高速钢在回火时奥氏体的稳定化现象

以膨胀及磁性测量方法研究了p18高速钢在回火时奥氏体的稳定化现象。经发现、经催化作用以后,在冷却过程中保温,使M′温度降低和在室温时残余奥氏体量增加(Δγ′)。稳定化的程度因保温时间的增长而增加,直至达到一定的(ΔM′)最大数值。稳定化作用在开始时进行得极快。在M′以上保温,增高保温温度使稳定化的初速及(ΔM′)最大和(Δγ′)值都减小。相反,在M′以下保温,增高保温温度,使Δγ′值增加。文中提出了可能的解释。     

高速钢中奥氏体的催化作用(一)

和以及早年证明,奥氏体经回火后系在冷却过程中转变为马氏体。其转变点以M′来标示。指出,高速钢在一定的回火温度下,M′随回火的时间而改变,回火时间愈长,其M′愈高。Cohen等指出,经淬火的高速钢必须在一定温度经一定时间的回火,其奥氏体始经受催化作用,如:     

Q&P钢配分过程中的组织演变

利用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射和电子探针等研究了0.2C--1.51Si--1.84Mn钢在配分阶段组织的演变情况.配分温度为400℃时,碳在10 s时就可以完成配分,得到残余奥氏体最大体积分数为13.4%.随着配分时间的增长,钢中马氏体发生回火现象,奥氏体发生分解,强度、延伸率降低.当配分时间达到1000 s时,屈服强度、延伸率突然升高.分析认为马氏体回火带来的塑性提高抵消了残余奥氏体量减少引起的塑性降低,并且由于渗碳体和碳化物的析出,变形时阻碍位错的运动,从而提高了屈服强度.通过电子探针分析说明配分阶段发生了碳的扩散,随着配分时间的增长,发生了渗碳体和碳化物的析出,降低了残余奥氏体中碳的含量.     

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.     

回火工艺对热轧高强贝氏体钢轨组织和力学性能的影响

本文研究了不同回火工艺条件下热轧态U25CrNi高强贝氏体钢轨的组织与力学性能变化。结果表明,试验钢热轧态和回火组织均由贝氏体、马氏体和残余奥氏体构成。当回火条件为300℃×200min时,试验钢中部分残余奥氏体发生贝氏体相变,钢的各项力学性能变化不大;当回火温度升至400℃时,试验钢中残余奥氏体体积分数较大,碳化物析出量较少,内应力进一步释放,试验钢的延伸率和冲击吸收功达到最大值,同温度下延长回火时间至360min,钢中碳化物颗粒析出增多,延伸率和冲击性能明显降低;当回火温度为500℃时,试验钢中贝氏体铁素体明显粗化,并伴随大量碳化物颗粒析出,残余奥氏体大量分解,出现了回火脆性。综合考虑,U25CrNi热轧高强贝氏体钢轨的最佳回火工艺为400℃×200min。     

亚稳奥氏体对高强度海洋工程用钢力学性能的影响

采用力学性能测试、组织观察等方法研究临界退火和不同温度回火对海洋工程用钢显微组织和力学性能的影响.结果表明,实验钢经两相区退火和不同温度回火后,获得了回火马氏体及不同体积分数(0~6%)的残余奥氏体.随实验钢中残余奥氏体体积分数的增加,屈服强度从753MPa降低到506MPa,抗拉强度介于794~843MPa,屈强比从0.9降低到0.6,延伸率从31.3%提高到36.2%.实验钢中残余奥氏体能够提高冲击塑性变形能力并阻碍裂纹扩展,在-80℃冲击功达到236J,然而热稳定性差的残余奥氏体在低温下优先转变成马氏体并降低了低温韧性,冲击功下降到136J.     

耐冲击工具钢5Cr8MoVSi热处理过程中组织结构的变化

对5Cr8MoVSi钢热处理工艺研究表明，经840℃退火，碳化物类型以M23C6为主，并有少量的MC和M7C3.淬火组织中剩余碳化物以MC和M7C3为主，M23C6型碳化物在淬火加热时大部分溶解．该钢随淬火加热温度升高，淬火马氏体由板条状和针状马氏体混合组织过渡到以板条状马氏体为主．在沉淀硬化的回火温度(485℃)下，淬火针状马氏体仍显示出原马氏体针；而淬火板条状马氏体的板条状方向性几乎被完全切断，显微组织呈均匀化．该钢在1000～1050℃淬火时，残余奥氏体量为10．7％～12．3％，经485℃一次回火时，残余奥氏体量减少不大，因此，应进行二次或三次回火．淬回火HRC硬度最高为58～60．     

