出了MAG焊焊接高锰钢的可行性。     

Effect of melting temperature on microstructural evolutions,behavior and corrosion morphology of Hadfield austenitic manganese steel in the casting process

In this study, the effect of melting temperature on the microstructural evolutions, behavior, and corrosion morphology of Hadfield steel in the casting process is investigated. The mold was prepared by the sodium silicate/CO₂ method, using a blind riser, and then the desired molten steel was obtained using a coreless induction furnace. The casting was performed at melting temperatures of 1350, 1400, 1450, and 1500℃, and the cast blocks were immediately quenched in water. Optical microscopy was used to analyze the microstructure, and scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffractrometry (XRD) were used to analyze the corrosion morphology and phase formation in the microstructure, respectively. The corrosion behavior of the samples was analyzed using a potentiodynamic polarization test and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in 3.5wt% NaCl. The optical microscopy observations and XRD patterns show that the increase in melting temperature led to a decrease of carbides and an increase in the austenite grain size in the Hadfield steel microstructure. The corrosion tests results show that with increasing melting temperature in the casting process, Hadfield steel shows a higher corrosion resistance. The SEM images of the corrosion morphologies show that the reduction of melting temperature in the Hadfield steel casting process induced micro-galvanic corrosion conditions.     

3Cr25Ni12耐热钢的组织与性能研究

研究了３Ｃｒ２５Ｎｉ１２耐热钢的组织结构与性能，并对３Ｃｒ２５Ｎｉ１２耐热钢的高温强度、抗氧化性等性能进行了探讨，结果表明，３Ｃｒ２５Ｎｉ１２耐热钢的奥氏体基体上有弥散分布的二次碳化物Ｍ２３Ｃ６析出，这是３Ｃｒ２５Ｎｉ１２耐热钢具有较高热强性的主要原因之一；奥氏体基体中含有较高的铬合金元素，使其抗氧化性能力得到提高     

Influence of cryogenic treatment on the wear characteristics of 100Cr6 bearing steel

A series of reciprocating wear tests were performed on the deep cryogenically treated and conventionally heat-treated samples of 100Cr6 bearing steel to study the wear resistance. The worn surfaces as well as the wear debris were analyzed by scanning electron microscopy. The improvement in wear resistance of the deep cryogenically treated samples ranges from 49% to 52%. This significant improvement in wear resistance can be attributed to finer carbide precipitation in the tempered martensitic matrix and the transformation of retained austenite into martensite. X-ray diffraction analysis shows that the volume fraction of retained austenite in the conventionally heat-treated samples is 14% and that of the deep cryogenically treated samples is only 3%.     

基于动态碳配分机制的高强塑积热成形钢研究

通过直接淬火、QP、回火等工艺对一种低碳含铜钢进行热处理,并使用拉伸试验机、落锤冲击试验机、扫描电镜、电子探针、X射线衍射、透射电镜等手段对其力学性能、显微组织和冲击性能进行表征.在连续冷却淬火过程中观察到碳在马氏体和残余奥氏体间的动态配分现象,QP处理和低温回火可改善实验钢的冲击韧性;实验钢综合力学性能良好:强塑积大于20 GPa%,抗拉强度超过1 400 MPa,延伸率约14%,室温冲击功高于40 J.结果表明,所开发的实验钢可以满足热冲压工艺对成形淬火一体化的要求,可作为具有高强塑积的热成形用钢.     

Variation in retained austenite content and mechanical properties of 0.2C–7Mn steel after intercritical annealing

The effects of annealing time and temperature on the retained austenite content and mechanical properties of 0.2C–7Mn steel were studied. The retained austenite content of 0.2C–7Mn steel was compared with that of 0.2C–5Mn steel. It is found that 0.2C–7Mn steel exhibits a similar variation trend of retained austenite content as 0.2C–5Mn steel. However, in detail, these trends are different. 0.2C–7Mn steel contains approximately 7.5vol% retained austenite after austenitization and quenching. The stability of the reversed austenite in 0.2C–7Mn steel is lower than that in 0.2C–5Mn steel; in contrast, the equilibrium reversed austenite fraction of 0.2C–7Mn steel is substantially greater than that of 0.2C–5Mn steel. Therefore, the retained austenite content in 0.2C–7Mn steel reaches 53.1vol%. The tensile results show that long annealing time and high annealing temperature may not favor the enhancement of mechanical properties of 0.2C–7Mn steel. The effect of retained austenite on the tensile strength of the steel depends on the content of retained austenite; in contrast, the 0.2% yield strength linearly decreases with increasing retained austenite content.     

