钒钛微合金钢高应变循环硬化软化行为及其微观机制

本文用恒应变低周疲劳试验和TEM观察,研究了钒钛微合金钢的高应变疲劳硬化、软化行为及循环应变过程中的微观结构,分析了影响硬化、软化的因素,探讨了提高疲劳抗力的相应措施。结果表明:钒钛微合金钢的高应变循环硬化、软化受微合金化及应变量等因素影响。微观上,循环硬化与位错增殖及位错缠结有关,循环软化主要由于位错密度降低,位错胞结构形成。     

共析轨钢塑性应变与应变疲劳关系的研究

用全反向恒应变幅试验方法,研究了C-Mn轨钢珠光体及回火索氏体的应变疲劳行为,探讨了塑性应变在应变疲劳中的作用。试验结果表明,轨钢的疲劳是塑性应变控制过程。大应变幅时,疲劳寿命的急剧缩短与塑性应变幅的快速增长有关,减小片间距会降低塑性应变幅在总应变幅中所占比例;抗拉强度相等时,因循环软化而致的塑性应变幅增大及较小的可允许应变范围是回火索氏体疲劳寿命低于珠光体的主要原因。     

4Cr5MoSiV1热作模具钢700 ℃的低周疲劳行为

采用轴向应变幅控制的低周疲劳试验研究了总应变幅对4Cr5MoSiV1热作模具钢700 ℃低周疲劳行为的影响,包括循环应力响应行为、循环应力应变行为、循环迟滞回线和应变疲劳寿命行为等。结果表明:随着总应变幅从0.2%增大到0.6%,4Cr5MoSiV1钢在700 ℃时循环应力响应均表现为先循环硬化再循环软化的特性,并且应力幅最大值从220 MPa增大到308 MPa。同时,随着总应变幅的增大,4Cr5MoSiV1钢在700 ℃下的低周疲劳寿命由6750循环周次降低到210循环周次,且其过渡寿命约为1313循环周次。疲劳断口形貌分析结果显示,高温低周疲劳过程中裂纹主要萌生于试样表面处,且随着应变幅增大,裂纹源逐渐增多,疲劳条纹间距变宽,其断裂方式由韧性断裂转变为脆性断裂。透射电镜分析结果显示,循环软化可能与板条结构转变为胞状结构、基体发生位错湮灭、碳化物的析出和粗化有关。      

循环变形多晶铝的位错亚结构

本文测定了多晶铝在恒应变循环变形下的循环硬化曲线;循环应力——应变曲线;以及相对应的晶内位错亚结构。本文试验的目的是:(1)探讨位错亚结构随循环周次的变化;(2)应变幅对饱和位错亚结构的影响;(3)晶界在循环变形中的作用。     

热处理工艺对海洋工程用高强度耐低温H型钢组织及性能影响

摘要：以热轧耐低温H型钢为研究对象,采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜分析和力学性能测试等手段,研究了完全淬火和亚温淬火对试验钢微观组织和力学性能的演变规律。结果表明,试验型钢经780℃亚温淬火+600℃回火处理后,形成回火索氏体+铁素体的网状组织;试验型钢900℃淬火+600℃回火处理后,转变得到具有马氏体位向的回火索氏体,碳化物分布更加细小均匀,位错密度下降。2种热处理工艺制备H型钢综合力学性能优良,屈服强度均达到500MPa以上,900℃淬火+600℃回火处理后钢的屈服强度和抗拉强度更高。-40℃低温冲击韧性比热轧状态下出现大幅度提高,随着淬火温度升高冲击功更加稳定。     

Fe-19Cr-0.2Ni-5Mn-0.2Si在循环加载下的马氏体相变规律及其影响

 相变诱导塑性(TRIP)双相不锈钢具有优良的强度和塑性,且兼顾经济性,因此工业应用潜力很大。而厘清TRIP型双相不锈钢在循环加载下产生的马氏体相变对其循环力学性能的影响规律,是促进其进一步开发及工业化应用的基础。以TRIP型双相不锈钢Fe-19Cr-0.2 Ni-5Mn-0.2Si为研究对象,开展循环性能及相变特征研究。应用INSTRON试验机,分别进行拉伸试验和应变幅为0.6%的对称循环加载试验,测定试验钢的拉伸力学性能及循环软硬化性能。在循环加载过程中,应用铁素体测量仪测量不同循环周次下的马氏体转变量,分析马氏体相变特征。利用透射电镜,观测典型循环周次下的微观结构,分析马氏体相变和位错结构演化规律。进而,研究马氏体相变和位错结构演化对循环软硬化性能的作用机制。结果表明,试验钢在拉伸条件下,表现出明显的TRIP效应;循环初期马氏体转变速率较快,之后转变速率逐渐降低并且逐渐趋于零;循环软硬化特征可分为3个阶段,初始循环硬化、循环软化和二次循环硬化阶段;初始循环硬化由两相中位错的增殖引起的硬化效应起主导作用;随后的循环软化,由铁素体中低能位错结构所引起的软化效应起主导作用;在二次循环硬化阶段,相变马氏体对材料的硬化起主导作用。总的来说,马氏体相变对试验钢循环加载初期的循环软硬化性能影响较小,但对循环后期的性能影响较大。     

