C-Si—Mn冷轧双相钢的应变硬化特性

试制了C-Si-Mn冷轧双相钢.采用力学测试、显微组织观察与修正的C-J分析方法研究了双相钢的应变硬化特性.研究结果表明,双相钢的应变硬化具有两阶段.第一阶段应变硬化能力较强,第二阶段硬化能力减弱.两阶段硬化之间存在一个转折应变.当马氏体体积分数小于16%,随马氏体体积分数的增加,两阶段硬化能力均增强.当马氏体体积分数大于16%,随马氏体体积分数的增加,两阶段硬化能力均减弱.硬化转折应变则随马氏体体积分数增加单调递减.铁素体与马氏体的弹塑性行为差异是导致双相钢两阶段硬化的主要原因.马氏体体积分数增加,其强化效果增加,但是由于马氏体中的碳含量降低,其塑性抗力降低.只有当马氏体量增加带来的强化效应大于碳含量减少的弱化效应时,双相钢的应变硬化能力才随之增加.     

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。     

连续退火工艺对超高强双相钢力学性能的影响

为研究连续退火工艺参数对超高强冷轧双相钢组织及力学性能的影响,在Gleeble-3500热力模拟实验机上,使用正交实验法设计连续退火工艺获得超高强冷轧双相钢.研究发现:连续退火工艺参数对抗拉强度和总延伸率的影响程度依次是:临界区退火温度>保温时间>过时效温度;两阶段应变硬化特性随马氏体体积分数的增加而更加明显:当马氏体体积分数在35%左右时,冷轧双相钢的应变硬化关系明显呈线性;当马氏体体积分数接近50%时,冷轧双相钢的应变硬化关系呈非线性,但两阶段的应变硬化指数n值变化不大,两阶段并由曲线过渡;当马氏体体积分数在65%左右时,冷轧双相钢的应变硬化关系呈非线性,两阶段的应变硬化指数n值变化较大,并出现明显拐点.     

连续退火和水淬+回火工艺对DP1000双相钢屈服特性的影响

分别采用连续退火和水淬+回火工艺模拟了1000MPa级冷轧双相钢的退火过程.连续退火工艺下双相钢的屈服强度较低,250℃过时效时屈服强度为472MPa;320℃过时效时屈服强度为454MPa.而水淬+回火工艺下双相钢的屈服强度较高,250℃回火时屈服强度为1083MPa;320℃回火时屈服强度为887MPa.金相分析显...     

超高强铁素体-马氏体双相钢在动态拉伸变形条件下组织和性能研究

通过分段淬火连续退火实验,获得两组铁素体晶粒尺寸大致相同、马氏体体积分数不同的双相钢。选取应变速率为10-4s-1进行准静态拉伸实验;选取应变速率为500s-1和2250s-1在分离式霍普金森拉杆技术进行动态拉伸实验。利用动态因子、Feret比率等定量分析方法研究超高强铁素体-马氏体双相钢在动态拉伸变形条件下的组织和性能。结果表明:应变速率效应在双相钢的动态变形行为中主要起强化作用;马氏体体积分数越低的双相钢应变速率敏感性越大;相比抗拉强度而言,超高强冷轧双相钢屈服强度的应变速率敏感性更大。计算在应变速率为2250s-1动态拉伸变形下产生绝热温升分别为98K和89K,并抵消部分应变速率强化作用。     

450~780 MPa系列双相钢扩孔性能实验

目的避免双相钢在成形过程中经常出现的翻边或扩孔开裂的问题,提高生产效率。方法以几种强度级别为450~780 MPa的双相钢为实验对象,测试材料的单向拉伸和扩孔性能,并从微观组织上分析影响双相钢强度和扩孔性能的因素。结果 450~780 MPa强度级别双相钢的屈服强度随铁素体晶粒尺寸的减小而增加,抗拉强度随马氏体体积分数的增加呈近似线性增加。双相钢的扩孔性能随着材料强度的提高呈下降的趋势。DP500与DP450和DP600相比,抗拉强度(579 MPa)居中,伸长率最高,但由于其马氏体形态和分布的差异,其扩孔性能反而最低。结论双相钢的扩孔性能会受到马氏体的含量、尺寸、形态和分布的影响,与材料强度和伸长率没有必然的关系,当马氏体呈颗粒状均匀分布时,具有更好的扩孔性能。     

