Mn含量对含铝中锰钢相变温度和显微组织的影响

基于Thermo-Calc热力学模拟设计，结合扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子探针(EPMA)、背散射电子衍射(EBSD)及透射(TEM)技术，分析Mn含量对Fe-xMn-3.4Al-0.34C(x=4～8)实验钢相变温度、物相分布和微观组织的影响。结果表明：随着Mn的质量分数从4%增至8%,奥氏体开始转变温度(A_e1)从703.7℃持续降至501.2℃,奥氏体完全转变温度(A_e3)从1005.6℃近似线性地降至863.0℃;随着Mn含量增加，残余奥氏体由不可探测逐渐增加至12.6%;显微组织从渗碳体(θ)+高温铁素体(δ)双相逐渐转变为高温铁素体(δ)+马氏体(α′)+残余奥氏体(γ),残余奥氏体分布于δ铁素体边界处和马氏体板条中。     

800MPa级冷轧耐候双相钢连续冷却相变及组织性能研究

为了探索一种800 MPa级冷轧耐候双相钢的连续冷却转变规律及退火后组织性能变化,利用For-master-FⅡ全自动相变仪及连续退火模拟实验机,进行了连续冷却转变(CCT)曲线的测定及连续退火实验.结果表明:实验钢的过冷奥氏体在很低的冷却速度(0.5℃/s)下即可发生马氏体转变,而珠光体转变较少.当冷速为80℃/s时,仅发生马氏体转变;退火后实验钢显微组织中的马氏体呈带状分布,经最优工艺退火后实验钢的显微组织为多边形铁素体(79%)+块状马氏体(16%)+细小的残余奥氏体(5%),残余奥氏体主要分布于马氏体晶粒内部或铁素体的晶界处;实验钢屈服强度为387 MPa,抗拉强度为863 MPa,延伸率为18%,强塑积达到15534.     

回火温度对两相区退火海工钢组织和性能的影响

对690 MPa级海工钢进行“淬火+两相区退火+回火”三步热处理,研究了回火温度对其组织和性能的影响、分析了力学性能变化与组织演变和残余奥氏体体积分数之间的关系。结果表明：回火后实验钢的显微组织为回火贝氏体/马氏体、临界铁素体和残余奥氏体的混合组织。随着回火温度的提高贝氏体/马氏体和临界铁素体逐渐分解成小尺寸晶粒,而残余奥氏体的体积分数逐渐增加;屈服强度由787 MPa降低到716 MPa,塑性和低温韧性明显增强,断后伸长率由20.30%增至29.24%,-40℃下的冲击功由77 J提升至150 J。残余奥氏体体积分数的增加引起裂纹扩展功增大,是低温韧性提高的主要原因。贝氏体/马氏体的分解和残余奥氏体的生成,引起组织细化、晶粒内低KAM值位错的比例逐渐提高和小角度晶界峰值的频率增大,使材料的塑性和韧性显著提高。     

低温临界区退火时间对22MnB5钢组织和性能的影响

为了研究22MnB5钢在退火过程中的组织演变规律,细化热冲压成形后马氏体板条束,通过扫描电镜(SEM)、能谱分析、电子背散射衍射(EBSD)分析技术和拉伸实验等方法,研究了不同低温临界区退火时间对22MnB5钢显微组织和力学性能的影响,并阐述了不均匀奥氏体在退火过程中的转变机制及合金元素对粒状珠光体形成的影响.研究表明,经低温临界区不同退火时间保温及随后等温处理后,得到不同的珠光体形态,在770℃保温0.5 h,并在700℃等温处理后,得到铁素体基体上分布颗粒状碳化物的粒状珠光体组织;随着临界区保温时间的延长,奥氏体转变逐渐均匀,使部分奥氏体在随后的等温过程中发生共析转变,得到多边形铁素体+片层状珠光体组织.粒状珠光体组织有利于细化淬火后的马氏体板条束,提高综合力学性能.     

预奥氏体化对中Mn TRIP钢组织及力学性能的影响

为了提高钢的综合力学性能,用盐浴法对中Mn TRIP钢进行了热处理.采用SEM、TEM、XRD和拉伸测试研究了预奥氏体化处理对中Mn TRIP钢显微组织及力学性能的影响.实验结果表明:全马氏体冷轧态组织经两相区退火处理后,会析出大量渗碳体颗粒,随着退火时间延长,渗碳体颗粒逐渐溶解,马氏体组织逐渐转变为奥氏体和铁素体双相片层状组织;而在两相区退火处理前添加两相区预奥氏体化处理后,渗碳体析出被有效抑制,双相片层组织迅速形成;相比于常规两相区退火处理,预奥氏体化处理能够提高组织中残余奥氏体体积分数和综合力学性能.     

