冷变形珠光体钢丝的微观组织演变及强化效应

采用显微硬度测试、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和三维原子探针(3DAP)等测试手段分析了珠光体钢丝在冷拔过程中显微硬度、组织变化及大应变变形后碳原子的分布和浓度变化。结果表明:随着应变量的增加,组织逐渐转向拉拔方向,片层间距减小,最后在纵截面上形成平行于拉拔方向的层片状组织,横截面上呈现为卷曲状的层片组织;3DAP测试显示,渗碳体在变形过程中发生了部分溶解,溶解的碳原子从渗碳体相移动到铁素体相,碳原子在铁素体中形成过饱和;在拉拔过程中铁素体内部位错密度增加、片层间距减小和渗碳体发生分解释放出碳原子对位错运动产生较大阻力,使珠光体钢丝的硬度随着拉拔应变量的增加而增加。     

交流干扰下不同组织X100钢在格尔木土壤模拟溶液中的腐蚀行为

目的 使用不同组织X100钢模拟焊接接头,探究在格尔木土壤模拟环境下,交流干扰对X100管线钢焊接接头腐蚀行为的影响规律。方法 采用动电位极化曲线、恒电位极化曲线、浸泡实验及表面分析技术,对X100管线钢焊接接头的腐蚀行为进行系统研究。结果 动电位极化曲线表明,随着交流电流密度的增加,不同组织X100钢腐蚀电流密度呈增加的趋势,阴极由耗氧反应控制转变为由析氢反应主导。在交流干扰下,腐蚀速率V退火>V热轧>V正火,恒电位极化测试中,退火组织受到交流干扰的影响更为明显。不同组织X100钢腐蚀形态以局部腐蚀为主,且有不同程度的点蚀发生。退火组织的腐蚀坑数量多,尺寸大而深,点蚀多分布在珠光体与铁素体的晶界处,少数分布在珠光体内部;正火组织点蚀数量最少,尺寸最小;热轧组织中粒状贝氏体较多且呈弥散分布,有较多的小点蚀分布在粒状贝氏体聚集的区域。结论 不同组织X100管线钢因微观结构不同而导致其耐蚀性有所差异。交流干扰下,由于珠光体与铁素体组织形成的微电偶腐蚀较为严重,从而导致退火组织的耐腐蚀性最差;正火组织中M/A岛呈针状分布,粒状贝氏体相对较少,耐腐蚀性最好;热轧组织的耐蚀性居于退火组织与正火组织两者之间。     

冷拉SAE1008低碳钢丝强化机制的探讨

利用SEM,TEM和XRD等分析手段研究SAE1008低碳钢丝冷拔形变过程中微观组织和力学性能的变化规律。结果表明,钢丝的抗拉强度随着应变增加呈线性上升,基本符合Hall-Petch关系。应变较小时,钢丝的加工硬化率基本不变;当应变增加到3.03以后,钢丝的加工硬化率显著提高。冷拔过程中,横截面上铁素体晶粒明显细化,纵截面上晶粒逐渐被拉长呈片层状。形变过程中,铁素体片层中沿着拉拔方向会形成强烈的110丝织构。大应变后铁素体中位错密度也急剧增加,形成了大量的位错胞。     

��΢��֯�ԵͺϽ����ʴ�Ե�Ӱ��

采用IMO(国际海事组织)《货油舱用耐蚀钢试验程序》规定的模拟货油舱内底板腐蚀试验方法,研究了组织为马氏体、贝氏体十铁素珠、珠光体十铁素体的低合金高强度船板钢在酸性氯离子环境下耐蚀性.试验结果显示显微组织对钢的耐蚀性有显著影响.马氏体试验钢具有组织单一、碳化物析出少、产物膜对基体的保护效果最好的特点,其平均腐蚀速率最低.复相的珠光体组织,其渗碳体有较高的电位,与铁素体组织存在相间电位差,从而促进了铁素体的腐蚀,其锈层完整性和保护效果较差,腐蚀速率最高.贝氏体+铁素体试验钢相对马氏体试验钢在组织单一性上较差,但相对于珠光体十铁素体试验钢,其富碳相较少且分布均匀,这些对其在货油舱内底板环境中的腐蚀微电池数量和程度产生影响,因而其耐蚀性介于马氏体钢和铁素体十珠光体钢之间.     

