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。     

冷却速率和奥氏体化温度对40 Cr钢球化退火的影响

为探究奥氏体化温度和冷却速率对40Cr钢球化过程的影响,采用双相区球化退火研究了热轧态40Cr钢的球化退火行为和力学性能。奥氏体化温度从760℃提高到800℃,冷却速率从10℃·h-1上升到30℃·h-1,组织硬度随冷却速度呈V形变化,碳化物球化率随冷却速度变化正好与前者相反。奥氏体化温度为760℃,冷却速率为20℃·h-1所得到的球化组织球化率高,且碳化物细小,具有良好的冷成形性能,可大幅度缩短球化退火时间,显著提高生产效率。提出了球化退火过程中离异共析转变机制,控制好球化过程中奥氏体化温度、冷却速率及保温时间有利于离异共析转变的发生。     

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.     

临界区退火处理对0．15C-1．5Mn-1．5Al冷轧TRIP钢相变和力学性能的影响

利用热膨胀仪、热处理实验、拉伸实验和X衍射实验研究了不同临界退火温度对0.15C-1.5Mn-1.5Al TRIP钢相变、残余奥氏体特征和力学性能的影响.结果表明:不同临界退火温度下的热膨胀曲线具有相同的变化过程,两相区奥氏体含量随临界退火温度的升高而上升,而其碳含量则下降;临界退火温度影响试样的残余奥氏体特征和力学性能,820℃退火处理时残余奥氏体的体积分数为14%,碳的质量分数为1.36%;力学性能也是820℃退火时最佳,强塑积可达25400 MPa.%,且变形过程中具有高的瞬时加工硬化指数(n值).     

钢在(γ+K)二相区超塑变形中沉淀碳化物的研究

钢在A_(c1)温度以上(γ+K)二相区的超塑性交形过程中,在奥氏体内有M_3C型碳化物颗粒沉淀,其尺寸为60～100A。碳化物的沉淀影响超塑变形过程及超塑变形后钢的力学性能。     

未服役Cr35Ni45Nb合金真空渗碳行为及相演化机理

采用乙炔真空渗碳工艺对未服役的Cr35Ni45Nb乙烯裂解炉管进行了加速渗碳处理,并采用X射线衍射、扫描电镜、定量电子探针等手段对渗碳前后炉管内壁的渗碳行为及相演化机理进行了系统分析.结果表明:炉管高温渗碳过程的主要控制因素由初期的扩散控制逐渐变为扩散-表面反应综合控制;渗碳过程属多元多相反应扩散范畴,炉管内侧横截面随渗碳深度的不同依次出现了表面碳化物层、亚表层贫碳化物区、片层状碳化物层、规则几何碳化物区、扩散区、弱影响区等六个区域,这六个区域共同组成了M7C3、M7C3-M23C6混合区和M23C6的三级垂直层状分布.贫碳化物区的形成原因是表面碳化物层的形成造成亚表层贫Cr;片层状碳化物的形成源于碳在高镍铬合金中的低渗透性以及析出物进一步的阻碍效应.     

Cr35Ni45钢高温长期服役过程的氧化与渗碳机理

采用扫描电镜、电子探针和X射线衍射等手段对不同服役时间(原始态、1.5a和6a)Cr35Ni45乙烯裂解炉管内壁的氧化与渗碳机理进行了系统分析.结果表明:高温长时服役后炉管内壁出现了氧化层、碳化物贫化区和碳化物富集区三个区域,其氧化行为包括Cr2O3外氧化和SiO2内氧化,且服役过程中外氧化膜发生反复破坏和重建;炉管服役过程的渗碳行为主要由内表面结焦引起,外氧化膜的反复破坏可以加重渗碳,但外氧化膜在破坏后能自动修复,所以服役态两个炉管的渗碳程度较轻;外氧化膜的反复破坏和重建使亚表层贫铬,导致形成碳化物的临界碳浓度增加,在内壁亚表层形成贫碳化物区,多余的碳原子在其内侧析出,形成碳化物富集区.     

高铬白口铸铁抗磨粒磨损耐磨性与断裂韧性的研究

本文研究了两种基体组织状态及碳化物体积分数对高铬白口铸铁抗磨粒磨损耐磨性、断裂韧性K_(IC)、K_(Id)及亚临界裂纹扩展速率da/dN的影响。结果表明:高铬白口铸铁耐磨性与磨损系统有关;而其断裂韧性及亚临界裂纹扩展速率与基体组织状态、碳化物体积分数及其形态与分布有关。综合研究结果,从高铬白口铸铁耐磨性与断裂韧性最优化角度考虑,如果用软磨料,宜选用马氏体基体;采用硬磨料,则宜选用奥氏体基体。     

Fe-C-Mn系冷轧双相钢两相区奥氏体化过程模拟

在对双相钢两相区奥氏体化过程进行热力学与动力学分析的基础上,建立了两相区奥氏体化过程的扩散模型,并采用显式有限体积法对740℃与780℃下的奥氏体化过程进行了数值求解.模拟结果表明:奥氏体长大初期受C元素在奥氏体中的扩散控制并很快达到亚平衡.该阶段奥氏体长大速度较快.奥氏体长大后期受Mn元素在铁素体中的扩散控制.该过程由于Mn元素的扩散速率比C元素的扩散速率低几个数量级而持续数千秒.当Mn元素在两相中的扩散通量相等时,奥氏体停止长大,Mn元素继续从铁素体向奥氏体中转移以完成其在两相中的均化.     

