热处理工艺对Fe-14.04Mn-0.22C阻尼合金组织和性能的影响

研究了热处理温度对Fe-14．04Mn-0．22C合金阻尼性能的影响。结果表明：该合金在热处理冷却过程中，发生了γ→ε转变，热处理温度越高，γ→ε转变生成的马氏体越多，合金的阻尼性能随热处理温度的升高而提高，在1000℃时，合金的阻尼性能达到最大值；随温度的进一步升高，阻尼性能反而恶化，主要是因为马氏体严重粗化所致。     

Q500q桥梁钢在不同冷却方式下的连续冷却转变行为

利用Gleeble-2000型热模拟试验机在两种冷却方式下对Q500q桥梁钢的冷却转变行为进行研究,一种冷却方式为以恒定的冷却速率(1,4,8,16,32℃·s-1)从900℃冷却至300℃(恒速冷却),另一种方式为以一定的冷却速率(同前)从900℃冷却至650℃后再冷却速率减半冷却至300℃(分段冷却)。结果表明:在恒速冷却条件下,当冷却速率在1～4℃·s-1时,试验钢得到多边形铁素体+珠光体组织,当冷却速率在8～16℃·s-1时得到贝氏体组织,冷却速率增至32℃·s-1时得到马氏体组织;在分段冷却条件下,当中温区(650～300℃)冷却速率在0.5～4℃·s-1时试验钢发生铁素体和珠光体转变,多边形铁素体数量较多,当中温区冷却速率在8～16℃·s-1范围内发生贝氏体转变;与恒速冷却方式下的相比,贝氏体转变的终了温度升高,贝氏体转变区间缩小,贝氏体晶粒的细化程度降低。     

从铁鳞中回收W,Mo,Cr,V合金元素

一般情况下铁鳞作为垃圾被处理掉,W9高速钢铁鳞中合金的成份为8.5～9.5%W,2.7～3.3%Mo,3.8～4.4%Cr,1.3～1.7%V,它是W9高速钢毛坯经高温(800～950℃)加热反复锻打或轧制而形成的,因此回收铁鳞中昂贵的合金元素,不仅可避免合金元素的浪费,而且还减少元素的污染。     

铸造Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的热机械疲劳行为

采用应变控制的方法,研究了铸造Ti-48Al-2Cr-2Nb合金400℃～800℃循环温度下的同相位热机械疲劳行为,并与400℃和800℃恒温低周疲劳结果进行了对比分析。结果表明,该合金的400℃～800℃同相位热机械疲劳性能在大应变短寿命区优于400℃和800℃恒温低周疲劳;在小应变长寿命区略低于400℃低周疲劳,介于800℃低周疲劳数据分散带内;在热机械疲劳试验条件下,合金不表现明显循环硬化或软化现象,疲劳试样断口可观察到层片间、层片内断裂和穿层片撕裂3种开裂方式。     

添加铬、铝、钛、镍合金元素对Fe-17Mn阻尼合金性能的影响

在阻尼性能最佳的Fe-17Mn二元合金中加入质量分数5%铬元素以及1%的铝、钛或镍,采用真空感应熔炼法制备Fe-17Mn,Fe-17Mn-5Cr,Fe-17Mn-5Cr-1Al,Fe-17Mn-5Cr-1Ti和Fe-17Mn-5Cr-1Ni合金,经锻造和固溶处理后,研究了铬、铝、钛、镍元素对合金阻尼性能、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明:添加铬元素后,合金强度显著提高,耐腐蚀性能增强,在较低应变振幅(200×10-6~900×10-6)下的阻尼性能提高,在高应变振幅(大于900×10-6)下的阻尼性能降低;在Fe-17Mn-5Cr合金中添加质量分数1%的铝元素或钛元素后,合金的耐腐蚀性能变化不大,强度降低,其中添加钛后的阻尼性能变差,添加铝后的阻尼性能变化不大;在Fe-17Mn-5Cr合金中添加质量分数1%镍元素后,合金的强度和阻尼性能变化不大,耐腐蚀性能略有降低,但仍优于Fe-17Mn合金的;Fe-17Mn-5Cr-1Ni合金的综合性能最优异。     

