9Ni钢中逆转变奥氏体的稳定性

为了研究逆转变奥氏体在应力和低温条件下的稳定性,通过透射电子显微镜对淬火+回火(QT)和淬火+两相区淬火+回火(QLT)处理9Ni钢中逆转变奥氏体进行形貌观察.结果发现QT处理钢中逆转变奥氏体以块状形态存在;QLT处理钢中逆转变奥氏体以块状和薄膜状存在,薄膜状逆转变奥氏体分布在板条边界上.通过X射线衍射对液氮浸泡前后逆转变奥氏体含量和其碳含量的变化进行测量,发现QLT工艺处理后在液氮中稳定存在的逆转变奥氏体的含量要高于QT工艺.通过三点弯曲试验、单轴拉伸和压缩试验研究其机械稳定性,发现拉应力和压应力均能促使逆转变奥氏体转变,大部分残留奥氏体分布在晶内.     

Determining role of heterogeneous microstructure in lowering yield ratio and enhancing impact toughness in high-strength low-alloy steel

Here we present a novel approach of intercritical heat treatment for microstructure tailoring, in which intercritical annealing is introduced between conventional quenching and tempering. This induced a heterogeneous microstructure consisting of soft intercritical ferrite and hard tempered martensite, resulting in a low yield ratio(YR) and high impact toughness in a high-strength low-alloy steel. The initial yielding and subsequent work hardening behavior of the steel during tensile deformation were modified by the presence of soft intercritical ferrite after intercritical annealing, in comparison to the steel with full martensitic microstructure. The increase in YR was related to the reduction in hardness difference between the soft and hard phases due to the precipitation of nano-carbides and the recovery of dislocations during tempering.The excellent low-temperature toughness was ascribed not only to the decrease in probability of microcrack initiation for the reduction of hardness difference between two phases, but also to the increase in resistance of microcrack propagation caused by the high density of high angle grain boundaries.     

Determining role of heterogeneous microstructure in lowering yield ratio and enhancing impact toughness in high-strength low-alloy steel

Here we present a novel approach of intercritical heat treatment for microstructure tailoring,in which intercritical annealing is introduced between conventional quenching and tempering.This induced a heterogeneous microstructure consisting of soft intercritical ferrite and hard tempered martensite,resulting in a low yield ratio(YR)and high impact toughness in a high-strength low-alloy steel.The initial yielding and subsequent work hardening behavior of the steel during tensile deformation were modified by the presence of soft intercritical ferrite after intercritical annealing,in comparison to the steel with full martensitic microstructure.The increase in YR was related to the reduction in hardness difference between the soft and hard phases due to the precipitation of nano-carbides and the recovery of dislocations during tempering.The excellent low-temperature toughness was ascribed not only to the decrease in probability of microcrack initiation for the reduction of hardness difference between two phases,but also to the increase in resistance of microcrack propagation caused by the high density of high angle grain boundaries.     

电阻焊接用高强Q125级石油套管钢组织及其性能

设计了一种低合金含量的Q125级高强度石油套管用钢,研究了热处理工艺对实验钢组织和力学性能的影响．与870℃淬火＋500℃回火工艺相比,实验钢在850℃淬火＋500℃回火工艺下具有更好的强韧性配合．与870℃淬火相比,850℃淬火处理的奥氏体晶粒尺寸较小,使决定钢力学性能的晶区、板条束尺寸细化,因此其性能更优异．淬火温度对实验钢的析出行为影响不大．尺寸较大的TiN以及TiC和TiN复合析出物对奥氏体晶界起到钉扎作用,可以抑制奥氏体晶粒的长大;含有Mo的尺寸较小的TiC可以起到钉扎位错的作用,阻止位错移动,对强度的提高贡献很大．     

深冷及回火处理对高速钢M42组织和力学性能影响

采用金相显微镜、扫描电镜及硬度仪,研究了-196℃深冷处理与常规热处理工艺组合对M42高速钢微观组织及硬度的影响,所采用的组合工艺包括:淬火+深冷处理,淬火+深冷处理+回火,淬火+回火+深冷处理.结果表明:淬火后深冷处理24h的工艺能明显细化晶粒,提高M42高速钢的硬度,促进残余奥氏体向马氏体转变及碳化物析出并弥散分布,并改变了马氏体的形态.在回火前对M42钢进行深冷处理可降低二次硬化回火温度,峰值温度由525℃降至450℃,硬度值为998.2HV,较未深冷处理提高了5.0%.回火后深冷处理工艺对M42高速钢组织及硬度的影响不明显.     

