铁素体耐热钢的组织与持久强度的研究

本文选用具有马氏体——铁素体混合组织的10Cr-2Mo系耐热钢,研究持久强度与组织关系.实验结果表明,马氏体——铁素体混合组织具有较高持久强度和较好的蠕变破断塑性.用断口特征和组织对应观察法发现:在较低温度下,以晶内断为主,断口平齐;在较高温度下,先产生孔洞,继而发展成裂纹,最后沿晶断,断口呈锯齿状,700℃以上时持久强度下降迅速.     

低碳高强度钢的组织结构与回火马氏体脆化

低碳高强度钢25Si2Mn2CrNiMoV在450℃回火状态下产生回火马氏体脆性.本文重点研究了这种钢回火马氏体脆化与钢的组织结构间的关系,提出了碳化物——残余奥氏体——杂质元素交互作用引起回火马氏体脆化的简单模型.     

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.     

低碳钢的淬透性与非马氏体分解产物对低碳马氏体机械性能的影响

国内外许多试验研究工作表明:低碳马氏体是高强度、大韧性相结合的组织状态。然而低碳钢或低碳合金钢的淬透性毕竟是较低的,在增大截面尺寸,心部获得非马氏体分解产物时,其综合机械性能变化规律如何?迄今还缺乏这方面的研究报导,为此本文通过试验,寻找了15、25、20Cr、和18CrMnTi四种钢,经过强烈淬火,保证心部获得100%、90%及50%低碳马氏体的最大钢棒直径,并同时分析研究了不同直径的上述四种钢心部非马氏体分解产物的变化规律及其对性能的影响。大截面静拉伸和扭转试验结果表明:试样心部出现10%的铁素体,对各项性能指标影响甚微,从静强度来说一般均在140～120公斤/毫米~2左右的高强度钢的强度范围,而心部出现10%以下屈氏体和铁素体时,虽有一定影响,但影响程度不大,心部组织中出现大量铁素体或屈氏体,性能将大大恶化。18CrMnTi钢大截面心部冲击值的模拟试验表明,心部出现20%的铁素体,室温冲击值在8公斤一米/厘米~2左右,而在-70℃时仍达6公斤一米厘米~2这说明非马氏体分解产物对低碳马氏体的脆性倾向影响较小,这是很可贵的。     

40Cr厚向性能差异化钢板的组织与性能

通常情况下耐磨钢板磨损到一定程度即报废,因此耐磨钢板厚度方向上不必全为淬硬层,而现有耐磨钢板热处理都是以全尺寸淬透为目标.针对此问题,提出采用瞬时淬火工艺制备厚向性能差异化钢板.实验选用厚度为30 mm的40Cr钢板,处理后其表层为针状马氏体和板条马氏体混合组织,过渡层由板条马氏体和贝氏体混合组织逐渐过渡为珠光体和铁素体混合组织,表面硬度710 HV,淬硬层深度9 mm,过渡层深度5 mm.试制的40Cr厚向性能差异化钢板具有良好的冲击韧性和耐磨性,为机械工程行业需要的"表硬里韧"钢板提供了一种新的选择.     

马氏体—铁素体组织的耐磨料磨损性

本文研究了45钢和50CrVA钢马氏体—铁素体混合组织的耐磨料磨损性,试验通过亚温淬火低温回火获得硬度相同,但马氏体和铁素体体积比不同的混合组织,进而在ML—10型肖盘式磨损试验机和SKODA—SAV IN快速磨损试验机上研究了铁素体相对量对耐磨料磨损性的影响。研究结果表明,在硬质回火马氏体基体上均匀分布着适量(10～20％)细小条粒状软韧相铁素体对耐磨料磨损性是有益的。但软韧相铁素体过多或无软韧相铁素体存在时都使耐磨料磨损性降低。     

控制轧制和控制冷却4C船板的组织和冷脆性

本文研究了轧制工艺参数(奥氏体化温度、道次压下率及终轧温度)对低碳钢板(4C船板)轧后铁素体晶粒平均直径和脆性转化温度的影响及后二者之间的相互关系。实验结果表明:这些轧制工艺参数中终轧温度起主要作用,它决定了轧后铁素体晶粒平均直径、脆性转化温度及-40℃时的冲击韧性;在约800℃终轧,效果最好。 本文也研究了轧后快冷时间及冷却速度对低碳钢板的组织和脆性转化温度的影响。实验结果表明,延长快冷时间及加快冷却对轧后组织产生复杂影响:使魏氏组织级别增加;使伪共析珠光体量增加;使珠光体退化及细化。这样复杂的组织变化,对脆性转化温度带来复杂的影响。结果表明,快冷时间及冷却速度都有一定限度。本文对低碳钢中珠光体的退化及珠光体形态作了一些研究。根据所得到的实验结果,关于控制轧制及控制冷却对低碳钢板的组织和冷脆性的影响,得出七点结论。     