SZA-4和ZIRLO锆合金在360℃含氧水环境中的腐蚀行为

通过动水循环高压釜回路,考察了国产新锆合金SZA-4(Zr-0.85n-0.25Nb-0.35Fe-0.1Cr-0.05Ge)和商用ZIRLO(Zr-1.0Nb-1.0Sn-0.1Fe)合金在含有约2.0 mg/L溶解氧的360℃/20.0 MPa高温高压水中的早期腐蚀行为,用透射电镜分析了两种合金基体和腐蚀30天后氧化膜的显微组织及成分分布。结果表明,SZA-4合金为完全再结晶晶粒和仅发生回复的等轴晶粒组成的"混晶"组织,主要含有富Nb的Zr(Fe,Cr)_2相及少量的Zr_3Fe相,而ZIRLO合金由均匀分布的短板条晶粒组成,主要以β-Nb和Zr(Nb,Fe)_2相为主。SZA-4合金在DO环境中的腐蚀增重明显低于商用ZIRLO合金,且随着时间的延长,增重差异逐渐增加。SZA-4合金的氧化膜厚度(1.0～1.2μm)明显低于ZIRLO合金(1.3～2.0μm),且含有较少的横向裂纹。SZA-4和ZIRLO合金中的第二相可延迟氧化并"镶嵌"至氧化膜外层等轴晶区,说明未充分氧化或溶解。SZA-4中的Cr能够更好地把Fe"束缚"在Zr(Fe,Cr)_2相中发生原位氧化,而ZIRLO合金中的Fe在Zr(Nb,Fe)_2相初始氧化时即扩散至周围氧化膜中,间接增加了Fe在氧化膜中的浓度。固溶原子Fe和Nb的不同可能是造成两种Zr合金早期腐蚀增重差异的主要原因。     

变形条件对高洁净微合金钢组织性能的影响

讨论了变形对高洁净微合金钢贝氏体转变及转变组织的影响,并与两种工业钢STE355(8Y）、X60(6B）进行了比较,试验在720-1100℃进行。结果表明,在同样试验条件下,高洁净钢的贝氏体相变温度要比大桥用钢STE355低50-70℃;高洁净钢冷却到室温时得到了微米级的细化组织;并且高洁净钢室温硬度及抗拉强度均明显高于两种工业钢。     

弛豫过程中的纳米析出及贝氏体组织的细化

合金钢变形过程中奥氏体区域内的位错演变行为与析出行为有着密切的关系.为了验证贝氏体细化结构与室温模拟的Fe-40Ni合金纳米级析出相钉扎位错网络结构的关联,本文采用热模拟、金相显微技术和透射电镜(TEM)显微术研究了低碳微合金钢变形后850℃弛豫过程中的析出行为及其对随后冷却过程中形成的贝氏体组织的影响.结果表明,实验用钢的微观组织结构(超细晶贝氏体及马氏体的混合物)在弛豫过程中可以得到有效细化,变形后在850℃弛豫60～200 s可以得到最佳的组织细化结果.同时,应变诱导析出的小于10 nm的析出相可以有效地钉扎住位错.实验结果与Fe-40Ni合金模拟结果一致.     

油淬Ni_(64)Al_(36)合金的逆马氏体相变

用内耗试验、差示扫描量热和X射线衍射分析等方法对油淬和炉冷的Ni64Al36(原子分数)合金从室温到400℃的逆马氏体相变过程进行了研究。结果表明:在加热过程中油淬Ni64Al36合金在220℃出现一个内耗峰,冷却时内耗峰的温度移到160℃,而炉冷Ni64Al36合金无内耗峰出现;油淬Ni64Al36合金的内耗峰峰位不随振动频率而变化,但峰高随频率的减小和升温速率的提高而增大;油淬Ni64Al36合金在冷却和加热时出现的两个内耗峰分别是由γ→L10马氏体转变及其逆马氏体转变引起的;在室温到400℃有限次数热循环范围内,热循环次数对油淬Ni64Al36合金正、逆马氏体转变的影响很小。     

恒温保持对12Cr1MoV钢显微组织和力学性能的影响

研究了不同恒温保持时间(0～1500h)对12Cr1MoV钢的显微组织和力学性能的影响。结果表明，随着恒温保持时间的延长，12Cr1MoV钢的显微组织由回火马氏体转变为低碳板条束贝氏体，σb升高；σ0.2、δ、φ、CVN先降低后升高，在恒温保持500h取得最小值，材料最容易发生脆性断裂。     

