贝氏体组织细化的RPC工艺参数优化

利用热模拟技术研究了不同弛豫-析出-控制相变(RPC)工艺对含Nb,Ti低碳微合金钢最终组织的影响,结合半定量金相统计、电镜观察及EBSD技术分析了弛豫过程晶体缺陷组态与析出变化及相互作用规律.结果表明,经RPC工艺处理后,试验钢组织得到了有效的细化,主要为超细的贝氏体马氏体复合组织,当变形量增加,组织细化效果较好,出现最佳效果的弛豫时间缩短.终轧温度升高,细化效果减弱.从综合效果来看,当工艺参数的选取可以使弛豫析出速度与位错多边形化演变速度相匹配时,细化效果最佳.     

RPC对800 MPa级低合金高强度钢的影响

利用一种特殊的机械热处理工艺技术,即在控轧终轧后经过一段控制时间与温度的弛豫,使得基体中出现应变诱导析出以及变形奥氏体中缺陷组态重组,在随后的直接淬火或加速冷却过程中, 获得细化的板条贝氏体/马氏体组织.利用该弛豫-析出-控制相变(RPC)技术能得到屈服强度大于800MPa级12mm厚超细贝氏体/马氏体复合组织微合金钢板.     

含Nb多元微合金钢的应变诱导析出行为

利用松弛法,在Gleeble-1500热模拟机上测定了多元微合金钢的应力弛豫曲线,并采用萃取复型技术跟踪了析出物的长大过程。实验结果表明：应力弛豫曲线分为三个阶段,分别对应析出的形核、长大和粗化：在850℃变形后等温弛豫60-200s时,应变诱导析出颗粒的尺寸仍然小于10nm,析出相为复杂的（Nb,Ti,Mo）（C,N）。     

强变形诱导析出相回溶后的Al-Cu合金再时效行为

采用透射电镜观察与分析,探讨含析出相的Al-Cu合金经多向压缩变形诱导析出相回溶后形成的过饱和固溶体的再时效行为。研究结果表明:Al-Cu合金由强塑性变形诱导析出相回溶形成的过饱和固溶体,在变形停止后再时效时显著加速时效析出过程;析出相的析出顺序与加热温度、变形量及变形后的晶粒尺寸有关;若加热温度足够消除强变形产生的高应力,则析出顺序为过渡相→稳定相;若加热温度不能消除变形产生的高应力,且晶粒超细化,则再析出时过渡相被抑制,直接生成稳定相。     

形变诱导析出在SAF2205超塑组织细化中的作用

运用变形能、相变温度、原始晶粒尺寸与金属组织细化之间的关系,提出了控制σ相析出的新方法.在此基础上,用分段恒温拉伸的方法,对sAF2205钢恒温热拉伸后的性能和微观组织进行了实验研究.研究结果表明:采用变温的恒温热拉伸方法,通过快速冷却,使σ相的析出发生在变形过程中,细小、弥散分布的σ相可以抑制晶粒的长大;为了保证σ相的形变诱导析出,实现双相不锈钢的低温超塑性变形,需要采用较快的冷却速度.     

弛豫-析出-控制相变技术中冷却速度对组织的影响

利用热模拟实验,对在非再结晶温度变形后弛豫一段时间,再以不同冷速冷却的低碳贝氏体钢的相变组织进行了研究,并与同等条件不弛豫的试样组织进行了对比.给出了弛豫和冷速对中温转变组织类型及组织细化程度的影响.实验结果表明,弛豫及冷却速度对变形奥氏体的相变组织是有影响的.低冷速下主要得到边界及取向不清晰的粒状贝氏体,这时弛豫时间对细化程度影响不明显,在10℃/s以上冷速下得到的是以板条贝氏体为主的组织,与未弛豫试样比较,其组织更细,板条形状更清晰,弛豫试样组织中残余奥氏体或M/A岛的形状更细长,弛豫有利于在同等冷却条件下得到板条组织,并且在高冷速下,弛豫试样中M/A量较未弛豫试样中的要少.     

共析钢温变形过程的组织球化与超细化

利用热模拟压缩变形、SEM和热磁法实验,研究了共析钢在600~700℃变形过程的组织演变规律,探讨了变形及随后保温过程对珠光体球化、组织超细化和渗碳体溶解、再析出的影响.实验表明:共析钢温变形过程中发生珠光体片层溶断,渗碳体逐渐球化,以及伴随铁素体动态回复再结晶的同时细小弥散渗碳体颗粒在基体析出的过程.提高温度有利于上述复合过程的进行.形变组织经过保温后,亚微米级别的等轴铁素体晶粒和渗碳体颗粒弥散分布的复相组织的均匀性程度有所提高.温变形过程中渗碳体溶解和在铁素体内再析出的事实得到证实.     