珠光体钢丝冷拉拔过程中微观组织及铁素体微区取向与织构演变

采用电子通道衬度(ECC)和电子背散射衍射(EBSD)技术研究了珠光体钢丝冷拉拔过程中微观组织的变化、铁素体微区取向与织构演变,结果表明,珠光体变形组织中存在剪切带(S带),它们的出现与渗碳体片条和拉拔方向之间的夹角有关:夹角越大,S带越多,随着拉拔应变量的增大,纵截面上珠光体片条逐渐转向拉拔方向,S带方向与拉拔方向的夹角逐渐减小,珠光体内的S带会引起铁素体晶粒局部微区取向急剧变化,从而使原有的珠光体团分裂成若干个由铁素体大角度晶界相隔的区域,钢丝拉拔过程中形成平行于拉拔方向的铁素体〈110〉丝织构,随着应变量的增大,平行于拉拔方向的铁素体〈110〉丝织构增强,其它丝织构组分减弱;靠近钢丝中心区域内的〈110〉丝织构增强幅度大于其它区域。     

剧烈冷拉珠光体钢丝的组织性能演变及其对退火工艺的影响

研究了剧烈冷拉SWRH72B钢丝的组织演变及大变形量对珠光体钢丝球化退火的影响.结果表明,钢丝的抗拉强度和维氏硬度都随真应变的增大呈线性趋势提高;渗碳体片层随真应变的增大逐渐减薄.纵截面渗碳体片层最终趋向沿拉拔轴向排列,横截面珠光体片层发生了剧烈的弯曲和扭转.变形量较大时,渗碳体大量溶解.在不同温度对冷拉钢丝进行球化退火处理,发现随着真应变的增大,有效地降低了钢丝球化退火温度.缩短了球化退火时间.提高了球化均匀度.     

低碳钢中晶界铁素体/原奥氏体界面对贝氏体转变的影响

采用电子背散射衍射 (EBSD) 研究了低碳Fe--C--Mn--Si钢中晶界铁素体/原奥氏体界面对贝氏体形核的影响. 通过两阶段等温热 处理, 获得了晶界铁素体和贝氏体的混合组织. 结合金相观察和取向测量, 发现晶界铁素体与贝氏铁素体之间的界面分为两种, 一种界面不清晰, 一种界面清晰. 分析表明, 在晶界铁素体/贝氏体界面不清晰一侧, 晶界铁素体与原奥氏体保持取向关系, 贝氏体在这类界面形 核生长, 且取向与晶界铁素体保持一致; 在晶界铁素体/贝氏体界面清晰一侧, 晶界铁素体与原奥氏体无取向关系, 且贝氏体与晶界铁素体之间取向差较大.     

低碳钢过冷奥氏体形变过程中的组织及取向变化

利用ＳＥＭ,ＴＥＭ及ＥＢＳＤ研究了低碳钢在７５０℃ ,１０ｓ－１应变速率条件下形变过冷奥氏体的组织及取向变化．结果表明,组织演变由二个阶段组成,形变前期是以形变强化相变铁素体转变为主;当应变达到一定时,以铁素体的动态再结晶为主．应变量较小时,形变强化相变铁素体晶粒优先在原奥氏体晶界形核,随应变量的增加,以相界前沿畸变区的反复形核为主,铁素体转变量逐渐提高,同时珠光体等第二组织增多,铁素体晶粒内部位错密度提高．铁素体连续动态再结晶初期亚晶在珠光体与铁素体交界处优先形成．随应变增加频率提高．形变前期＜００１＞织构为相变铁素体在取向上的特征;形变后期＜１１１＞织构是动态再结晶铁素体在取向上的特征．     

利用局域取向差衡量变形金属中的位错密度

利用局域取向差衡量变形金属中的位错密度,对不同变形程度的退火铁素体钢样品做电子背散射衍射(EBSD)面扫描,取得取向数据进行局域取向差分析。结果表明,在相同的测量和计算条件下,局域取向差可以表征出塑性变形的金属中位错墙和显微带等亚结构。局域取向差还可以用来比较不同样品的位错密度平均水平,特别是能够区分状态接近的微区中位错密度的相对大小。利用局域取向差分析证实了具有相同成分的铁素体+马氏体(F-M)双相钢与铁素体+珠光体(F-P)钢中,前者铁素体的位错密度高于后者。局域取向差分布图表明在冷轧板中部组织中,位错墙集中分布于晶界附近;而在边部组织中,位错墙则是分散分布并相互缠结。边部组织中的位错密度显著高于中部组织,是导致局部塑性差容易开裂的一个原因。     