珠光体对铁素体动态再结晶的影响

利用Gleeble 1500热模拟实验机进行单轴压缩实验,研究了工业纯铁和两种不同含碳量的低碳钢在700℃、不同应变速率条件下的热变形行为.实验结果表明,变形组织中的珠光体对铁素体动态再结晶行为具有重要影响,即增加钢中珠光体含量,可以促进铁素体动态再结晶过程的发生和发展,使得可以发生铁素体动态再结晶的应变速率范围变宽.     

780 MPa级微合金钢的激光相变硬化工艺及组织性能

利用4 k W光纤激光器对一种780 MPa级Nb-Ti-Mo微合金化的低碳钢进行了激光相变强化处理,研究了激光功率和扫描速度对激光相变区宏观形貌和显微硬度的影响,讨论了激光相变区显微组织的演变规律.结果表明:随着激光功率的增加或扫描速度的降低,激光相变区宽度和深度逐渐增加.激光相变区包含三个区域:微熔区、硬化区和过渡区.微熔区显微组织为铁素体、粒状贝氏体和马氏体;硬化区显微组织为全马氏体;过渡区为相对细小的全马氏体或与铁素体的混合组织.在所研究的参数中,硬化区的硬度可超过母材30%左右,平均硬度达到320 HV.实验钢表面耐磨性能提高30%左右.     

含钒钛低合金高强度碳锰钢中粒状组织的形成

在含钒钛的低合金高强度碳锰钢的热轧状态组织中发现一种粒状组织。随着这种组织的出现,钢的冲击韧性发生很大波动,有时甚至下降到很低值。为了探明粒状组织形成的条件和原因,本工作进行了几种不同的轧制工艺试验。结果得出一系列影响因素,诸如终轧前的待温、终轧温度和变形量及冷却速度等。试验结果证明粒状组织产生的本质原因乃是具有粗化了的奥氏体晶粒的钢,受到某种程度的过冷所致。 本工作也研究了粒状组织形成机理,结果发现,粒状组织是由基体和“岛屿”两部分组成。基体是魏氏组织铁素体,而“岛屿”是被魏氏组织铁素体围挤在中间的富碳奥氏体的转变产物。 根据试验研究,提出了这种钢合理的控制轧制方案,能够保证得到高强度高塑性等预期综合机械性能。     

针状铁素体/马氏体高强度低屈强比双相钢的EBSD研究

应用电子背散射衍射技术研究了具有针状铁素体/马氏体双相组织的高强度低合金钢的显微组织结构,且对其力学性能进行了检验.结果表明,这种钢种的平均晶粒尺寸达到了2μm级,属于细晶粒钢;双相组织中的马氏体相的体积分数为27.6%,铁素体相的体积分数为70.9%,且两相晶界取向差的半数为小角度晶界,有利于提高材料的塑性性能和形变能力,屈强比达到了0.674.讨论了晶粒尺寸、相体积分数和晶界取向差与材料力学性能的关系.     

中碳钢马氏体中存在铁素体时的强度与韧性

本文研究了中碳结构钢(45Cr及60D)马氏体基体上存在不同数量、大小、形状及分布的铁素体对宏观综合机械性能的影响规律.试验结果表明:在马氏体基体上存在少量薄片状或细小分散状的铁素体时,其静强度、旋转弯曲疲劳强度仍保持在高强度水平下,而塑性与韧性特别是断裂韧性(K_(1c))却有较明显的提高. 本文通过对透射电子显微组织形态分析以及扫描电镜断口特征分析的基础上,初步讨论了马氏体基体中铁素体形态的微观韧化机制。     

温轧对DP590钢层状超细晶双相组织与拉伸性能的影响

研究了DP590钢两相区不同温度轧制制备层状超细晶双相组织及其对力学性能的影响.结果表明，分别在两相区720,760和800℃温轧(对应WR720,WR760和WR800)时，钢板均获得层状结构超细晶铁素体和马氏体双相组织.对应马氏体体积分数分别为26.5%,37.2%和30.8%,大角度晶界铁素体平均晶粒尺寸分别为(1.92±1.32),(1.44±2.14)和(1.79±1.54)μm.值得关注的是，组织特征与力学性能和温轧温度并非线性对应关系，而是中间温度即760℃轧制钢板晶粒尺寸最小，马氏体体积分数最高，相应屈服强度和抗拉强度最高.从形变诱导铁素体相变和铁素体动态再结晶两方面讨论了这种温轧温度与组织及力学性能的非线性变化关系.     