热变形对超高强度管线钢组织及变形抗力的影响

运用光学显微镜和电子显微镜对不同热变形条件下组织、析出相进行观察与分析.研究结果表明:在1020℃奥氏体再结晶区轧制时,Nb,Ti以复相形式诱导析出,对组织细化产生一定影响.在保证积累压下量不变的情况下,奥氏体未再结晶区采用大压下量、少道次的轧制工艺对热变形奥氏体晶粒尺寸影响不大,对晶内变形带、亚结构和最终组织形貌及尺寸起到一定的作用.同时分析了再结晶轧制温度及未再结晶区轧制规程对变形抗力的影响     

变形奥氏体等温弛豫过程中的位错组态演化

利用透射电子显微术(TEM)，对Fe-Ni-Nb-Ti-C合金变形后等温弛豫过程中的位错结构变化以及应变诱导析出行为进行了观察分析。结果表明：变形过程中产生的高密度、分布混乱的位错，通过位错重组和多边形化过程，逐渐形成较为完整的位错胞状结构。应变诱导析出阻碍了位错的演变发展过程。在弛豫阶段后期(大约200s)，位错大部分脱离钉扎，位错胞演化成为尺寸较大的亚晶结构。     

多元微合金钢中的应变诱导复合析出

采用透射电子显微镜结合纳米束能谱技术，研究了含Nb，Ti,Mo等多种微合金元素的超低碳贝氏体钢在奥氏体非再结晶区终轧后弛豫阶段的应变诱导析出行为．实验结果表明：经30％预变形后，在850℃和900℃等温弛豫时，钢中析出开始主要有纯Nb及Nb-Ti复合的两类，以后者为主．随弛豫时间延长，纯Nb型析出物消失，复合夹杂中铌钛比增加．弛豫阶段后期，Mo会以置换原子形式进入(Ti,Nb)(C，N)的面心立方晶格中，其量随弛豫时间的延长而增加．析出物形状以不规则外形为主，其密度及平均尺寸与变形温度和弛豫时间密切相关．     

淬火介质对耐磨铸钢组织和性能的影响

分别研究了以水和机油作为淬火介质的42CrMo钢和双相耐磨钢淬火+回火后的显微组织和性能.确定了双相耐磨钢和42CrMo钢的最佳热处理工艺及性能.结果表明:双相耐磨钢经水淬和油淬回火后的显微组织均为板条马氏体+针状贝氏体+碳化物;42CrMo钢经水淬和油淬回火后的显微组织分别为回火马氏体+残余奥氏体和回火马氏体+铁素体+贝氏体.经过480h的低应力磨料磨损实验发现,水淬+280℃回火处理的42CrMo钢耐磨性能最好,其相对耐磨性可达高锰钢的1.558倍.     

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.     

CSP生产600 MPa级低碳贝氏体钢的相变

以低碳Nb、V、Ti、Mo和Cr合金化贝氏体钢为研究对象,在Formaster-Digital膨胀仪上测定了过冷奥氏体的静态CCT曲线;在Gleeble-1500热/力模拟机上,用膨胀法测定了奥氏体的动态CCT曲线;采用扫描电镜和透射电镜分析了贝氏体钢的室温组织演变规律.结果表明:合金元素抑制奥氏体向铁素体转变,在冷却速度大于10℃.s-1的范围内,静态CCT和动态CCT的室温组织均为贝氏体,具有较高的强度;奥氏体变形促进了贝氏体转变,贝氏体转变开始温度为610～668℃,终了温度为520～551℃.     

碳含量和组织类型对低合金钢耐蚀性的影响

研究了不同碳含量和显微组织的低合金钢的耐腐蚀性能和腐蚀行为,并与商业耐候钢09CuPCrNi进行了相应的比较.通过金相显微镜、扫描电镜观察,轧后水冷钢的主体组织为板条状贝氏体,轧后空冷钢为针状铁素体、粒状贝氏体、M/A小岛和少量渗碳体(珠光体)的混合物.用干湿循环加速腐蚀实验对耐蚀性测定结果表明:低碳钢(0.03%C)和轧后水冷的较高碳含量钢(0.1%C)的耐蚀性均明显优于09CuPCrNi;低碳含量钢的组织类型对其耐蚀性影响不大;较高碳含量情况下,单相贝氏体钢的耐蚀性优于由铁素体、渗碳体(珠光体)等构成的复相组织钢;轧后水冷时,不同碳含量的钢耐蚀性差别不大;轧后空冷时,低碳含量钢的耐蚀性优于较高碳含量钢.用扫描电镜对锈层进行观察,可以看出耐蚀性较好的样品在腐蚀后期形成了致密的内锈层.     