20Cr1Mo1VTiB钢的连续冷却转变行为

采用热膨胀仪测定20Cr1MolVTiB钢在不同淬火温度(9501100℃)下的贝氏体转变点和较佳淬火温度下的连续冷却相变点,结合组织观察和硬度测试绘制连续冷却转变曲线;利用经验公式建立相变点和相转变量与冷却速率的关系,并计算相变激活能。结果表明:随着淬火温度升高,试验钢中贝氏体转变温度降低,较佳淬火温度为1050℃;冷却速率不高于0.5℃·s-1时,过冷奥氏体转变产物为先共析铁素体、珠光体和贝氏体,冷却速率超过0.5℃·s^-1时则为单一贝氏体;相变点-冷却速率和相转变量-冷却速率拟合曲线与试验结果吻合较好,先共析铁素体和贝氏体相变激活能分别为744.8,274.9 kJ·mol^-1。     

控轧控冷工艺中冷却温度对Q550D高强钢显微组织和拉伸性能的影响

对热轧Q550D钢板进行控轧控冷处理,研究了6组开始冷却(开冷)温度和终冷温度对试验钢显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:6组冷却温度下试验钢的基体组织均由贝氏体+铁素体+马氏体/奥氏体(M/A)岛组成;在相同终冷温度下降低开冷温度,试验钢中铁素体含量明显增加,M/A岛含量略微增加,屈强比减小;在相同开冷温度下降低终冷温度,铁素体含量略有减少而M/A岛含量明显增加,屈强比增大;同时降低开冷温度和终冷温度,铁素体和M/A岛含量同步递增,但M/A岛的增加幅度较小,屈强比降低;在开冷温度755℃、终冷温度395℃下,试验钢具有最佳的拉伸性能。     

低碳钢临界奥氏体区的变形行为

在Gleeble-3500型热模拟试验机上对Q235钢进行了单向压缩试验,研究了不同温度下低碳钢的变形特征以及形变诱导铁素体的演变行为和在保温过程中的变化。结果表明：降低变形温度有利于低碳钢的组织细化,但变形温度低于Ar3时,得到混晶组织,并使珠光体成务状分布;随着变形的进行,形变诱导铁素体首先在晶界形核,然后在相界上反复形核;铁素体数量随着应变量的增加而增加,但存在一个极限值;应变量较高时,将会发生铁素体的动态回复和再结晶;形变诱导铁素体在变形后的保温过程中发生了逆相变并伴随着铁素体晶粒的粗化。     

铌对船板钢大热输入焊接热影响区组织与韧性的影响

采用控轧控冷工艺(TMCP)生产含铌(质量分数0.025%)和无铌两种DH36级船板钢,并进行150 kJ·cm^-1大热输入气电立焊,研究了焊接接头热影响区的组织与韧性。结果表明:铌元素的添加可推迟铁素体和珠光体相变,促进粒状贝氏体和贝氏体铁素体生成,导致含铌钢热影响区粗晶区中的晶界铁素体含量较少,粒状贝氏体和贝氏体铁素体含量较多,细晶区中的铁素体和珠光体析出缓慢。无铌钢焊接接头各区域的组织与韧性良好,-20℃冲击功单值均在102 J以上,远高于船级社规范要求;含铌钢焊接接头熔合线处-20℃冲击功出现单值低于24 J的情况,不满足船级社规范要求,其他区域-20℃冲击功单值均在143 J以上。铌的添加对DH36级船板钢大热输入焊接接头的韧性不利。     

Unlubricated sliding and rolling/sliding wear behavior of continuously cooled, low/medium carbon bainitic steels

The development of low and medium carbon bainitic steels for railroad track applications is traced through investigations to understand wear behavior. Carbide-free bainite consisting of bainitic ferrite laths, with or without lath boundary retained austenite, has emerged as the best microstructure. Cast and wrought 0.25%C, 1.75%Si, Mo-B steels have exhibited wear resistance comparable with that of Hadfield's austenitic steel under severe rolling/sliding contact.     