低碳双相钢冲击韧性及断裂特征

本文研究了低碳双相钢中不同体积百分比及不同强度比的铁素体、马氏体双相组织对钢的冲击韧性及断裂过程的影响。结果表明:马氏体数量增加使钢的韧性降低,回火温度升高使钢的韧性提高。冲击断口形貌由室温的韧窝型转变为-78℃时以准解理为主及-196℃时全部解理型。     

回火方式对调质高强度钢组织和性能的影响

为改善高强度钢的塑性和韧性,对同一种低合金高强度钢进行两种不同回火方式的调质处理,淬火+缓慢加热回火的传统调质与淬火+感应加热回火的新调质工艺,分析该工艺对钢的组织与性能的影响.利用扫描电镜和透射电镜观察组织及析出物的变化,采用X射线衍射仪分析了钢中残余奥氏体体积分数.结果表明:两种工艺下,钢的组织均为板条宽300～500 nm左右的马氏体组织,感应加热回火调质工艺处理后,板条组织明显,析出物大多约为20 nm,比传统调质处理后的细小;两种不同热处理工艺均能提高钢的屈服强度.感应加热至500℃回火后试验钢具有16%以上的延伸率,-40℃冲击功达到32 J,优于传统调质工艺处理钢板的综合性能.感应加热回火能获得更多小尺寸析出物和更多的残余奥氏体,有利于改善钢的塑性和韧性.     

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。     

两相区回火温度对Mn-Mo系微合金钢亚稳奥氏体形成及力学性能的影响

利用X射线衍射(XRD)、热膨胀仪、电子背散射衍射(EBSD)研究了两相区回火温度对一种Mn-Mo系微合金钢亚稳奥氏体形成及力学性能的影响。结果表明:当两相区回火温度低于650℃时,实验钢的亚稳奥氏体具有较好的稳定性,其室温下的体积分数随着两相区回火温度的升高逐渐增大;当两相区回火温度高于650℃时,亚稳奥氏体的稳定性显著降低,在回火冷却过程中,部分奥氏体转变为"新鲜"马氏体,室温亚稳奥氏体体积分数随两相区回火温度升高而逐渐降低。当两相区回火温度为650℃时,钢中亚稳奥氏体具有最佳的体积分数和稳定性配合。力学测试结果表明:当两相区回火温度为650℃时,实验钢的力学性能最佳,其屈服强度为748MPa,抗拉强度为813MPa,伸长率为27.5%,-20℃和-100℃的冲击功分别为217J和117J。     

The effect of dynamic strain aging on fatigue properties of dual phase steels with different martensite morphology

Dual phase (DP) steels with network and fibrous martensite were produced by intercritical annealing heat treatment cycles. Some of these steels were deformed at dynamic strain aging temperatures. Room temperature tensile tests of specimens deformed at 300 °C showed that both yield and ultimate tensile strengths for both morphologies increased, while total elongation decreased. Fatigue test results before and after high temperature deformation showed that dynamic strain aging has a stronger effect on fatigue properties of dual phase steels with fibrous martensite. Cracks in DP steels with fibrous martensite propagate in a tortuous path in soft ferrite phase, while they pass of both hard and soft phases in DP steels with network martensite.     