不均匀温度场楔横轧棒材的组织与性能

用FEM方法对不均匀温度场三辊楔横轧棒材的轧制过程进行了数值分析,分析了轧后轧件径向截面上温度及等效应变的分布规律,并通过实验研究分析测定了截面上不同位置处的显微组织及力学性能。结果表明:不均匀温度场三辊楔横轧棒材轧后温度场与等效应变在轧件径向截面上成环形分布,且心部温度高变形量小,由心部向外温度逐渐降低变形程度逐渐增大。轧后轧件径向截面上不同位置处组织及性能存在一定的差别。轧件心部为珠光体与先共析铁素体组织,外层边缘为球化渗碳体与铁素体组织。     

冷拔残余应力应变对钢丝氢扩散过程的影响

利用有限元法对高强度珠光体钢丝冷拔残余应力应变进行有限元分析,在此基础上利用有限差分法计算应力应变同时诱导下的氢扩散浓度分布规律,并比较其与只考虑残余应力诱导氢扩散模型所得氢浓度分布规律的不同.结果表明,由于冷拔加工过程中钢丝表面和内部变形速率的差异,冷拔后在钢丝表面产生较大的残余拉应力和大量的塑性应变.残余应力应变的...     

中碳钢过冷奥氏体形变过程中的组织演变

利用热模拟压缩变形实验研究了不同形变温度以及形变速率下中碳钢过冷奥氏体形变过程中的组织演变规律,探讨了中碳钢珠光体球化以及组织超细化的机理.结果表明:组织演变主要经历了动态铁素体相变、动态珠光体相变以及珠光体的球化3个阶段.为获得亚微米级别铁素体和颗粒状渗碳体弥散分布的复相组织,需要形变温度与形变速率的配合.形变过程中珠光体球化速率比等温球化退火快4个数量级,其原因是在形变过程中产生了高密度位错及大量空位等缺陷,为碳原子的扩散提供了高速率扩散通道,促进了碳原子的扩散.渗碳体粒子在铁素体基体上的弥散分布可用溶解-再析出机制解释.     

显微组织对X70钢在含有硫酸盐还原菌的3.5%NaCl溶液中腐蚀行为的影响

通过空冷、水冷和炉冷3种热处理方法得到不同显微组织的X70钢。采用SEM和EDS分析了不同显微组织X70钢在含有硫酸盐还原菌(SRB)的3.5%(质量分数)Na Cl溶液中的腐蚀形貌和腐蚀产物成分。采用动电位极化和电化学阻抗谱技术研究不同显微组织X70钢的电化学行为。结果表明,X70钢的原始组织为铁素体+珠光体;空冷组织为粒状珠光体分布在铁素体晶界上;炉冷组织由片状珠光体和先共析铁素体组成;水冷组织主要由板条状马氏体和少量块状铁素体组成。各热处理条件下试样在有菌介质中浸泡初期表面覆盖一层致密的生物膜,对电极起到了保护作用。水冷和空冷试样表面生物膜在浸泡第8和10 d后破裂,而炉冷和原始试样表面的生物膜完整性则较好;在有SRB的3.5%Na Cl溶液中X70钢炉冷试样的耐蚀性最好,水冷试样的耐蚀性最差。     

铁素体-贝氏体/马氏体双相钢中界面的定量化晶体学表征

利用两相区轧制以及增加轧制后弛豫时间的方法,获得了具有不同铁素体-贝氏体/马氏体比例的双相显微组织实验用钢样品。通过对2种实验用钢的EBSD表征发现,对铁素体间的界面和铁素体与贝氏体/马氏体之间的界面而言,如果界面具有较大的整体取向差,则通常也具有较大的解理面取向差和滑移面取向差;但是如果贝氏体和马氏体内部变体间的界面具有较大的整体取向差,则通常也具有较大的解理面取向差,但并不一定具有较大的滑移面取向差,这种现象在马氏体组织中更为显著。双相钢的塑韧性不仅受到两相比例影响,还受两相晶粒细化程度的影响,所以要提高其综合力学性能,需要从有效滑移单元和有效解理单元2个方面对双相组织分别进行细化。     