高性能节约型不锈钢制备技术研发与应用

开发了409L和410S铁素体不锈钢冷轧板的淬火-配分(QP)工艺,获得了铁素体、马氏体和残余奥氏体的复相组织。通过优化奥氏化温度、淬火温度和配分时间,获得了尽量多的马氏体和残余奥氏体。与常规退火和淬火-回火(QT)工艺相比,QP工艺获得了最优的强度和延伸率组合、连续性屈服和适中的n值、r值,达到了高强度和易成型的要求,能够替代先进高强钢用于生产汽车结构件。     

纳米贝氏体/马氏体钢的热稳定性

将低温贝氏体相变前淬火得到由马氏体、贝氏体铁素体和残余奥氏体组成的纳米贝氏体钢,使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)等手段观察在不同温度回火的纳米贝氏体钢的显微组织和硬度变化,研究了预相变马氏体对纳米贝氏体钢热稳定性的影响。结果表明:含有马氏体的纳米贝氏体钢在中低温(473~773 K)回火后其硬度比回火前的高,回火温度高于823 K其硬度迅速下降到266.2HV(923 K)。预形成的马氏体在473~573 K回火后向附近的残余奥氏体排碳,后者的碳含量提高到峰值1.52%,提高了残余奥氏体的热稳定性,延迟后者在高温时的分解,从而提高了纳米贝氏体钢的高温热稳定性;回火温度高于723 K则残余奥氏体分解成碳化物,贝氏体铁素体粗化、回复形成新的铁素体晶粒。     

CLAM钢焊接热影响区连续冷却过程相变规律

采用Gleeble1500热模拟机,物理模拟中国低活化马氏体(CLAM)钢焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)的冷却过程,结合组织观察、Thermo-calc热力学软件计算和硬度测试等手段分析了冷速ωc对CGHAZ的组织演变及硬度的影响,并绘制了CLAM钢的SH-CCT图。结果表明:CLAM钢的CGHAZ中过冷奥氏体仅发生低温板条马氏体(LM)及先共析铁素体(α铁素体)转变。0.25℃/s为CGHAZ过冷奥氏体发生完全LM相变的临界冷速。当ωc>0.25℃/s时,CGHAZ的组织除LM外,还含有少量的δ铁素体,δ铁素体是δ→γ相变阶段转变不充分而残留至室温的组织,在该冷速范围内粗晶区的组织形态变化不明显。当ωc<0.25℃/s时,由于发生γ→α转变,CGHAZ的组织为α铁素体及LM的混合组织,随着冷速的降低,α铁素体含量增加;当ωc=0.04℃/s时,CGHAZ的组织已完全转变为α铁素体和碳化物的混合组织。     

含磷低硅TRIP 钢快速退火组织演变行为研究

通过实验室热处理模拟实验,对含磷低硅transformation induced plasticity(TRIP)钢快速退火过程中各个阶段的组织演变行为进行研究,主要研究了不同退火温度对各个阶段组织组成的影响。通过添加P元素降低钢中的Si含量,可改善表面质量,解决镀锌问题,且P价格低廉,成本降低。结果表明:最终组织中的铁素体量降低,贝氏体和马氏体混合物的量增加。经X射线衍射(XRD)分析可知,残余奥氏体量增加,由750℃退火时的12.7%增加至790℃退火时的14.9%。     

回火温度对0Cr16Ni5Mo马氏体不锈钢组织和性能的影响

通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)和力学性能测试,研究了回火温度对0Cr16Ni5Mo马氏体不锈钢组织和性能的影响。结果表明,试验钢在450—700℃温度区间回火处理后的组织均为回火马氏体+残余奥氏体+δ-铁素体,随着回火温度的升高,韧化相残余奥氏体含量先增加后降低,在600℃其含量达到最大值29.8%。其强度则随着回火温度的升高先降低然后回升,在600℃回火后强度最低,而伸长率变化趋势与强度相反;不同温度回火后的冲击断口均呈韧窝状,撕裂棱清晰可见,断裂方式均为韧性断裂。     

热成形钢22MnB5的Q&P工艺

采用盐浴法对热成形钢22MnB5进行了Q&P工艺(quenching and partitioningprocess)处理,研究了淬火终点温度、分配温度和分配时间对试验钢的显微组织、力学性能和残余奥氏体含量的影响。结果表明:Q&P工艺处理22MnB5钢的显微组织主要为马氏体和残余奥氏体组织,同时有一定量的碳化物析出,随着淬火终点温度和分配温度的升高或分配时间的延长,马氏体和碳化物的微观形貌会发生变化;在淬火终点温度和分配温度为325℃,分配时间为60s时得到的试样强塑积最高,达到20435MPa.%;试样的拉伸断口都显示出良好的韧性断裂特征;XRD分析表明,在Q&P工艺处理后试验钢的残余奥氏体含量可达5.5%。     

