低合金高速钢回火过程的透射电镜研究

高速钢回火过程中组织变化十分复杂,本文用透射电子显微镜对低合金高速钢W3Mo2Cr4V的回火过程进行了研究。结果表明:该钢560℃回火时主要析出MC型和M_3C型碳化物,其中MC呈盘状,M_3C呈微细粒状,钢中加入硅,显著抑制了合金渗碳体的形成,并加速其向MC和M_7C_3碳化物的转变。     

Si-Mn-Mo-V钢在淬火和低温回火状态下的脆化与韧化

本文利用冲击韧性试验、扫描电镜、离子探针及俄歇谱议等手段研究讨论了合金元素Si和Mn对Si-Mn-Mo-V钢在淬火和低温回火状态下韧性的影响规律。研究结果表明:当钢中不含Si或含有少量Si面单独加入Mn,则由于Mn-P在晶界共偏析的原因,使P在晶界的浓度大为增加,导致了钢在淬火和低温回火状态下沿晶断裂的发生,从而降低了钢的韧性水平。在高Mn(2％Mn)钢中加入Si,由于Si在晶界的富集及Si-P的相互排斥作用,使P在晶界的偏析浓度下降。从而在一定程度上抑制了晶界脆性的发展和晶界断裂的发生,使钢的韧性水平显著提高。 本文还研究了Si和Mn对Si-Mn-Mo-V钢低温回火脆性(350℃脆性)的影响。实验结果表明:低温回火脆性既与杂质元素的晶界偏析有关,又与ε碳化物向渗碳体转化及渗碳体沿原奥氏体晶界成薄片状析出有关,由于Si和Mn既能影响杂质元素,特别是P在晶界的偏聚,又能影响ε碳化物向渗碳体转化,故Si和Mn对Si-Mn-Mo-V钢低温回火脆性发生的温度和强烈程度均有显著的影响。     

低碳微合金钢回火过程的组织演变规律

采用膨胀实验和差式扫描量热实验,结合SEM、TEM和显微硬度测试,研究了低碳微合金钢700L在回火过程中的组织演变规律。结果表明,700L钢回火过程包括5个阶段:渗碳体I的析出(50～200℃)、残余奥氏体的分解(200～300℃)、渗碳体II的析出(250～400℃)、合金碳化物的析出(450～580℃)和Mn的分配(580～650℃)。在2℃/min的升温速率下,钢中渗碳体析出、合金碳化物析出及Mn分配三个阶段存在明显的硬度改变,而且合金碳化物析出阶段试样的体积改变最显著,这可能是影响钢中残余应力演变的重要阶段。     

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.     

热处理工艺对H13钢微观组织的影响

首先对H13进行了高温正火+球化退火的预备热处理,获得碳化物分布均匀、球化率高于95%的退火组织.进而对退火组织进行了淬火+回火最终热处理,研究了淬火温度对H13钢组织和硬度的影响.随着淬火温度的提高,溶解的合金碳化物增多,溶解的合金碳化物使基体中的碳含量和合金含量增多,淬火组织硬度得到了提高,大颗粒碳化物熔解为细小的碳化物,当淬火温度为1 100℃,保温1.5h,合金碳化物几乎全部溶解.对淬火组织进行了二次回火,回火使淬火过程中熔解的碳化物又重新弥散析出,且随着淬火温度的提高,回火硬度提高,碳化物更加细小,分布得更均匀.     

锰钢凝固过程中MnS夹杂物析出行为

利用数值方法和高温实验研究了锰钢凝固过程中MnS夹杂物的析出行为。结果表明,对MnS夹杂物析出温度的影响较大的元素次序为Mn、C、Si,在实际生产中对20Mn钢碳含量和硅含量要实行下限控制,可有效抑制MnS夹杂物析出;随着含碳量的增加,锰钢中液相线、固相线和MnS夹杂物的析出温度均逐渐降低;当碳元素从0.13%增加到0.6%时,固相线与MnS夹杂物析出温度的差值逐渐增大;当硅元素从0.05%增加到0.45%时,固相线温度由1 459℃降低至1 449℃,MnS的析出温度由1 462℃降低至1 452℃;随着含碳量的增加,锰钢中球状MnS夹杂物的比例逐渐降低,而条状MnS夹杂物的比例逐渐升高。     

一种低碳低合金钢中(M—A)相精细结构的透射电镜研究

本文介绍甬金属薄膜的透射电子显微分析,研究14Mn、Mo、V,Si钢中(M—A)相的形态及其精细结构,观察了(M—A)相回火时的分解,利用选区电子衍射确定回火时析出相的晶体结构。     