Mo元素对ZG04Cr13Ni4Mo不锈钢力学性能的影响

对12%Cr和13%Cr系列ZG04Cr13Ni4Mo不锈钢进行893 K一次回火和893 K+863 K二次回火处理,使用热膨胀仪、X射线衍射仪和室温单轴拉伸等手段研究了Mo含量对这两个系列不锈钢的相组成和力学性能的影响。结果表明,随着Mo和Cr含量的提高钢的奥氏体化开始点(A_s)温度逐渐降低。不同Mo含量的钢经过893 K两相区温区一次回火处理,在加热和保温过程中马氏体向逆变奥氏体的转变量,与回火冷却至室温得到的逆变奥氏体含量不同。这种不同,导致12%Cr系列ZG04Cr13Ni4Mo钢随着Mo含量从～0.3%提高到～0.6%其屈服强度略有降低而抗拉强度略有提高,而Cr含量提高到13%Cr随着Mo含量的提高ZG04Cr13Ni4Mo钢经893 K回火后其屈服强度和抗拉强度都小幅度提高。     

A Study on the Wear Behaviour of Dual Phase Steels

Dual phase （DP） steels containing four different amounts of martensite ranging from 43 vol. pct to 81 vol. pct have been developed from 0.2 wt pct carbon steel by intercritical heat treatment at a fixed temperature of 780℃ with varying holding times followed by water quenching. Dry sliding wear tests have been conducted on DP steels using a pin- on-disk machine under different normal loads of 61.3, 68.5, 75.7 and 82.6 N and at a constant sliding speed of 1.20 m/s. At these loads, the mechanism of wear is primarily delamination, which has been confirmed by SEM micrographs of subsurface and wear debris of samples. Wear properties have been found to improve with the increase in martensite volume fraction in dual phase steels.     

Cu对9Ni钢强度和低温韧性的影响

研究了Cu含量(质量分数)对9Ni钢强度和低温韧性的影响,并结合显微组织观察和精细结构分析了含铜9Ni钢的强韧化机理.结果表明,经过淬火+两相区淬火+回火(QLT)处理,Cu含量由0提高到1.5%,9Ni钢的室温屈服强度和抗拉强度分别提高约150和105 MPa;随着Cu含量的提高-196℃低温冲击功呈现先增加后降低的趋势,Cu含量为1.0%时达到最高值157 J,而所有含铜9Ni钢的冲击功均保持在较高的水平。随着Cu含量的增加,钢中二次回火马氏体增加而铁素体减少;颗粒或短杆棒状Cu析出物在基体上析出,组织强化与析出强化共同使钢的强度提高。同时,Cu的加入提高了二次回火马氏体板条边界上的逆转奥氏体含量,并富集于逆转奥氏体中提高其稳定性,从而提高了钢的低温韧性。     

机械合金化和SPS工艺制备9CrWTi-Y2O3/铁素体-马氏体钢

采用机械合金化(MA)和放电等离子体烧结(SPS)工艺制备了9CrWTi-0.35%Y₂O₃氧化物弥散强化铁素体-马氏体钢(9CrWTi-0.35%Y₂O₃/FMs)。利用SPS温度和位移测量装置、 OM、 FE-SEM、 TEM、 EDX表征了材料烧结收缩曲线及热处理前后的显微组织和成分, 并采用电子拉伸试验机测试了室温拉伸性能。结果表明: 9CrWTi/FMs和9CrWTi-0.35%Y₂O₃/FMs在烧结过程出现液相烧结特征。提高烧结温度和压力, 9CrWTi-0.35%Y₂O₃/FMs孔隙度减小, 密度提高, 晶粒变细, 抗拉强度增加, 但延伸率仅为2%左右。富集Y-Ti-O的弥散相颗粒大小为5～20 nm, 较均匀地分布在基体上。9CrWTi-0.35%Y₂O₃/FMs烧结态、 10%盐水淬火态及750 ℃高温回火态的显微组织分别为等轴铁素体、 细长板条马氏体及等轴和残余铁素体。9CrWTi-0.35%Y₂O₃/FMs烧结体经盐水淬火、 回火后, 抗拉强度、 屈服强度和总延伸率由1554 MPa、 1430 MPa、 1.8%变为1198 MPa、 1006 MPa和12.8%。     