T91铁素体耐热钢过冷奥氏体转变过程中临界冷却速度的研究

利用DIL805A/D高精度差分膨胀仪,通过线膨胀行为测量与微观组织分析,获得T91铁素体耐热钢连续冷却转变过程中相关动力学信息,结合冷却后T91钢组织特征,确定了T91钢过冷奥氏体转变过程中的临界冷却速度.研究表明:T91钢过冷奥氏体连续冷却过程中只存在铁素体和马氏体转变区,而不出现贝氏体和珠光体转变.在冷却速度为10K/min时该钢获得完全板条马氏体组织,9K/min时组织中开始出现铁素体,即10K/min可以定为T91钢奥氏体向马氏体转变的上临界冷却速度;当冷却速度介于3～9K/min时为马氏体和铁素体的混合组织,冷却速度为2K/min时T91钢中不存在马氏体转变,室温组织为铁素体,即2K/min可以定为T91钢奥氏体向马氏体转变的下临界冷却速度.     

高强贝氏体基体钒微合金化TRIP钢的性能

对一种钒微合金化TRIP钢进行冷轧连续退火,研究了钢的组织特征和力学性能。结果表明,贝氏体基TRIP钢的组织由贝氏体/马氏体和少量的残余奥氏体组成。随着贝氏体区等温时间的延长,钢的抗拉强度下降,屈服强度和延伸率提高。残余奥氏体由块状向薄膜状转变,体积分数增加,薄膜状残余奥氏体主要分布在贝氏体板条间,厚度为50-90 nm。在400℃等温180 s连续退火钢板呈现出相对低抗拉强度(960 MPa)、高屈服强度(765 MPa)和高延伸率(22.0%)的特性,而且加工硬化指数(0.20)、各向异性指数(0.94)和强塑积(21120 MPa.%)也较为优良。     

热轧钛微合金化TRIP钢的组织与性能研究

对钛微合金化TRIP钢进行连续冷却转变曲线的测定,分析轧制与冷却工艺对其组织与性能的影响。结果表明:实验钢的奥氏体/铁素体、奥氏体/马氏体相变点分别在500~650℃和450℃左右;组织由铁素体/贝氏体及少量残余奥氏体组成;随着终轧温度的升高,实验钢的屈服强度和抗拉强度有所降低;随着空冷结束温度的降低,实验钢的屈服强度降低;当终轧温度和空冷结束温度分别为796℃和722℃时,实验钢的屈服强度,抗拉强度和强塑积分别为661,888MPa和25042MPa·%,其对应组织为细小的铁素体及板条贝氏体,铁素体基体上存在大量细小的析出物。     

退火处理对异种钢激光焊接头组织及性能的影响

目的 通过研究相同时间不同退火温度下304/Q345激光焊接头的组织和性能,得到优化后的退火处理制度,为制定异种钢激光焊退火工艺提供一定的理论指导和技术支撑。方法 基于前期大量试验,在激光功率和离焦量不变的情况下,调节焊接速度由15 mm/s到35 mm/s,通过改变焊接速度获得性能优异的焊接接头。由于异种钢物理化学性能差异较大,接头组织不均匀,因此还需对激光焊接头进行退火处理。结果 焊缝区显微组织由板条马氏体与残余奥氏体组成,Q345低碳钢热影响区显微组织为多面体状铁素体与黑色珠光体,其中铁素体含量更多,304奥氏体不锈钢热影响区在奥氏体晶界上析出了铁素体。不同退火温度下碳元素均由Q345低碳钢侧向焊缝迁移,在Q345低碳钢侧形成脱碳层,在焊缝中形成黑色条带状增碳层。随着退火处理温度的升高,峰值温度升高,高温停留时间变长,碳迁移强度随之增加,黑色条带状区域增碳层宽度增大。拉伸性能测试结果表明,试样均断裂于Q345母材一侧,且断口存在韧窝,属于典型韧性断裂。此外,焊缝区硬度(390HV左右)最高,热影响区硬度(300HV)次之,母材的硬度(130HV左右)最低。结论 在给定试验参数范围内,优化后的最佳退火工艺参数为550 ℃-1.5 h。     

Mn含量对低碳中锰TRIP钢组织性能的影响

为研究连续退火工艺生产中锰TRIP钢汽车板的可行性,采用CCT-AY-Ⅱ型钢板连续退火机模拟分析了不同锰含量对中锰TRIP钢组织性能的影响规律.采用SEM、TEM和EBSD等微观分析方法观察不同锰含量中锰TRIP的微观组织,利用XRD法测量了残留奥氏体量,实验测量其力学性能.结果表明:试验钢在650℃保温3 min时,随着锰质量分数(4.8%≤w(Mn)≤8%)的增加,屈服强度先增加后降低,抗拉强度持续升高,断后延伸率则基本不变,维持在20%左右,残余奥氏体含量也随着锰含量的增加而增加;当锰质量分数超过6%(含6%)时,真实应力-应变曲线由于动态应变时效而呈锯齿状,且加工硬化指数远大于5Mn钢.试验钢的高塑性由亚稳奥氏体的TRIP效应和超细晶铁素体或马氏体共同提供.     