微量Zr添加对Mn-Mo-Nb-Cu-B钢晶粒长大倾向性的影响

设计了一种低碳Mn-Mo-Nb-Cu-Zr-B钢,经热处理工艺,采用中等冷速冷却,可得到以板条贝氏体为主,含粒状贝氏体和针状铁素体的混合组织,轧态屈服强度大于850MPa,达到X120管线钢的强度要求. TEM观察表明,0.015% Zr(质量分数)添加到钢中形成大量含Zr的复杂的碳氮化物,它们的形状不规则,尺寸约为80～200nm;从形态看,它们在高温形成,并且由于其熔点高,再加热到1200℃时,这种析出物中的Ti、Nb会有部分溶解,使其尺寸有所减小,利于控制奥氏体晶粒长大;其他近椭球形的(Ti,Nb)(C,N)则在加热时逐渐溶解直至消失. 由于这种含Zr析出物在钢的基体中均匀分布,加热到高温时,它们会明显阻碍晶界移动,从而使含Zr钢的奥氏体晶粒长大倾向性明显比不含Zr钢小. 可见,添加微量Zr能够起到提高钢材焊接性能的作用.     

热处理工艺对60CrNiMo钢组织与力学性能的影响

研究采用多步低温等温贝氏体转变工艺处理后60CrNiMo钢组织与力学性能,用金相显微镜、扫描电镜及透射电镜观察60CrNiMo钢相组织,并进行硬度、拉伸和冲击等力学性能测试。结果表明,经淬火+亚温淬火+高温回火处理的60CrNiMo钢可得到细小均匀的二次回火马氏体+铁素体混合组织,其力学性能得到改善;采用三步低温等温贝氏体转变工艺可有效减少材料块状残余奥氏体和细化贝氏体晶粒,从而提高60CrNiMo钢力学性能。     

货油舱用耐蚀钢连续冷却的转变规律

在MMS-300热模拟试验机上测得货油舱用耐蚀钢在不同冷速下的连续冷却膨胀曲线,结合金相-硬度法,研究了该耐蚀钢变形和未变形过冷奥氏体冷却过程中的组织演变,建立了连续冷却转变(CCT)曲线.结果表明,动态CCT曲线较静态CCT曲线明显向左上方移动,提高了奥氏体转变的开始温度;随着冷却速度的增大,显微组织由多边形铁素体、珠光体和少量贝氏体逐渐过渡到针状铁素体、粒状贝氏体,最后为板条贝氏体和马氏体.     

预变形方式对微合金钢中贝氏体热稳定性的影响

采用光学金相、硬度测量结合透射电镜观察,研究了经过弯曲或扭转变形的含铌微合金钢在等温受热时的组织稳定性问题. 研究发现:弯曲与扭转变形都可以大幅度提高微合金钢的硬度;在随后的550℃等温受热过程中,弯曲变形区的硬度迅速下降,同时伴随贝氏体向平衡组织的演变;而扭转区在等温过程中的硬度始终高于未变形区,同时钢中贝氏体组织基本得以保持. 扭转应变量越大,硬化效果越强,并且在随后的等温受热过程中能保持这种硬度上的优势. 弯曲与扭转变形均导致贝氏体板条内位错密度显著增加. 弯曲变形区的位错分布不均匀,其中的低位错密度区易于在随后的等温受热过程中演变为平衡组织多边形铁素体的形核核心;而扭转变形区内位错分布均匀,并且在随后的等温受热过程中位错分布不发生显著改变. 这些结果表明,不同的冷变形方式对微合金钢中贝氏体热稳定性的影响存在显著差异.     

CuPCr钢显微组织对全浸海水腐蚀行为的影响

为考察CuPCr型耐海水腐蚀钢不同显微组织的腐蚀行为,采用热轧后不同冷却方式分别获得贝氏体和铁素体+珠光体组织,进行模拟海水腐蚀的全浸加速腐蚀实验,并利用失重法测量腐蚀速率,采用SEM,XRD和电化学方法评价钢的腐蚀行为.结果表明:贝氏体组织能够在更短时间内形成比较致密的锈层,其耐蚀性能明显优于铁素体和珠光体组织.碳元素在贝氏体中的均匀分布减少了微电池数量,因而能够降低钢的腐蚀电流密度.     

Effects of ausforming strain on bainite transformation in nanostructured bainite steel

The effects of ausforming strain on bainite transformation in high-carbon low-alloy nanobainite steel were investigated using a Gleeble 3500 thermomechanical simulator machine. The bainite transformation speed at 300℃ was found to be accelerated by ausforming at 300, 600, and 700℃ under applied strains ranging from 10% to 50% followed by isothermal transformation at 300℃. The ausformed bainite volume fraction varied with the ausforming strain because of the mechanical stabilization of the deformed austenite. Ausforming at low temperatures not only enhanced the bainite ferrite volume fraction but also refined the microstructure substantially. Although the amount of bainite ferrite might have been reduced with increasing strain, the microstructures were refined by ausforming.