回火温度对7Ni钢组织和性能的影响

利用OM、SEM、TEM和XRD试验方法,分析在两相区淬火+回火(QLT)工艺中,不同回火温度下7Ni钢组织形貌和逆转变奥氏体含量的变化,研究回火温度对7Ni钢低温强度和低温韧性的影响。结果表明:随着回火温度升高,7Ni钢抗拉强度逐渐提高,而低温韧性呈现先升高后降低的趋势。回火温度从560 ℃提高到620 ℃过程中,7Ni钢马氏体组织由粗大转变为均匀弥散细小,抗拉强度逐渐提高。当回火温度较低时,钢中马氏体回复不充分,析出的逆转变奥氏体量较少,低温韧性偏低。随着回火温度升高,7Ni钢逆转变奥氏体含量不断升高,但稳定性下降,大量不稳定的逆转变奥氏体在低温下发生转变,不利于钢低温韧性的改善。7Ni钢低温韧性随着回火温度升高呈现先升高后降低的趋势,并在580 ℃时获得最好的低温韧性。     

快速加热回火过程中9Ni钢组织的演化

采用淬火膨胀仪模拟了9Ni钢的快速加热回火工艺,并结合显微组织观察、淬火后残留奥氏体含量的计算以及回火过程中热膨胀曲线的分析,研究了9Ni钢快速加热回火过程中组织的演变行为。结果表明:淬火终冷温度略高于M_f点时,淬火组织中存在少量的残留奥氏体,经快速加热后能够促进回火过程中逆转变奥氏体的生成;但当终冷温度过高时,残留奥氏体量大幅增加,反而会抑制逆转变奥氏体的形成;快速加热有利于马氏体的逆转变及碳原子在奥氏体中的富集,但这两种机制存在竞争关系,快速加热回火后组织中的奥氏体较少时,碳原子的富集会使其稳定性上升,反之则导致碳原子在奥氏体中的富集程度减弱,稳定性变差。     

两相区淬火对9Ni钢中逆转变奥氏体的影响

淬火+两相区淬火+回火(QIT)能显著的提高9Ni钢的低温韧性。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)、X射线衍射(XRD)和电子探针(EPMA)对QIT处理的9Ni钢中逆转变奥氏体的含量、形貌、分布以及两相区淬火对逆转变奥氏体的影响进行了研究。结果表明,QIT处理的9Ni钢中逆转变奥氏体的含量约为10%,以块状和薄膜状形态分布在基体中;两相区淬火的9Ni钢中的大角度晶界增多,有利于逆转变奥氏体的形核;基体上某些区域的C、Mn和Ni元素含量较高,利于逆转变奥氏体长大和稳定化。     

Cr13Ni4Mo钢逆转变奥氏体的形成及其对性能的影响

采用XRD、扫描电镜、EBSD、拉伸性能测试等手段研究了Cr13Ni4Mo钢逆转变奥氏体的形成规律、形成机制与力学性能。结果表明,Cr13Ni4Mo钢经550～730℃一次回火后并没有逆转变奥氏体产生;经630℃一次回火+530～630℃二次回火时,随二次回火温度的升高,逆转变奥氏体含量呈先增加后减少的趋势,其抗拉强度、伸长率和强塑积也相应地先增加后减少。当二次回火温度为590℃时,逆转变奥氏体的含量达到峰值,综合力学性能最佳。二次回火温度为550℃时,逆转变奥氏体主要以切变机制在马氏体板条内部形成,随着二次回火温度升高,逆转变奥氏体逐渐以扩散机制形成为主。     

两相区淬火对10Ni5CrMo钢组织与性能的影响

研究了10Ni5CrMo钢经调质处理和淬火 两相区淬火 回火(QLT)热处理后的组织与性能.结果表明,1ONiSCrMo钢经两相区淬火处理后,得到板条状的二次回火马氏体 铁素体的混合组织,并且在板条边界及板条内部析出逆转变奥氏体,该逆转变奥氏体与基体遵从K-S关系.10Ni5CrMo钢经QLT处理后改善了钢的回火稳定性,屈强比降低,尤其是低温韧性显著提高.随着回火温度的升高,逆转变奥氏体的含量增多.稳定的逆转变奥氏体提高了低温韧性.     