1000MPa级在线淬火钢回火工艺对屈强比的影响

将20mm厚1 000MPa级钢板在线淬火后进行不同温度的回火处理,观察了组织及屈强比的变化。结果表明:回火区间在400～550℃范围,屈强比从0.81增长到0.93;回火区间在550～650℃范围,屈强比从0.93降低到0.88。试验钢单相回火索氏体组织屈强比最高,屈强比上升按组织形貌排序为:回火贝氏体加回火马氏体、回火贝氏体加回火索氏体、回火索氏体。     

全珠光体钢循环应变行为的透射电镜研究

用透射电镜研究了位错在循环应力—应变珠光体组织中的作用机制,探讨了片状珠光体的循环软、硬化机理。结果表明,在循环应变珠光体组织中,渗碳体/铁素体界面弹性不协调应力的发展以及铁素体的屈服,分别是产生界面位错和铁素体位错的原因。珠光体的循环应力—应变行为主要取决于初始可动位错密度及其增殖速率。循环应变后的位错密度随片间距的减小而提高,珠光体的稳态流变应力服从Bailey-Hirsh关系。     

热处理对超级13Cr不锈钢组织及拉伸性能的影响

 为了研究热处理工艺对超级13Cr不锈钢组织及拉伸性能的影响，采用了光学显微镜、X射线衍射仪、透射电子显微镜、显微硬度测试及应变速率拉伸等试验方法。结果表明，经过水淬和油淬处理的超级13Cr不锈钢组织及拉伸性能相差不大。但相比于水淬，采用油淬的试样经回火处理后塑性得到更大提升。淬火试样经回火处理后，组织变为回火索氏体。随着回火温度升高，材料的塑性先增加后减小，硬度与强度变化则相反。620 ℃回火试样含有逆变奥氏体，强度塑性组合较好。二次回火能够增加超级13Cr不锈钢中逆变奥氏体含量，但塑性变化不明显，强度下降较大。     

温度和应变速率对FeCrNi合金位错组态的影响

 利用透射电镜观察了不同温度及不同应变速率下FeCrNi合金的位错组态，分析了位错组态与温度及应变速率的关系。结果表明：温度使交滑移频率提高，位错组态从位错墙向位错胞方向发展，而应变速率升高使交滑移频率降低，位错组态从位错胞向位错墙、高密度层错方向发展。     

结构钢的形变位错结构和强度

 介绍了各种合金结构钢(铁素体钢、铁素体 珠光体钢和淬火回火钢)的形变位错结构及循环形变位错结构的研究情况，阐述了沉淀硬化合金强化过程的位错缠结机制、静载和动载竞争机制以及循环微裂纹的萌生机制。     

热处理工艺对2Cr13热轧中厚板的金相组织及性能影响的探讨

对２Ｃｒ１３热轧中厚板经各种热处理制度试验后的组织和性能进行了探讨。得到如下结论：试样经高温回火后，得到了回火索氏体组织，特别是７６０℃±１０℃５ｈ随炉冷至５５０℃空冷后得到的是较为均匀的回火索氏体组织，２Ｃｒ１３热轧中厚板４．５－５．５ｍｍ的性能较为均匀，特别是硬度符合国家标准要求，夹杂物为氧化物。     

回火次数对P91焊管接头力学性能的影响

采用光学显微镜、X射线衍射分析、透射电镜、选区电子衍射及常温与高温拉伸试验等检测手段,基于不同回火次数下P91焊接接头显微组织的演化过程研究其对力学性能的影响.结果表明,随着回火次数的增多,接头显微组织主要保留了板条马氏体位向的回火索氏体,主要相为α-Fe相和Fe-Cr相,热影响区的室温及高温强度先增大后减小.在回火一次时,弥散析出的MX (M=V/Nb,X=C/N)型碳氮化物、位错缠结及亚稳态的位错网对接头有一定的析出强化及位错强化作用,其力学性能较佳,高温抗拉强度达最大值232.66 MPa;随着回火次数进一步增多,离散分布的碳化物Cr₂₃C₆逐渐偏聚并在晶界处演化为串链状分布,使晶界脆化,强度降低,但韧性有所改善.      

