钢中的块状碳化物

本文研究了渗碳时碳化物相直接从高温奥氏体中的恒温析出,分析了碳化物相的结构和成份,并定量地测定了碳化物相的平均直径和时间的关系,讨论了碳化物相直接从高温奥氏体中恒温析出长大的机构及其影响因素。本文为渗碳热处理工艺的革新和正确选用合金渗碳钢提供了一些理论根据。     

渗碳时碳化物的析出形态

本文研究了渗碳过程中碳化物的析出形态。渗碳时碳化物的析出形态与过冷奥氏体连续冷却时析出的碳化物形态不同。渗碳时碳化物的析出形态与合金成分、碳势高低、工艺制度等因素有关。在不同方式下形成的碳化物其形成机制是不同的。     

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.     

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.     

965 MPa级低合金Cr-Mo-V钢调质工艺优化实验研究

采取正交实验、极差分析等方法对Cr-Mo-V钢调质965 MPa级进行实验,研究淬火及回火工艺对组织及力学性能的影响。实验结果表明:Cr-Mo-V钢经910 ℃淬火,660 ℃+120 min回火后力学性能和韧性匹配最佳;在实验钢的力学性能中,强度和延伸率的主要影响因素为回火温度,冲击韧性的主要影响因素为回火时间;在回火温度660 ℃+保温60 min时,碳化物开始析出,且碳化物的析出量随回火时间的增加而增加。由于在析出物中有许多细小弥散分布的碳化物,并且尺寸适中、圆整度高、均匀分布,减小了冲击时的应力集中,因此韧性得到提高;当回火时间到180 min,析出的碳化物开始聚集长大,韧性略有下降。     

高Cr高温合金中α-Cr相的析出方式

通过对高Cr高温合金INCONEL718和INCONEL625在长期时效过程中α-Cr相析出方式进行详细的微观组织分析.结果认为,随着时效时间的延长,INCONEL718合金中大部分α-Cr相随着相的析出长大依附于δ相的界面析出,而INCONEL625合金中α-Cr相则主要依附晶界M6C碳化物相界面析出,少部分依附于δ相析出,其原因可能与Cr在相δ和M6C碳化物中的溶解度随温度的下降而迅速下降有关.     

2.25Cr—1Mo钢蠕变焊接接头中的Mo2C

利用Ｈ－８００透射电子显微镜详细研究了２．２５Ｃｒ－１Ｍｏ钢焊接接头中重要强化组Ｍ２Ｃ碳化物在蠕变过程中的变化，结果表明，材料原始组织中的Ｍｏ２Ｃ以针状形态分布于整个接头显微组织中，其在焊缝中的尺寸比母材中的最小，随着蠕变时间的延长，母材和焊缝中Ｍｏ２Ｃ的平均尺寸都不同程度地长大，并伴随着片状Ｍｏ２Ｃ的析出，部分针状Ｍｏ２Ｃ的断裂溶解，促进了Ｍ６Ｃ碳化物的析出长大。     

热处理对四代核电用镍基合金薄壁管组织与性能的影响

利用热力学计算软件JMatPro分析了钍基熔盐堆用Ni-Cr-Mo系高温合金GH3535相析出的热力学及动力学特征,研究了不同热处理制度对冷轧态GH3535合金无缝管的晶粒尺寸及其均匀性、碳化物析出特征、硬度、拉伸性能等的影响规律,观察了不同热处理制度下合金拉伸断口的微观形貌,分析了GH3535合金的拉伸断裂机制.结果表明:在900~1500℃之间,GH3535合金的平衡析出相为富Mo的M6 C型碳化物,M6 C相在固液两相区时便已经开始形成,M6 C相析出所对应的鼻尖温度为1200℃;固溶温度低于1200℃时,合金晶粒尺寸缓慢长大,当固溶温度提高到1230℃,晶粒出现快速长大,平均晶粒尺寸达到160μm;1180℃保温10 min,合金晶粒尺寸的均匀性较好.随着固溶温度升高,合金强度降低、延伸率增加,GH3535合金的拉伸断裂机制为微孔聚集型.     

Ti-MO低碳超高强钢中相间析出强化

在不同温度下对Ti-Mo低碳钢进行等温转变,对热轧板进行力学性能检测,利用扫描电镜、透射电镜、选区电子衍射等方法进行组织观察,同时分析了相间析出粒子的形貌、尺寸和分布规律.结果显示,随着等温温度降低,钢的强度提高,延展性降低,屈强比增大.在透射试样中观察到两种不同形态分布的相间析出碳化物:平面型相间析出和曲面型相间析出.相间析出碳化物的平均直径为4.30nm,平均纵横比为1.375.在650℃等温保温1 h时,相间析出强化对铁素体相强度的增量在400MPa以上.     

Cr25Ni35Nb和Cr35Ni45Nb裂解炉管的抗高温渗碳能力

以Cr25Ni35Nb和Cr35Ni45Nb合金为炉管材料对象,通过渗碳试验研究了高温(1 000和1 100 °C)下2种合金的渗碳动力学规律,采用金相和扫描电子显微镜观察分析其中Fe、Cr、Ni与Nb元素含量和渗碳层变化、组织结构及微区成分转变的情况,并对其抗渗碳能力进行分析.结果表明：Cr35Ni45Nb的抗渗碳能力比Cr25Ni35Nb更强;经2次渗碳后,2种合金试样出现了表面渗碳层剥落的现象,且Cr25Ni35Nb较为严重,并使得裂解炉管结焦而管壁变薄,从而降低了炉管的承载能力和服役寿命;合金的非渗碳层区域析出了大量弥散的碳化物,碳化物的密度随渗碳层与试样表面距离的增加而降低;在1 100 °C下,2种合金的骨架状组织形态消失,且晶界处碳化物出现了剥离.     