初始组织对低碳钢IQ&P工艺残留奥氏体及力学性能的影响

采用双相区再加热-淬火-碳配分(IQP)工艺,研究初始组织为铁素体+珠光体的IQP-Ⅰ多相钢和初始组织为马氏体的IQP-Ⅱ多相钢的组织形貌、残留奥氏体及力学性能。结果表明:初始组织为铁素体+珠光体的IQP-Ⅰ多相钢室温组织中,铁素体和马氏体基本呈块状分布,块状残留奥氏体存在于铁素体与马氏体界面处,薄膜状只存在于马氏体内的板条之间,且残留奥氏体含量较少,TRIP效应不明显,其抗拉强度为957 MPa,伸长率只有20%,强塑积为19905.6MPa·%。初始组织为马氏体的IQP-Ⅱ多相钢中铁素体和马氏体大多呈灰黑色的板条状或针状,且细小的针状马氏体均匀地分布在铁素体基体上,残留奥氏体只以薄膜状平行分布在铁素体基体上,体积分数达到了13.2%,且具有较高的稳定性,TRIP效应较明显,强塑积达到21560MPa·%,可以获得强度和塑性的良好结合。     

GCr15钢深冷条件下的组织转变

以GCr15钢轴承套圈为对象,采用深冷处理的方法对淬火后的零件进行处理以减少零件中的残余奥氏体含量。通过X射线衍射法检测残余奥氏体含量和扫描电子显微镜(scanning elec-tron m icroscopy,SEM)观察深冷处理后的零件组织,研究了深冷处理温度和时间对GCr15钢淬火后的残余奥氏体转变的影响。结果表明,深冷处理可以大幅降低淬火GCr15钢零件中的残余奥氏体,最多可使零件中71.6%的残余奥氏体可以转变为马氏体。     

高强汽车双相钢的连续退火与组织性能研究

目的 提升高强DP980双相钢的力学性能,优化连续退火工艺。方法 对高强汽车双相钢进行了连续退火处理,研究了连续退火均热温度、均热时间、过时效温度对冷轧双相钢显微组织、物相组织和力学性能的影响。结果 对于不同退火均热温度处理的双相钢,其组织均为铁素体(F)+马氏体(M),随着均热温度从715 ℃升高至865 ℃,残余奥氏体体积分数逐渐减小,抗拉强度、屈服强度先增后减,断后伸长率逐渐减小,在均热温度为815 ℃时,双相钢的抗拉强度和屈服强度达到最大值。随着均热时间从0.5 min延长至5 min,双相钢的晶粒尺寸逐渐增大,残余奥氏体体积分数先减后增,抗拉强度、屈服强度先增后减,断后伸长率先减后增,在均热时间为1.5 min时,抗拉强度和屈服强度达到最大值。随着过时效温度从245 ℃上升至395 ℃,双相钢中的马氏体体积分数逐渐减小,当过时效温度为395 ℃时,出现了贝氏体,奥氏体体积分数先增后减,抗拉强度、屈服强度逐渐减小,断后伸长率逐渐增大。结论 冷轧DP980双相钢适宜的连续退火工艺如下:均热温度为815 ℃、均热时间为3 min、过时效温度为295 ℃。此时双相钢具有较好的强塑性。     

低碳硅锰系Q&P钢增塑机制及组织性能

采用双相区保温-淬火-配分工艺对低碳硅锰钢进行处理,通过场发射扫描电镜、X射线衍射仪和拉伸实验等对该QP钢增塑机制及其组织性能进行研究。结果表明:实验用钢经双相区保温-淬火-配分处理后,综合力学性能优于传统QP钢;双相区合理的保温时间可以减少室温组织中二次淬火马氏体含量,以保证更好的塑性;实验用钢经QP工艺处理后室温残余奥氏体含量为4.9%,而经双相区保温-淬火-配分处理时,随着双相区保温时间的延长,室温残余奥氏体含量呈先增加后减少的趋势,在双相区720℃保温1500s再经QP处理后残余奥氏体含量达到最大值7.3%,综合力学性能最佳。