中碳钢高温力学和冶金行为

采用Gleeble 1500热模拟机对CSP生产的SS400、Q235B和Q345B钢的热塑性进行了研究.结果发现,所研究的钢存在两个低塑性区,即凝固脆性温区(Tm～1 310℃)和低温脆性温区(850～725℃).试样断口金相和成分分析表明:产生凝固脆性温区的原因主要是高温下枝晶间有害元素S、P和O富集形成液膜;产生低温脆性温区的原因主要是奥氏体晶界出现铁素体薄膜以及细小AlN析出造成连铸坯的塑性降低.根据研究结果,提出了改善钢的热塑性防止铸坯裂纹的工艺建议.     

奥氏体变形对耐候钢相变行为及显微组织的影响

在MMS-100热力模拟实验机上采用热膨胀法结合硬度测试,对耐候钢进行了未变形和变形后的连续冷却的实验研究,建立了未变形和变形奥氏体的CCT曲线.利用光学显微镜、扫描电镜分析研究了冷却速度、变形条件对显微组织的影响.实验结果表明,从未变形到变形的过程,多边形铁素体相变开始温度升高,相变区左移,获得铁素体加珠光体混合组织的临界冷速增大.变形奥氏体的位错缠结抑制贝氏体长大,从而细化转变后的显微组织.     

超声无损表征30Mn2SiV钢复杂混合组织探讨

采用超声水浸线聚焦技术和频谱分析方法,研究了控轧控冷工艺生产的非调质D级抽油杆用钢30Mn2SiV复杂混合组织状态的超声无损表征方法,确定了不同质量分数的珠光体、铁素体及上贝氏体混合组织的相对衰减系数和相对相速度.含大量上贝氏体组织、珠光体 铁素体组织以及珠光体球化组织,相对衰减系数按照由大到小顺序变化,而相对相速度则依次增大.利用该方法可以无损区分30Mn2SiV钢的复杂混合组织.     

铜基形状记忆合金时效稳定化的一种机制

本文通过对两种铜基形状记忆合金Cu-23.12 Zn-4.37 Al及Cu-26.34 zn-3.24 Al-0.67Mn(Wt％),在不同状态下马氏体时效稳定化的研究,提出了一种新的马氏体时效稳定化机制——应力松弛机制,即在马氏体状态下使用或放置过程中,由于微观应力松弛,破坏了马氏体变体间及马氏体与母相间界面的共格性,使变体不易合并,引起马氏体稳定化。     

瞬时淬火工艺下低碳钢的组织演变规律

为了探究瞬时淬火工艺下低碳钢组织的演变规律,在热模拟机上对Q195和CR340试样进行了瞬时淬火处理.结果表明,瞬时淬火工艺初期得到马氏体+贝氏体+铁素体+未溶渗碳体的复杂混合组织;保温足够时间后,未溶渗碳体逐渐溶解使奥氏体平均碳浓度升高,奥氏体晶粒内碳浓度梯度减小,从而增加组织中马氏体相对量,最终得到全部板条马氏体组织.瞬时淬火工艺与传统淬火工艺相比可明显细化试验钢晶粒尺寸,提高升温速率对试验钢晶粒细化作用更明显.     

低活化铁素体/马氏体钢离子辐照后的微观结构变化

采用100keV的氢离子在450℃对两种成分的低活化铁素体/马氏体钢进行了辐照实验 同时为了对比研究低活化铁素体/马氏体钢中的合金元素在辐照过程中的行为,将Fe-10Cr合金以及纯铁一起进行了离子辐照.通过透射电子显微镜观察发现,当辐照剂量为1×10^17H＋/cm2时,在低活化铁素体/马氏体钢中产生了一定数量的位错缺陷,另外,发现有大量富含合金元素Cr的点状析出物产生.     

轧制工艺对CSP线热轧汽车用高强钢板组织特征的影响

研究了薄板坯连铸连轧(CSP)工艺生产高强度汽车用大梁板的工艺控制参数与力学性能和显微组织间的关系.根据柔性工艺控制的指导思想,在珠钢电炉CSP流程下实现了生产不同级别高强度钢板的柔性轧制工艺.利用扫描电镜和透射电镜研究了其组织和强度差异产生的原因.研究表明,钢板最终组织为多边形铁素体和少量珠光体组成,平均铁索体晶粒尺寸约为3.7～5.6μm;当降低卷取温度,部分渗碳体已破碎成细小的碳化物粒子分布于铁素体基体上,钢板中有少量贝氏体出现.