淬火工艺对铬结构钢显微组织和力学性能的影响

研究了淬火工艺对低和中碳铬钢的显微组织、冲击韧性和断裂机制的影响．结果表明，提高淬火温度，使中碳钢所获得的、带方向性的纤维状马氏体和呈等边三角形出现的马氏体都是孪晶型的片状马氏体．低碳淬火钢中有相当数量的板条马氏体中也都带有孪晶．并证实，具有细小奥氏体晶粒的细片马氏体或隐针马氏体的冲击韧性值高于粗大的低碳板条马氏体．因此，无论是低碳，还是中碳和高碳钢，当奥氏体晶粒长大倾向稍大时，采取提高加热温度进行淬火的工艺是不可取的     

高铌X80管线钢的组织和性能

基于低C-Si-Mn加0.10%Nb而不加Mo的合金化设计,用高温轧制工艺(HTP,hightemperature processing)在实验室制得API X80级别管线钢.本次试验确定的主要技术参数为:精轧终轧温度830~850℃,终冷温度500~550℃,冷速25~28℃/s,精轧总压下率不小于75%.得到的组织以针状铁素体为主,加少量块状铁素体和粒状贝氏体,并在晶界分布有岛状组织.对冲击断口的金相、SEM(scanning electronmicroscopy)和EDS(energy dispersion scanner)观察发现脆性第二相粒子和原始奥氏体晶界是该管线钢的主要裂纹源.因...     

热处理工艺对TRIP钢性能的影响

采用亚临界等温淬火热处理工艺,得到了含有大量稳定残留奥氏体的一种新型高强度复相钢。该网在Ｍａ－Ｍｄ温度之间形变时,因残留奥氏体的应变诱导马氏体相变和相变诱发塑性－ＴＲＩＰ,延伸率大幅度提高,通过对其力学性能测试及其显微组织分析,探讨了ＴＲＩＰ效应提高结构钢性能的机理,研究了热处理工艺对ＴＲＩＰ结构钢性能的影响。     

冷轧Q345钢退火工艺的实验研究

对热轧Q345钢进行冷轧并模拟其连续退火工艺,对所研究的钢板进行显微组织分析和力学性能测试,旨在开发出具有良好性能的双相钢.研究结果表明:试制的退火钢板组织较为复杂,具有不同含量的铁素体、珠光体、马氏体等组织;具有较高的抗拉强度和较低的屈强比,但其延伸率较低,仅为14%左右.由于钢板的碳含量较高,因此,为获得良好的综合性能,不能按照传统的热处理工艺进行模拟,而应适当降低均热温度且提高快冷始温.     

低碳马氏体钢的细晶强化机理及其力学性能

对不同热处理条件下获得的低碳马氏体钢的微观组织及力学性能进行了系统的研究.实验结果表明,盐浴淬火热处理可以实现样品的快速、均匀加热,与常规的热处理条件相比,由于加热速度快、保温时间短,在材料完全奥氏体化初期或接近完全奥氏体化情况下,奥氏体晶粒还未长大,通过淬火得到较为细小的马氏体组织,可以获得力学性能优良的马氏体钢.通过优化的热处理参数可以将材料的抗拉强度和延伸率均提高10%以上.其中盐浴淬火在930℃×20s工艺下,抗拉强度达到1488GPa,延伸率为76%.     