回火温度对Q960钢析出物组织特征的影响

利用透射电镜、能谱仪(EDX)及多功能内耗仪系统地研究了在相同成分、轧制工艺、淬火工艺和不同回火温度条件下Q960钢组织中析出物的形态、分布和组成,给出了回火温度对析出物组织特征的影响规律.结果显示:回火温度低于400℃时,马氏体内固溶碳量下降趋势较剧烈;回火温度高于400℃时,马氏体内固溶碳量下降非常缓慢.此外,大量细小且平行析出的θ--碳化物溶解并最终被沿马氏体板条界析出的Cr的碳化物代替.随着回火温度的升高,Nb、V和Ti的复合碳氮化物长大,形状也由方形向椭圆形演变.     

GDL-1型高强韧贝氏体钢的不可逆回火脆性

本文研究了GDL-1型高强韧性贝氏体钢,在空冷状态下的回火冲击性能变化以及对应的显微组织和断口金相特征.结果表明,该钢经920 ℃加热空冷后获得条束状过渡形态的贝氏体加少量岛状贝氏体组织.在400 ℃～600 ℃的温度回火,分布于BF条束间的亚稳态残留奥氏体开始大量分解形成沿条束界连续分布的碳化物,在BF条内的高密度位错区也诱导析出碳化物,导致在条束界产生高应力集中而引发准解理和解理开裂,出现不可逆回火脆性,冲击能量显著降低.由于钢中的Si和Mn在原奥氏体晶界偏聚,抑制碳化物析出.在原奥氏体晶界未能沉淀出连续分布的碳化物,因此未见沿晶解理开裂特征,对应的断口金相呈条形准解理和解理的特征,其尺寸分别与BF条和束尺寸相吻合.该材料的不可逆回火脆性出现的温度范围与大多数合金结构钢相比提高约200 ℃.     

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.     

大型板坯电渣重熔过程的脱氧热力学模型

以12Cr2Mo1R钢所用渣系为研究对象,选择Al作为脱氧剂,建立脱氧热力学模型.在不同的Al添加量条件下对12Cr2Mo1R钢熔渣-金属界面处各物质的平衡质量分数进行计算,分析各物质平衡质量分数随Al添加量的变化规律,为在给定Al添加量条件下进行终点成分预报,以及根据钢种成分要求选择Al添加量范围提供理论依据.结果表明,随Al添加量的增加,Si,Mn,Al,Al2O3的平衡质量分数呈上升趋势;SiO2,MnO,FeO的平衡质量分数呈下降趋势.若仅从Si,Mn,Al成分合格的角度考虑,Al的添加量占吨钢的百分比不能超过02%.     

Wear and corrosion resistance of laser-cladded Fe-based composite coatings on AISI 4130 steel

The wear and corrosion resistance of Fe_72.2Cr_16.8Ni_7.3Mo_1.6Mn_0.7C_0.2Si_1.2 and Fe_77.3Cr_15.8Ni_3.9Mo_1.1Mn_0.5C_0.2Si_1.2 coatings laser-cladded on AISI 4130 steel were studied. The coatings possess excellent wear and corrosion resistance despite the absence of expensive yttrium, tungsten, and cobalt and very little molybdenum. The microstructure mainly consists of dendrites and eutectic phases, such as duplex (γ+α)-Fe and the Fe–Cr (Ni) solid solution, confirmed via energy dispersive spectrometry and X-ray diffraction. The cladded Fe-based coatings have lower coefficients of friction, and narrower and shallower wear tracks than the substrate without the cladding, and the main wear mechanism is mild abrasive wear. Electrochemical test results suggest that the soft Fe_72.2Cr_16.8Ni_7.3Mo_1.6Mn_0.7C_0.2Si_1.2 coating with high Cr and Ni concentrations has high passivation resistance, low corrosion current, and positive corrosion potential, providing a better protective barrier layer to the AISI 4130 steel against corrosion.     

应用JMatPro软件对比研究两种抽油杆钢的合金化特点

采用JMatPro软件对比研究了两种抽油杆钢不同温度下的平衡相及其成分.结果表明,与7Mn2SiCr钢相比,12MnSi2Cr钢铁素体、奥氏体相中将固溶更多的Cr,Mo,Si元素,而碳化物总量减少了30％,微合金元素Nb的加入提高了钢中M(C,N)碳化物的稳定性.在此基础上,对12MnSi2Cr抽油杆钢的高韧性进行了探讨.     