低Al含量Fe-C-Si-Mn轻量化高强钢的微观组织与力学性能研究

从工业化应用角度出发,本文设计了两种不同Al含量(分别为1%和2%)的Fe-C-Si-Mn轻量化高强钢,研究了奥氏体化温度对钢微观组织和力学性能的影响。结果表明,添加一定量Al元素后,钢密度相较于普通碳素钢有所降低。Al含量为1.0%时,钢经淬火-回火处理后组织为回火马氏体板条,当奥氏体化温度为1 050℃时,钢的综合力学性能最佳,其性能较锻态钢有显著提升。而当Al含量为2.0%时,不同奥氏体化温度热处理后钢组织为回火马氏体板条+铁素体,力学性能较锻压态无明显改善,表明2.0%Al钢不宜进行淬火-回火热处理。     

无Co超高强高韧马氏体钢回火微观结构的穆斯堡尔谱

用Mssbauer谱学对新型无Co高强高韧钢在不同温度回火后的超精细场分布进行了研究,得出了合金元素的分布,碳化物和奥氏体量随回火温度的变化规律·结果表明,新型无Co高强高韧钢在低温回火阶段析出的主要是ε碳化物,且随回火温度的升高析出量增加,这增强了抵抗回火软化的能力·残余奥氏体量随回火温度的升高略有分解,不过奥氏体量仍较高从而提高了钢的韧性·随着回火温度升高,合金元素分布有所不同,其中在220℃以上回火,FeCNi(1)原子组态有明显增加,致使屈服强度有所回升     

过共晶超高铬铸铁合金的组织与性能

研究了过共晶超高铬铸铁的组织和热处理工艺对其性能的影响,过共晶超高铬铸铁的铸态组织由初生碳化物M7C3 共晶(M7C3 M23C6) 马氏体 残余奥氏体组成,其中初生碳化物(M7C3)为六方形长秆状.在1050℃淬火的条件下,低温回火时,材料的硬度、冲击韧性的变化不大,回火温度提高到450℃后,材料的硬度显著升高,相应的冲击韧性下降;回火温度继续上升,材料的硬度下降,冲击韧性升高.     

钨基辐照材料纳米氦泡诱导位错成核的分子模拟

基于分子动力学模拟, 系统研究纳米氦泡的内压、孔径和温度对钨基辐照材料位错成核机理的影响. 首次采用微动弹性带 (nudged elastic band, NEB) 方法对氦泡诱导位错成核的能垒进行分析. 研究发现, 存在一个极限氦/空位比, 当氦/空位比超过该极限值时, 纳米氦泡通过内压驱动位错成核、位错竞争与反应、交滑移等微观机理生成并发射柱型位错环而长大;氦泡诱导位错成核所需的极限内压随温度的升高与氦泡的长大而减小, 氦/空位比的增加可以有效地降低位错成核所需的能垒.     

低碳Si-Mn系DQ&P钢组织演变模拟研究

以低碳Si-Mn钢为研究对象,采用直接淬火-配分工艺,研究了不同变形温度和配分时间对组织演变行为的影响.结果表明,QP钢典型组织由马氏体、铁素体和少量残余奥氏体组成.其中马氏体呈现板条马氏体、孪晶马氏体等特征.随着配分时间的延长,显微组织呈现回火转变趋势.当变形温度为950℃和880℃时,残余奥氏体体积分数先增加后减少,均在配分150 s时达到最大值,分别为9.1%,10.1%.当变形温度在820℃时,由于先共析铁素体的存在易于获得较多的残余奥氏体,体积分数高达11.9%,并且残余奥氏体中平均碳含量相对较低.     

G99二次硬化钢的穆斯堡尔谱研究

用穆斯堡尔谱技术研究了高Ｃｏ－Ｎｉ二次硬化马氏体钢（Ｇ９９）在不同回火制度下的组织结构变化，实验结果表明，随着回火温度的升高，起初奥氏体量有所降低，在４８０℃回火５ｈ奥氏体量达到最低，随后，随着回火温度的升高，奥氏体量又较快地增加，碳化物含量也随回火温度变化而所变化，随后，随着回火温度的升高，奥氏体量又较快地增加，碳化物含量也随回火温度变化而所变化，值得注意的是马氏体中Ｃｏ和Ｎｉ替代铁原子而成为Ｆ     