贝氏体钢的强韧化途径

发现在粒状贝氏体组织中,控制其小岛尺寸、数量和分布,可获良好强性,研制出粒状贝氏体钢。首次用粥的仿晶界型铁素作韧性与粒贝结合,可获优良强韧性,并研制出此类复相钢。通过合金设计,在空冷条件下获得具有超精细结构的无碳化物贝氏体／马氏体复相组织,贝氏体各层次单元由奥氏体膜包围,使贝氏体／马氏体复相组织具有优良的强韧性,并研制出此类高强高韧钢。     

14NiCrMo10 6V与Q345E钢过渡匹配焊接接头的组织与力学性能

采用E551T1-Ni2药芯焊丝对Q345E钢与14NiCrMo10 6V钢进行焊接,并通过室温拉伸、弯曲、冲击、硬度试验以及金相分析等对焊接接头的力学性能与显微组织进行了研究。结果表明:采用此焊丝可以获得拉伸、弯曲和冲击性能均良好的焊接接头,焊缝硬度在200～250HV之间;焊缝处晶界组织为先共析铁素体、少量无碳贝氏体(从晶界伸向晶内),晶内为针状铁素体与珠光体,个别部位有粒状贝氏体;Q345E钢侧热影响区与焊缝过渡区的组织为沿晶界析出的块状先共析铁素体和向晶内生长的条状铁素体以及少量的珠光体和贝氏体;14NiCrMo10 6V钢侧热影响区与焊缝过渡区的组织为板条状马氏体。     

形变和冷却对B1500HS硼钢马氏体相变的影响

利用Gleeble-1500D热模拟试验机,以恒定的应变速率将在900℃奥氏体化的B1500HS硼钢试样分别压缩10%、20%、30%、40%,然后分别以50℃/s、40℃/s、25℃/s的速度对试样进行冷却。研究形变量及冷却速度对B1500HS硼钢的马氏体相变温度、微观组织、显微硬度和残余奥氏体等方面的影响规律。结果表明:相同冷却速度下,马氏体相变开始温度和相变终止温度均随着形变量的增加逐渐升高。随着形变量的增加,马氏体组织越来越细小,而且薄片状马氏体越来越少,板条状马氏体越来越多。形变量和冷却速度的增大,均使B1500HS试样中的残余奥氏体量减小。形变导致B1500HS硼钢的连续冷却转变图左移,避免未变形B1500HS钢试样生成贝氏体组织的临界冷却速度约为25℃/s。当冷却速度为25℃/s时,试样的变形程度达到30%时,微观组织中开始出现贝氏体。     

Morphological and crystallographic evolution of bainite transformation in Fe‐0.15C binary alloy

In this article, an in situ observation method, combining laser scanning confocal microscopy and electron backscattering diffraction, was used to investigate the morphological and crystallographic evolution of bainite transformation in a Fe‐0.15C binary alloy. The nucleation at a grain boundary and inclusions, sympathetic nucleation, and impingement event of bainitic ferrite were directly shown in real time. The variant evolution during bainite transformation and misorientation between bainitic ferrites were clarified. Strong variant selection was observed during sympathetic nucleation. Microsc. Res. Tech., 2009. © 2009 Wiley‐Liss, Inc.     

超级贝氏体组织中残余奥氏体的TRIP效应研究

针对超级贝氏体组织中残余奥氏体的应力诱发相变及对钢的力学性能影响,设计试验钢60Mn2SiCr,经900 ℃完全奥氏体化保温30 min,在260 ℃盐浴炉中等温处理12 h后,将试样在疲劳试验机上进行加载试验;利用扫描电镜(Scanning electron microscope, SEM)、透射电镜(Transmission electron microscope, TEM)、X射线衍射仪(X-ray diffracmeter, XRD)和拉伸试验机等仪器设备对加载前后的样品,分别进行显微组织形貌观察和相组成的定性定量检测分析以及力学性能测试;结果显示,等温处理后样品的显微组织为超级贝氏体(贝氏体铁素体BF+残余奥氏体AR),残余奥氏体体积分数为9.4%,其含碳量为1.296%;经加载后试样显微组织中残余奥氏体体积分数下降至6.1%,含碳量达1.439%;钢的强塑积提高近20%。这说明等温处理获得超级贝氏体组织的钢,经施加载荷给予应力作用,显微组织中残余奥氏体发生转变,即超级贝氏体组织中的残余奥氏体能够通过相变诱发塑性(Transformation induced plasticity, TRIP)效应的产生,提高钢的力学性能。