一次回火温度对烧结NdFeB永磁材料组织和性能的影响

探讨了880~900℃、910~930℃、940~960℃温度区间下1h回火处理对Nd30Dy3.5Al0.2B1合金显微组织和磁性能的影响。研究表明,温度低于910℃时,晶界富Nd带过厚且积聚,主相体积分数小,矫顽力、磁能积低;温度高于930℃时,晶粒尺寸过大,晶界面积变小,晶界富Nd带加厚,矫顽力、磁能积均下降;910~930℃时晶粒尺寸趋向均匀,晶界富Nd带呈薄层状分布,磁性能最佳。     

X65管线厚板控冷残余应力的数值分析

为研究X65管线厚板控制冷却时板厚方向的残余应力,通过开发线性混合热膨胀模型、拓展Avrami相变动力学模型和应用Leblond模型建立了热力耦合有限元模型,用该模型研究了控冷工艺、相变效应对残余应力的影响.结果表明:当上表面层流冷却系数由1 mW/(mm2.K)分别增至2、3 mW/(mm2.K)而下表面维持1 mW/(mm2.K)不变时,上、下表面与心部两侧的平均温差由0℃分别增至9、10℃,上表面一侧的拉应力峰值锐减188 MPa,并使上表面和心部附近的拉、压应力峰向下表面方向大幅迁移,即上下表面的不对称控冷加剧了板厚方向温度和残余应力的不对称分布;实际控冷工艺下,相变效应通过产生拉、压应力峰值分别为779、-454 MPa的应力而显著影响板厚方向的残余应力.     

Microstructures and Mechanical Properties of Si-Al-Mn TRIP Steel with Niobium

Microstructure consisting of ferrite, bainite and retained austenite can be obtained through intercritical annealing and isothermal treatment in bainite transformation region for low silicon TRIP (transformation induced plasticity) steel containing niobium. Effects of strain rate, Nb content and soaking temperature in bainite region on microstructure and mechanical properties of test steels were investigated. It is shown that as strain rate ranges from 10-2 to 10-4 s-1, the volume fraction of transformed martensite from retained austenite,as well as tensile strength, elongation rate and strength-ductility product, increases. When Nb is added, the volume fraction of retained austenite decreases, but tensile strength and yield strength increase. While Nb content reaches 0.014%, the steel exhibits high elongation and combination of strength and ductility. Higher retained austenite volume fraction and good mechanical properties are obtained in the test steels when the soaking temperature in bainite region is 400℃. The maximum values of tensile strength, total elongation rate and strength-ductility product can reach 739 MPa, 38% and 28082 MPa%, respectively.     

回火温度对SA533B钢组织和力学性能的影响

通过光学显微镜和透射电镜,研究了不同回火温度对SA533B钢力学性能、组织及析出行为的影响。结果表明,SA533B钢经880~C淬火和680~C回火后综合力学性能最佳,屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为635MPa、750MPa和21％,冲击功120J。     

钨含量对新型高铬锰氮双相不锈钢Cr29Mn12Ni2N0.6Wx组织和性能的影响

研究了钨含量对新型高铬锰氮双相不锈钢Cr29Mn12Ni2N0.6Wx(x=1,2,3)显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明:Cr29Mn12Ni2N0.6Wx不锈钢固溶处理后具有典型的铁素体+奥氏体双相组织,铁素体含量在45%~60%范围内;随着钨含量的增加,合金中σ相的析出倾向增强,铁素体含量增加,合金的耐腐蚀性能降低,屈服强度和抗拉强度升高;经1 050℃固溶处理30 min后,该系列双相不锈钢中不再有σ相析出,其屈服强度大于650 MPa,抗拉强度大于900 MPa,断后伸长率大于30%,作为高强度资源节约型超级双相不锈钢具有潜在应用前景。