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.     

一种Mn-Al系TRIP钢的临界区奥氏体稳定化研究

利用实验室MMS-200热模拟试验机对Fe-0.2C-7Mn-3Al钢的临界区奥氏体稳定化行为进行研究.通过SEM,EPMA,TEM和XRD等手段观察并分析了实验钢的微观组织演变以及C和Mn元素的配分过程.实验结果表明,不同的临界区退火温度下,实验钢中均存在25%~30%左右的粗大压扁状δ铁素体.随着退火温度的升高,微观组织中残余奥氏体的含量先增加后减小,体积分数为10.2%~32.5%,残余奥氏体与临界区铁素体呈板条状相间分布,板条宽度约200~300 nm.最佳的临界区退火温度为750℃.C,Mn,Al元素的协同作用促进了临界区奥氏体的稳定化,使得实验钢能够在较短的时间内完成有效的配分.     

Structural refinement of 00Cr13Ni5Mo2 supermartensitic stainless steel during single-stage intercritical tempering

The 00Cr13Ni5Mo2 supermartensitic stainless steel was first tempered at 570–730℃ for 2 h to observe the microstructure and hardness changes. The tempering temperature was set to 600, 650, and 700℃, which is below, equal to, and above the austenite transformation start temperature, respectively, for each holding period to investigate the effects of tempering time on the structure and properties of the steel. The microstructure of the specimens was examined by optical microscopy and transmission electronic microscopy, and the phase composition was detected by X-ray diffraction. As expected, lath refinement was observed in the steel tempered at 700℃, and the refinement degree significantly depended on the tempering time. Contrary to normal steel softening by tempering, the hardness performance of the steel was significantly enhanced primarily because of the refinement of martensite laths after single-stage intercritical tempering. It is believed that the reverse transformation of martensite (α′) to austenite (γ) is responsible for the refinement.     

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.     

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.     

淬火回火低碳合金钢亚温退火过程中奥氏体的形成

本文研究了原始组织分别为“回火马氏体”和“回火冷轧马氏体”的10Mn CrNi Mo V钢亚温退火过程中奥氏体的形成。研究结果表明:奥氏体形成是形核和长大的过程。奥氏体优先在位于铁素体晶界和铁素体板条界上的碳化物处形核。奥氏体长大,在较低的亚温退火温度下,由晶界扩散控制,而在较高的亚温退火温度下,则由体积扩散所控制。亚温退火过程中发生锰的再分配,在奥氏体/铁素体界面上锰浓度有极大值,而在邻近的铁素体中的锰浓度有极小值,它减慢奥氏体的长大速度并控制显微组织的均匀化。奥氏体形态对原始组织很敏感,当原始组织为“回火马氏体”时,奥氏体为纤维状和半网状的混合形态;当原始组织为“回火冷轧马氏体”时,奥氏体为等轴状。     

06Ni9钢回转奥氏体的形成及稳定性研究

针对06Ni9钢回火时回转奥氏体的形成过程存在模糊认识问题,在Fe-Ni相图的基础上,较深入地分析了回转奥氏体的形成过程,包括碳原子的析出、奥氏体的形成和合金元素的再分配,同时讨论了回转奥氏体的稳定性。研究表明,06Ni9钢淬火后回火时,回转奥氏体回火温度太高,奥氏体数量增多,减小了其合金化程度;回火温度太低,原子扩散能力减弱,可能形成脆性的金属间化合物,所以存在最佳的回火温度范围(540~620℃)。为了保证06Ni9钢较高的低温冲击韧度,回转奥氏体数量(质量分数)应控制在10%以下。     

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.     

Al对淬回火H11钢力学性能和碳化物的影响

研究了Al质量分数为0.77％及不含Al的H11钢在不同淬回火处理工艺下的硬度和冲击功的变化规律,并对两种钢原始退火态、1060℃淬火、1060℃淬火+510℃回火、1060℃淬火+560℃回火和1060℃淬火+600℃回火处理后的试样进行碳化物萃取,同时借助扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析了Al对H11钢中碳化物形态及类型的影响.结果表明:(1)Al能提高H11钢的冲击韧性和回火硬度,但会使淬火硬度有所降低.(2)Al可以促进H11钢淬火过程中碳化物的溶解和元素的均匀分布.(3)Al会阻碍H11钢回火过程中碳化物的析出和聚集,这种作用在560℃以下回火时更加显著.(4)Al可以使H11钢回火时的(Fe,Cr)2C、MoC、Cr7C3类碳化物更加稳定,抑制(Fe,Cr)3C、Mo2C和Cr23C6类碳化物的析出,这是因为Al可以阻碍H11钢中碳及合金元素在回火过程中的聚集.     