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.     

多类型碳化物钢DSA的热处理组织结构及硬度

研究表明，DSA钢中的碳化物有5种类型，即M6C、M3C、M23C6、M7C3及MC(VC)．820℃退火碳化物平均尺寸为0．91μm，860℃淬火剩余碳化物平均尺寸为0．23μm．淬火硬度HRC65-66，180～300℃回火硬度HRC59～62．该钢是一种多类型碳化物冷作模具钢，易溶解的碳化物可提高较低淬火温度时的奥氏体固溶度，提高淬火硬度．未溶解的碳化物可阻碍奥氏体晶粒长大，使淬火温度加宽．回火时析出不同类型碳化物可提高抗回火性．     

高浓度深层渗碳碳分布数学模型建立与应用

在对高浓度深层渗碳的特点进行分析的基础上，考虑到碳化物的析出与溶解、温度与碳浓度对扩散系数的影响、气氛环境对碳传递系数的影响，提出了高浓度深层渗碳的数学模型，并导出了差分法求解方法。应用该模型实现了高浓度深层渗碳的计算机实时控制。     

奥氏体化温度对低碳铬钼镍轴承钢晶粒尺寸、碳化物及韧性的影响规律

为了探究低碳铬钼镍轴承钢在不同热处理工艺下组织和韧性的变化规律,对其进行奥氏体等温保温实验,研究了加热温度、保温时间对低碳铬钼镍轴承钢奥氏体晶粒尺寸、碳化物和冲击功的影响。结果表明:奥氏体化温度≤1 070℃时,钢中碳化物溶解不明显,碳化物面积占比为1.93%,奥氏体晶粒长大不明显,平均晶粒尺寸为49μm,冲击功>50 J;奥氏体化温度≥1 080℃时,碳化物面积占比为1.23%,1 090℃时碳化物面积占比为0.16%,碳化物大量溶解,产生解钉效应,奥氏体晶粒明显长大,冲击功大幅下降,低于30 J;保温时间大于45 min时,晶粒尺寸趋于稳定。根据实验结果得出试验钢在1 050～1 090℃加热并保温15～60 min的晶粒长大模型,可为该钢种热处理工艺的设计提供理论依据。     

低合金钢(10MOWVNb)中γ/α相界面沉淀及位错碳化物

本文选用薄晶体透射电镜法及x射线衍射定量相分析法研究10MOWVNb抗氢钢在γ→α转变过程中碳化物析出规律,观察到碳化物主要以相间沉淀,纤维状生长及位错上析出三种方式形成,通过对碳化物固溶温度估算及x射线定量相分析,进一步阐明在所给条件下析出的碳化物主要为V_4C_3。 运用晶界相对入射电子束倾斜能显示二维晶界面特征方法,验证了Honeycombe提出的有关相间沉淀碳化物生核、长大的观点。 文中对高温回火过程中,碳化物可能以恒温相间沉淀方式析出进行了初步探讨。     

轧机轴承深层渗碳工艺的探讨

本文在分析国内外轧机轴承热处理工艺质量的基础上,从轧机轴承的失效分析出发,研究了影响轧机轴承寿命的主要因素,进而探讨了渗碳时大块碳化物的形成机理及影响因素;针状碳化物的形成条件及其机制,从而了解到现行轧机轴承深层渗碳——热处理工艺缺陷的症结所在,提出了新的复合渗碳——热处理工艺规范。实验和生产试验证明,新工艺消除了块状碳化物,提高了淬火硬度和回火稳定性,改善了渗碳质量,缩短了渗碳周期。提高了轧机轴承的内在质量。     

含Cu-Cr微合金钢650℃回火时第二相析出强化的研究

将含Cu-Cr微合金钢 930℃保温 30min淬火至室温，随后 650℃回火 10min~10h。利用光学显微镜（OM）和透射电子显微镜（TEM）研究不同回火时间条件下，样品中组织演变和第二相析出行为。结果表明：回火过程中组织从马氏体和贝氏体逐渐向针状铁素体和多边形铁素体演变；硬度变化曲线上出现2个二次硬化峰值，分别为回火1h和4h是的硬化峰，前者是V和Mo的碳化物析出强化结果，后者是由富Cu相的析出强化所致，V和Mo的碳化物强化产生的硬度值增量大于富Cu相；Cr的碳化物在回火过程中析出长大速度较快，析出强化能力较弱。     

回火对Q460E低合金结构钢组织与性能的影响

研究了回火温度对正火Q460E低合金结构钢的力学性能与组织影响.结果表明,在200℃到500℃范围内回火,力学性能相对较为稳定且具有较高的强韧性,而且屈强比也比较低,回火温度升高到600℃,力学性能虽相对较低,但钢的强韧性要比GB/T1591-1994(国标)规定的要高.分析认为:600℃回火强韧性降低幅度相对大的原因主要是粒状贝氏体的分解,碳化物的析出长大球化且分布在条状铁素体边沿,犹如上贝氏体,以及碳化物在原奥氏体晶界分布.200℃回火能够获得较高的强度和突出的韧性.回火过程就是粒状贝氏体分解变化,碳化物析出长大球化过程.     

残留碳化物在等温球化处理中的作用

本文研究了5种钢在等温球化处理中残留碳化物的分布形态（数量、有效尺寸、弥散度、形状）的作用，结果表明，残留碳化物的有效尺寸越小，数目越多，形状为圆形时，效果较为理想。经过电子显微镜、金相显微镜以及理论上的分析，证实了点状残留碳化物起的作用为：使碳化物以短棒状和颗粒状析出，为以后碳化物长大做好准备，同时，本文还制定了GCr15和T12最佳的等温球化工艺。     

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.