Mo含量对Ti–Mo系铁素体钢热稳定性影响

The effects of tempering holding time at 700°C on the morphology, mechanical properties, and behavior of nanoparticles in Ti–Mo ferritic steel with different Mo contents were analyzed using scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. The equilibrium solid solution amounts of Mo, Ti, and C in ferritic steel at various temperatures were calculated, and changes in the sizes of nanoparticles over time at different Mo contents were analyzed. The experimental results and theoretical calculations were in good agreement with each other and showed that the size of nanoparticles in middle Mo content nano-ferrite (MNF) steel changed the least during aging. High Mo contents inhibited the maturation and growth of nanoparticles, but no obvious inhibitory effect was observed when the Mo content exceeded 0.37wt%. The tensile strength and yield strength continuously decreased with the tempering time. Analysis of the strengthening and toughening mechanisms showed that the different mechanical properties among the three different Mo content experiment steels were mainly determined by grain refinement strengthening (the difference range was 30–40 MPa) and precipitation strengthening (the difference range was 78–127 MPa). MNF steel displayed an ideal chemical ratio and the highest thermodynamic stability, whereas low Mo content nano-ferrite (LNF) steel and high Mo content nano-ferrite (HNF) steel displayed relatively similar thermodynamic stabilities.     

硅、锰合金元素含量对TRIP结构钢力学性能的影响

在不含Ｃｒ,Ｎｉ的Ｓｉ Ｍｎ结构钢中,因残余奥氏体的应变诱导相变和相变诱发塑性,可得到良好的强度与塑性配合的综合性能·通过对二种成分Ｓｉ ＭｎＴＲＩＰ钢力学性能的比较及其组织分析,探讨了ＴＲＩＰ效应提高结构钢力学性能的机理·结果表明,含有一定Ｍｎ合金元素的ＴＲＩＰ结构钢,当Ｓｉ含量小于２０％时,含Ｓｉ量愈高,其力学性能愈好·     

重型汽车专用非调质钢前轴工业性生产工艺

针对国内卡车前轴使用调质钢制造带来的产品力学性能下降或成本过高等缺点,自行设计一种非调质钢制造卡车前轴,使用Mn、Si等廉价合金元素代替调质钢中Cr、Ni、Mo等较贵重合金元素,所设计的空冷贝氏体钢成分定为Mn-Si-V-B系,钢号为18Mn2SiVB.通过冶炼操作研究,实验确定前轴热处理工艺,进行工业实验.经过相组织分析和疲劳强度实验对产品进行检验.结果表明,冶炼和连铸连轧条件基本满足18Mn2SiVB钢的生产设计要求.采用设计用钢18Mn2SiVB代替45号或40CrMo和40CrNiMo制造卡车前轴,从其力学性能测试结果分析,能够满足使用要求;在制造工艺上采用锻后空冷代替原有锻后调质的方法是可行的.     

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.     

合金钢γ→α转变温度的计算

采用Ｗagner的热力学模型，设计了计算程序，计算含Ｍn,Si,Ni,Cr,Mo,Cu,V,Nb,W,Co等１０种合金元素（合金含量＜７％）的多元系低合金钢的奥氏体－铁素体平衡及仲平衡温度，用该程序计算了多元系统合金钢的奥氏体－铁素体平衡温度，计算结果和实际,测量值符合得很好。     

低合金抗磨铸钢球磨机衬板的研制

本文研制的以Si,Mn,Gr,Mo合金化,含碳0.6～0.65％的铸造抗磨钢,具有优异的淬透性,较高的硬度和一定韧性,是球磨机衬板的良好材质。该材质衬板与高锰钢衬板同机运转表明,其抗磨性相当于高锰钢的1.5～2.57倍。     

Design of a low-alloy high-strength and high-toughness martensitic steel

To develop a high strength low alloy (HSLA) steel with high strength and high toughness, a series of martensitic steels were studied through alloying with various elements and thermodynamic simulation. The microstructure and mechanical properties of the designed steel were investigated by optical microscopy, scanning electron microscopy, tensile testing and Charpy impact test. The results show that cementite exists between 500℃ and 700℃, M₇C₃ exits below 720℃, and they are much lower than the austenitizing temperature of the designed steel. Furthermore, the Ti(C,N) precipitate exists until 1280℃, which refines the microstructure and increases the strength and toughness. The optimal alloying components are 0.19% C, 1.19% Si, 2.83% Mn, 1.24% Ni, and 0.049% Ti; the tensile strength and the V notch impact toughness of the designed steel are more than 1500 MPa and 100 J, respectively.