中锰钢两相区退火奥氏体逆转变的数值分析

根据中锰钢热轧组织结构确立两相区奥氏体化的几何模型和初始条件,利用DICTRA动力学分析软件对中锰钢马氏体基体奥氏体化过程进行计算分析。在奥氏体化初期的形核过程中,马氏体中过饱和的碳锰元素从铁素体迅速转移到奥氏体并在相界面奥氏体一侧聚集。后续的相变过程中,碳在奥氏体中快速均化,但锰在相界面奥氏体一侧的聚集加剧。相变初期奥氏体界面推移速度比中后期高出若干个数量级,但随时间推移迅速衰减。相变初期相界面推移是碳扩散主导,相变后期界面推移受到锰在奥氏体中扩散速度制约。温度升高可显著提高相界面推移速度。达到相同数量奥氏体的情况下,低温长时退火有利于锰从铁素体向奥氏体转移并提高其在奥氏体中的富集度,从而提高奥氏体的稳定性。     

低碳中锰热轧TRIP钢退火工艺及组织演变

研究了第三代高强度高塑性TRIP钢的退火工艺对性能的影响和组织演变规律.热轧后形成的原始马氏体与临界退火时形成的残余奥氏体使TRIP钢具有良好的强度和塑性.结果表明:实验用钢可获得1000MPa以上的抗拉强度和30%以上的断后延伸率,且强塑积30 GPa.%;退火温度和保温时间对钢的力学性能具有显著影响,热轧TRIP钢临界退火温度为630℃,保温时间18 h时,实验用钢能获得最佳的综合力学性能.     

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。     

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.     

中锰钢奥氏体逆相变的多相场模拟

Medium-Mn steels have attracted immense attention for automotive applications owing to their outstanding combination of high strength and superior ductility. This steel class is generally characterized by an ultrafine-grained duplex microstructure consisting of ferrite and a large amount of austenite. Such a unique microstructure is processed by intercritical annealing, where austenite reversion occurs in a fine martensitic matrix. In the present study, austenite reversion in a medium-Mn alloy was simulated by the multiphase-field approach using the commercial software MICRESS? coupled with the thermodynamic database TCFE8 and the kinetic database MOBFE2. In particular, a faceted anisotropy model was incorporated to replicate the lamellar morphology of reversed austenite. The simulated microstructural morphology and phase transformation kinetics (indicated by the amount of phase) concurred well with experimental observations by scanning electron microscopy and in situ synchrotron high-energy X-ray diffraction, respectively.     

临界区退火对含磷低硅TRIP钢组织性能的影响

在实验条件下对含磷TRIP(transformation inducedplasticity)钢进行临界区退火研究，主要研究了不同退火条件对实验钢组织和力学性能的影响.通过添加P元素降低钢中的Si含量，可改善表面质量，解决镀锌问题，且P价格低廉，成本降低.结果表明:随等温时间增加，贝氏体含量增加，抗拉强度增加；在两种等温温度下，残余奥氏体量都是呈先增加后降低的趋势，780℃等温时在180s时得到最大的残余奥氏体量22%，800℃等温时在90s时得到最大的残余奥氏体量20%；780℃等温180s时获得最佳力学性能，强塑积达22854MPa·%，P的加入并未引起力学性能损失，各项力学性能优良.     

无硅TRIP钢力学性能的研究

无硅TRIP钢采用临界区加热等温淬火热处理,获得铁素体,贝氏体及大量稳定残余奥氏体的三相组织·通过对其显微组织观察,断口形貌分析,与高硅TRIP钢力学性能的相互比较,探讨了无硅TRIP钢相变诱发塑性的行为·结果表明:无硅TRIP钢在拉伸变形过程中,应变诱导相变,相变诱发塑性;其拉伸断口形貌呈韧性断口特征;经790℃加热在400℃等温5min时,抗拉强度达到754MPa,延伸率达到36%,综合性能(强塑积)达到27144MPa%的最高值·     

Multiphase-field simulation of austenite reversion in medium-Mn steels

Medium-Mn steels have attracted immense attention for automotive applications owing to their outstanding combination of high strength and superior ductility. This steel class is generally characterized by an ultrafine-grained duplex microstructure consisting of ferrite and a large amount of austenite. Such a unique microstructure is processed by intercritical annealing, where austenite reversion occurs in a fine martensitic matrix. In the present study, austenite reversion in a medium-Mn alloy was simulated by the multiphase-field approach using the commercial software MICRESS~? coupled with the thermodynamic database TCFE8 and the kinetic database MOBFE2. In particular, a faceted anisotropy model was incorporated to replicate the lamellar morphology of reversed austenite. The simulated microstructural morphology and phase transformation kinetics(indicated by the amount of phase) concurred well with experimental observations by scanning electron microscopy and in situ synchrotron high-energy X-ray diffraction, respectively.     

DP590冷轧板热处理的组织和性能

为了加速国内双相钢的开发和应用,采用CAS-300Ⅱ模拟退火实验机,通过模拟退火实验,研究了加热速率、临界区退火温度、过时效温度、过时效时间对DP590双相钢组织性能的影响.结果表明,加热速率在5~60℃/s内增加时,屈服强度、抗拉强度均增加,延伸率、强塑积均减小;临界区退火温度在780~850℃内增加时,屈服强度、抗拉强度先减小后增加,延伸率、强塑积均增加;过时效温度在260~400℃内增加时,屈服强度增加,抗拉强度减小,延伸率整体呈增加趋势,屈强比增加;在280℃进行过时效,过时效时间在240~480s内增加时,屈服强度、抗拉强度均减小,延伸率、强塑积先减小后增加.