两相区退火温度对高铝低硅TRIP 钢组织性能的影响

对高铝低硅TRIP钢进行两相区退火,通过分析退火后实验钢的微观结构和力学性能,建立了加工硬化指数与相组成的关系,探讨了残余奥氏体稳定性对力学性能的影响.结果表明,随着两相区退火温度的升高,实验钢中贝氏体含量逐渐降低,残余奥氏体含量先增大后降低,并在930℃退火时达到最大.随着两相区退火温度的升高,实验钢的抗拉强度逐渐降低,延伸率先增大后降低,930℃退火时抗拉强度为665MPa,延伸率达到最大,为30%,强塑积约为20GPa·%.EBSD统计和拉伸试验的结果表明,两相区退火温度为930℃时,残余奥氏体稳定性适中,从而在拉伸过程中不断地提供加工硬化,推迟颈缩的发生,大幅度提高塑性.     

预处理组织对低碳钢IQ&P工艺下组织及性能影响

采用γ单相区和γ+α双相区轧制并淬火工艺以及双相区再加热-淬火-碳配分( IQ&P)工艺,研究预处理组织对低碳钢室温状态多相组织特征及力学性能的影响规律. 实验用低碳钢经两种工艺轧制并淬火处理,获得马氏体和马氏体+铁素体的预处理组织,再经双相区IQ&P工艺处理后均获得多相组织. 马氏体预处理钢的室温组织由板条状亚温铁素体、块状回火马氏体以及一定比例的针状未回火马氏体和8. 2%的针状残余奥氏体组成;马氏体+铁素体预处理钢由板条状亚温铁素体、块状和针状未回火马氏体以及14. 3%的短针状或块状残余奥氏体组成. 在相同的双相区IQ&P工艺参数下,预处理组织为马氏体的钢抗拉强度为770 MPa,伸长率为28%,其强塑积为21560 MPa·%;而预处理组织为马氏体+铁素体的钢抗拉强度为834 MPa,伸长率增大到36. 2%,强塑积达到30190 MPa·%,获得强度与塑性的优良结合.     

45钢亚温淬火组织及性能研究

45钢是我国目前用量较大的调质钢,通过研究45钢经调质和亚温淬火热处理后的硬度,冲击韧度和金相组织,来寻求合适的45钢热处理工艺.结果表明,45钢仅采用调质处理,不能满足高硬度高韧性的技术要求,采用亚温淬火热处理配合可解决上述问题,得到最优的综合力学性能,考虑经济性时可直接采用770℃淬火500℃回火的热处理工艺.在保证45钢强度和硬度的同时,要提高韧性的最理想的热处理工艺为840℃淬火550℃回火＋770℃淬火500℃回火.     

2Cr13钢两种不同显微组织的氢脆敏感性研究

本文研究了2Cr13钢的两种不同显微组织的氢脆敏感性。两种组织中,等温处理组织的氢脆敏感性最高,双重处理组织的氢脆敏感性最低。分析表明,沿原奥氏体晶界分布的碳化物以及碳化物以细片状析出于马氏体板条界均增大组织的氢脆敏感性。     

YK 钢热处理工艺对硬度的影响

研究了林业削片机刀片新材料ＹＫ钢奥氏体化条件对淬火效果的影响．探索了奥氏体化温度与时间对奥氏体晶粒度的影响，以及奥氏体化条件与淬火硬度、残余奥氏体及回火转变之间的关系．结果表明：针对新钢种的化学成分与刀片的服役要求，适当提高奥氏体化温度，并合理利用其二次硬化现象，可有效发挥新材料的性能潜力．     

D2冷作模具钢的回火转变研究

研究了D2冷作模具钢淬火后,在不同温度下回火的组织及性能变化规律,结果表明,引起D2钢二次硬化的原因,除了残留奥氏体的转变以外,另一个重要因素是VC,Mo_2C 等强化相的析出和沉淀。实验结果完善了D2冷作模具钢的二次硬化机制,并为D2钢的二次硬化处理提出最佳工艺。