直接淬火石油储罐用钢N610E的回火组织与力学性能

 N610E级石油储备罐用钢(12MnNiVR)常用加热调质处理工艺生产。利用OM、TEM等试验方法,研究了石油储罐用钢N610E直接淬火后,不同回火温度对组织和力学性能的影响。结果表明：直接淬火钢经655℃回火,钢板具有最佳综合力学性能,其抗拉强度640MPa,屈服强度570MPa,伸长率22%,－20℃冲击功273J,不同回火温度的N610E钢韧脆?湮露染冢?0℃以下。随回火温度的升高,板条贝氏体回复作用逐渐加强,位错通过运动、合并、重组,相邻板条合并,组织粗化;回火后钢的力学性能变化趋势的非单调性,归因于回火过程贝氏体中位错亚结构的回复软化与碳的脱溶及第二相的析出强化机制综合作用。     

屈服强度550 MPa级抗震建筑用钢回火性能研究

利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和力学性能检验等方法,研究了系列回火温度对TMCP工艺生产屈服强度550 MPa级抗震建筑用钢微观组织、第二相析出及力学性能的影响。结果表明:随着回火温度的提高,试验钢屈服强度和抗拉强度变化趋势一致,屈强比呈明显上升趋势。分析认为:回火前后力学性能的变化主要与回火后更多弥散、尺寸25 nm的细小粒子析出及M/A岛分解、位错亚结构回复软化有关。试验钢板经450℃回火后具有最佳综合力学性能,抗拉强度703 MPa,屈服强度588 MPa,伸长率17.5%,-20℃冲击吸收能240 J,屈强比0.84,满足抗震建筑用钢要求。     

耐磨钢在不同回火工艺下的组织与性能研究

研究了不同回火工艺对淬火态NM400耐磨钢板组织和性能的影响。试验结果表明:随着回火温度不断升高,组织由回火马氏体转变为回火索氏体,钢板的强度和硬度不断降低,钢板的冲击性能先降低后升高,存在马氏体回火脆性区。     

屈服强度550 MPa级抗震建筑用钢回火性能研究

利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和力学性能检验等试验方法,研究了系列回火温度对TMCP处理的屈服强度550 MPa级抗震建筑用钢微观组织、第二相析出及力学性能的影响。结果表明,随着回火温度的提高,试验钢屈服强度和抗拉强度变化趋势一致,屈强比呈明显的上升趋势。分析认为:回火前后力学性能的变化主要与回火后更多弥散的尺寸在25 nm以下的新的细小粒子析出以及M/A岛的分解和发生位错亚结构回复软化有关,试验钢450℃回火后钢板具有最佳综合力学性能:抗拉强度为703 MPa,屈服强度为588 MPa,伸长率为17.5%,-20℃冲击吸收能量为240 J,屈强比0.84满足建筑用钢要求。     

钢的塑性形变

本文论述铁素体钢,铁素体珠光体钢,淬火回火钢的静载与动载作用下发生的塑性变形的微观理论,重点介绍位错与碳化物相互作用的位错缠结模型,疲劳裂纹萌生的粗大疲劳变形带的扩展模型和显微区域的循环硬化与软化模型。     

LZ50车轴钢低周疲劳性能研究

研究了L730车轴钢的循环相关特性、循环疲劳特性及循环应力-应变关系。试验结果表明：LZ50车轴钢的循环疲劳特性曲线及循环应力-应变曲线很好地符合双对数线性关系；其循环相关特性表现为先循环软化，稳定后又发生循环硬化，而且循环软化和循环硬化的程度随控制应变的不同而不同，     

400MPa级热轧带肋钢筋控轧控冷工艺应用试验

通过制定合理工艺参数,在生产线上对20MnSi连铸方坯进行了控轧控冷试验。试验结果表明,钢筋表层为回火索氏体+少量铁素体,过渡层为回火索氏体+珠光体+铁素体,半径1/2处为细小的珠光体+铁素体,晶粒度9.5级。轧制速度对控冷效果的影响最为明显,自回火温度对钢筋的组织和性能影响较大。