珠光体组织的形变、裂纹形核与扩展微观过程的动态研究

用扫描电镜对含碳量为0.15,0.47和0.79wt-％的三种碳素钢进行了拉伸试验,观察了珠光体组织形变与断裂的动态过程。结果表明,15和45号钢形变主要在铁素体中进行,珠光体可发生剪切形变与旋转等现象。裂纹主要在夹杂物界面、珠光体与铁素体两相界面上产生,最后的断裂遵循延性断裂机制;对于完全是片层珠光体组织的T8钢,渗碳体片层表现出一定程度的塑性变形能力,并随片层间距的减小变形能力增强。对于细片层组织,应变分布比较均匀,变形范围比较广泛,渗碳体片层可产生滑移和弯曲,断裂方式表现出延性断裂特征;在粗珠光体中,应变分布很不均匀,变形主要集中在强烈剪切变形带中进行,裂纹形核主要是渗碳体片层沿剪切形变带开裂的结果,断裂方式表现出脆性断裂特征。用位错塞积模型讨论了珠光体组织的脆性开裂现象。     

相钢空蚀破坏的力学机制

对由铁素体和渗碳体组成的低、中、高碳钢进行振动空蚀实验,发现它们空蚀破坏的共同特点是铁素体的严重变形和破损.但由于铁素体的含量及分布形态不同,材料空蚀破坏的表现形式大不相同：铁素体含量高的低碳钢以大面积均匀塑性变形为主;铁素体含量与珠光体含量大致相等并呈网状分布的中碳（亚共析）钢是由于铁素体隆起脱落而破坏;以珠光体为主的高碳钢是由于铁素体从渗碳体的夹缝中向外挤出、两相分离而破坏.微射流冲击形成的应力波使低强度相屈服是造成上述破坏的原因.     

双相钢空蚀破坏的力学机制

对由铁素体和渗碳体组成的低、中、高碳钢进行振动空蚀实验,发现它们空蚀破坏的共同特点是铁素体的严重变形和破损.但由于铁素体的含量及分布形态不同,材料空蚀破坏的表现形式大不相同:铁素体含量高的低碳钢以大面积均匀塑性变形为主;铁素体含量与珠光体含量大致相等并呈网状分布的中碳(亚共析)钢是由于铁素体隆起脱落而破坏;以珠光体为主的高碳钢是由于铁素体从渗碳体的夹缝中向外挤出、两相分离而破坏.微射流冲击形成的应力波使低强度相屈服是造成上述破坏的原因.     

含铁素体/珠光体带状组织管线钢热变形行为研究

由于成分偏析而形成的铁素体/珠光体带状组织会引起高强度管线钢力学性能的各向异性.通过热变形试验探究铁素体/珠光体带状组织对X80钢级管线钢热变形行为的影响.试验结果表明:相比于铁索体带,珠光体带存在明显应变集中,但X80钢级管线钢在轧制方向和横向的热膨胀系数差异很小,即带状组织虽然影响微观热变形的分布,但是对高强度低合...     

42CrMo钢中温成形性研究

为了研究42CrMo钢中温成形性,本文通过Gleeble-1500D热模拟机开展了钢在不同温度下的等温热压缩试验。确定了合理的中温成形温度区间,并在该温度内研究了成形温度和应变速率对塑性变形行为和微观组织演化的影响。结果表明:42CrMo钢合理的中温成形温度为600~750℃;钢的真应力随成形温度的升高和应变速率的减小而降低,并且在高应变速率下,真应力-应变曲线呈现出明显的波动;在中温成形过程中,钢原始组织中的片状珠光体发生了明显的球化,铁素体和球状珠光体分布均匀性提高,并且随着成形温度的升高,球状珠光体聚集现象逐渐减少,得到的微观组织是球状珠光体均匀分布在42CrMo钢组织的铁素体基体上。     

EH36钢埋弧焊接头焊缝金属不均匀性对断裂行为的影响

为研究EH36钢埋弧焊焊缝金属组织不均匀性对裂纹起裂行为的影响，采用微小力学试验系统，对EH36钢埋弧焊焊缝中两种不同取向试样进行微拉伸试验，并对两组试样裂纹萌生机理进行显微观察. 结果表明,两组试样塑性变形均集中在先共析铁素体上，且先共析铁素体上应变分布不均匀；横向加载试样为微孔聚集型断裂，由于“弱”应力奇异性的存在，裂纹在应变集中作用下起源于三叉晶界；纵向加载试样变形集中在先共析铁素体与针状铁素体界面处并导致界面剥离生成裂纹，断口具有局部脆性的特征.