临界区热处理对铁素体型中锰合金钢的组织转变和低温力学性能影响的研究

通过光学和电子显微镜,研究了在临界区加热时奥氏体的逆转变过程。结果表明:在低于 A_s 温度加热时,逆转变是以扩散机制在原奥氏体晶界、马氏体领域界和板条周界上首先形成球状奥氏体。当奥氏体球长大到直径约为0.2-0.8微米后,不再继续长大。奥氏体球具有极限尺寸的原因,可用一个简单的模型来解释。在稍低于 A_s 温度加热时,沿马氏体板条周界上形成的奥氏体球大量增加,彼此连结成条片状分布。在 A_s 温度以上加热时,奥氏体以无扩散的切变机制形成板条状的形貌。在γ区和(α γ)区循环热处理时,马氏体领域尺寸获得了细化。在低于 A_s 温度的回火,残留奥氏体量增多,而温度超过 A_s 温度时,回火后残留奥氏体量降低到接近零。当回火温度和时间相同时,马氏体领域尺寸越小则回火后残留奥氏体量愈多。低温拉伸、系列冲击和低温下疲劳裂纹扩展速率等的试验结果得出:改善低温强韧性的组织因素是,α相的充分回复、晶粒的细化和稳定的残留奥氏体。前两个因素的作用更为显著。粗晶态下,残留奥氏体对σ_(0.2),δ_5和 C_V 的影响比细晶态尤为明显。连结成条片状分布的奥氏体较不稳定,在冷却到室温或-196℃后将转变为未回火的马氏体,反而有损于韧性的改善,晶粒细化有助于提高低温疲劳裂纹扩展的抗力。经过两次循环淬火并在580℃(临界区)回火4小时的热处理(2B580)是使铁素体型中锰合金钢获得最佳强韧性的临界区热处理工艺。用这种工艺处理后所获得的主要低温力学性能指标都超过由传统工艺热处理的9%Ni 钢。     

回火温度对1500MPa级直接淬火钢组织与性能的影响

设计了一种新型1500MPa级Si-Mn-Cr-Ni-Mo多组元系低合金、超高强度工程结构钢,研究了回火温度对直接淬火钢组织与力学性能的影响.结果表明,抗拉强度随回火温度的升高而不断降低,屈服强度随回火温度升高先升高后下降,延伸率和冲击功均随回火温度升高呈现先升高、后降低、再升高的变化趋势.分析认为,回火过程组织演变的物理机制一方面包括板条马氏体和位错亚结构的回复、再结晶软化过程,另一方面包括残余奥氏体的分解与马氏体中过饱和碳的脱溶及析出第2相的强化机制综合作用.250℃回火后,板条马氏体内析出ε碳化物;400℃回火后ε碳化物明显粗化,产生回火脆性;600℃回火后部分析出相在奥氏体中形核,在马氏体基体内长大和粗化,最终形态为近似球形,另一部分析出相在马氏体内形核、生长,呈现椭球形或矩形.     

镍对奥贝球铁中上贝氏体第一阶段转变动力学的影响

本文定量地讨论了镍含量与奥贝球铁中上贝氏体第一阶段转变时间的关系，研究了镍对上贝体转变孕育期、奥氏体化开始温度和残余奥氏体中含碳量的影响；揭示了镍及其偏析在上贝氏体第一阶段转变中的作用。结果表明：随着镍含量的增加，上贝氏体第一阶段转变速度、奥氏体化开始温度和残余奥氏体中的含碳量降低。当镍含量超过２％时，第一阶段转变速度显著减慢。镍的偏析使得奥贝球铁基体中上贝氏体转变速度不一致，造成组织不均匀；镍…     

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.     

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.     

化学成分对耐磨铸钢组织与性能的影响

为了克服高锰钢作为履带板材料具有的耐磨性能较差、力学性能较低的缺点,设计了能够作为高锰钢替代材料的一种新型双相(马氏体+贝氏体)耐磨铸钢.研究结果表明:试验钢在淬火回火态下为马氏体+贝氏体双相组织,另外还残存着极少量的残余奥氏体组织.含碳量的增加使试验钢的冲击韧性和延伸率趋向降低.随着铬含量的升高,冲击韧性在淬火回火态...     

Si晶体中60°位错与空位缺陷相互作用的分子动力学研究

为了研究晶格常数不匹配的异质结结构(Si1-xGex/Si)在生长过程中低温缓冲层内的位错运动特性,在Si晶体中建立了60°位错偶极子,以及相对于位错不同空间位置的5种六边形环状空位缺陷模型.基于分子动力学理论,并通过Parrinello-Rahman方法施加剪应力使位错运动,研究了不同空间位置空位缺陷对于60°位错运动的影响,发现各种类型的空位缺陷均会阻碍位错运动,导致位错线弯曲,而位错远离空位缺陷的部分在交会过程中出现了先加速、后减速的现象.模拟结果表明:使位错不被钉扎住的临界外加剪应力随着温度的上升而减小,在上述模型中当温度达到300K以上就稳定于0.6 GPa附近,小于SiGe体系中的失配应力,说明空位缺陷不会成为60°位错的钉扎点,仅会对其运动产生迟滞.