奥氏体—铁素体区循环形变对Q235钢力学性能的影响

研究开发出了一种钢材料组织细化的新方法,即奥氏体——铁素体区循环形变,并采用自行设计的热模拟试样,研究了奥氏体——铁素体区循环形变对Q235钢力学性能的影响规律。结果表明：在大部分变形条件下,采用该方法所得到的Q235钢的抗拉强度大于500MPa,屈服强度大于400MPa,伸长率大于20%。     

低碳中锰Q690F高强韧中厚板生产技术

对低碳中锰Q690F高强韧中厚板进行了控扎控冷和热处理工艺试验，观察了显微组织，测定了拉伸和冲击性能，并阐述了其强韧化机制.结果表明:中锰钢的显微组织为亚微米尺度的回火马氏体+逆转变奥氏体的复合层状组织.中锰中厚板1/4厚度位置的屈服强度、抗拉强度、延伸率、-60℃冲击功分别为725MPa，840MPa，27.7%，130J.逆转变奥氏体发生相变诱导塑性(TRIP)效应产生的应变硬化是中锰钢主要的强化机制;TRIP效应吸收大量的应变能，推迟颈缩，增加均匀延伸率，是中锰钢主要的增塑机制;TRIP效应有效地提高了裂纹形成功和裂纹扩展功，是中锰钢主要的韧化机制.     

轧制冷却工艺对低合金调质钢力学性能的影响

通过采用不同的轧制和冷却工艺并进行再加热淬火和回火处理，分析各状态下的组织和力学性能以及不同轧态组织的再加热奥氏体化进程，研究了轧制冷却工艺对低合金调质高强钢力学性能的影响规律.结果表明，控制轧制能够增加轧态组织的原奥氏体晶界面积，提高再加热奥氏体形核率，得到较细化的再加热淬火组织，并且能够提高回火后的强韧性能.实验钢轧后连续水冷条件下得到马氏体组织，而空冷条件下得到的粒状贝氏体组织内碳元素分布不均匀，有利于提高再加热淬火回火后的强度.实验钢在控制轧制中断冷却工艺下能获得最佳的调质态力学性能.     

高锰系奥氏体热作模具钢时效过程中的内耗研究

研究了高锰系奥氏体热作模具（SDHA）钢时效过程中的内耗特性，并结合JMA方程分析了其时效动力学过程.结果表明，在时效过程中，SDHA钢在高温区域的内耗峰高度较其固溶态时有所降低，且峰宽变窄.这是由于时效过程中固溶于奥氏体间隙中的C发生了重新分配而使基体合金成分降低的缘故.在720 °C等温阶段，SDHA钢内耗随保温时间的增加而增大；而在550 °C等温过程中，其内耗随等温时间增加而降低.在低温时效初期，SDHA钢的间隙原子主要从奥氏体基体向界面及缺陷处扩散聚集；而在高温时效过程中，间隙C与奥氏体基体中固溶合金原子形成碳化物，并以缺陷处为核心而形核长大.     

利用水平外力总功研究PVA纤维增强水泥基复合材料韧性

为了研究对比PVA纤维、玻璃纤维、钢纤维水泥基复合材料和高强(钢纤维)混凝土的韧性,采用楔入劈拉法利用荷载与裂缝张口位移曲线(P-WCMOD)下包围的面积值并考虑夹具影响后水平外力做的总功作为评价指标进行对比.实验结果表明:水泥基体发生脆性断裂,从加载到试件破坏P-WCMOD曲线一直呈线性;高强(钢纤维)混凝土和钢纤维、玻璃纤维水泥基复合材料发生半脆性断裂,P-WCMOD曲线在峰值荷载附近有较小的非线性区;而在PVA纤维增强水泥基复合材料(PVA-FRCCs)中观察到韧性断裂,在P-WCMOD曲线中出现明显的假应变硬化现象;脆性和半脆性材料的试件从起裂到破坏,预制缝端部仅出现一条裂缝,且最终沿这条裂缝贯通,对于PVA-FRCCs,预制缝端出现多条细小裂缝,并最终沿着主裂缝贯通.比较几种材料的水平外力总功值可知,PVA-FRCCs韧性最好,钢纤维混凝土次之,钢纤维水泥基复合材料稍差,玻璃纤维水泥基复合材料最差.