Mn-Ni钢中逆转变奥氏体的稳定性

利用XRD、SEM及EBSD等分析手段研究不同回火试样在低温处理后奥氏体含量以及形貌、分布位置和尺寸不同的逆转变奥氏体的变化规律,以此来探讨回火温度,奥氏体的形貌、分布位置与尺寸以及奥氏体稳定化元素的含量等对奥氏体稳定性的影响。结果表明：随着回火温度的升高,逆转变奥氏体体积分数先升高后下降,且650 ℃回火试样经过液氮浸泡后逆转变奥氏体体积分数急剧降低。逆转变奥氏体位于小角度晶界上或马氏体板条间时稳定性最高,大角度晶界上次之,位于大角度三叉晶界处的奥氏体最不稳定。在大角度三叉晶界处,逆转变奥氏体晶粒尺寸越小,其稳定性越高。逆转变奥氏体的稳定性还与其中的C、Mn与Ni等稳定化元素相关,稳定化元素的含量越高,奥氏体的稳定性越高。     

Ni含量对0Cr17Ni4Cu4Nb钢中逆转变奥氏体的影响

采用透射电镜、X-射线衍射等技术研究了Ni含量对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢中逆转变奥氏体的影响。结果表明,随着Ni含量的提高,时效过程中发生逆转变奥氏体的温度降低,且在相同的时效温度下得到的逆转变奥氏体含量增多。在淬火缓冷的情况下,随Ni含量的降低,时效后钢中的残余奥氏体含量增加。     

回火工艺对9Ni钢焊接接头显微组织的影响

采用Ni基焊条对9Ni钢进行手工电弧焊,焊后对焊接接头分别进行不同回火温度和回火时间处理,对不同回火条件下母材、热影响区的组织和硬度进行了分析比较。结果表明:9Ni钢焊接接头回火处理后,其主要组织为铁素体、回火马氏体和回转奥氏体,随着回火温度的升高和回火时间的增加,粗晶区组织由粗大板条马氏体转变为细小的板条马氏体;热影响区硬度随着回火温度和回火时间的增加而降低;粗晶区在580℃回火时马氏体板条边界明显析出回转奥氏体,随着回火时间的延长回转奥氏体的量增加,当回火时间大于4 h以后,回转奥氏体的量变化不大。     

回火温度对超低碳7%Mn钢组织与性能的影响

对超低碳中锰钢进行了淬火+回火处理,研究了不同温度回火后试验钢的显微组织及力学性能,采用XRD法测定了低温处理(－60、-80、－100 ℃)前后试验钢中的逆转变奥氏体含量,在此基础上分析了逆转变奥氏体含量及热稳定性对试验钢力学性能的影响规律。结果表明:采用较高温度回火时,促进了逆转变奥氏体的形成,也使奥氏体稳定化元素快速富集于其中,而且随温度升高所得奥氏体更多分布于粗化的马氏体板条之间,故具有更高的稳定性;由于试验钢中逆转变奥氏体含量较多,变形过程中的TRIP效应更为显著,促进了试验钢低温韧性和塑性的提高。     

9Ni钢中回转奥氏体的形成规律及其稳定性

采用XRD法测定了不同温度回火后9Ni钢中的回转奥氏体含量,并结合显微组织的变化,研究了回转奥氏体的形成规律及其对性能的影响。同时,采用多种方法研究了所形成的回转奥氏体的稳定性。结果显示:540℃回火时,回转奥氏体的生成比较困难;570℃回火后其含量达到4.47%,且稳定性较高;570～600℃之间回火,测得的回转奥氏体缓慢增加,稳定性则逐步降低;600℃以上回火,回转奥氏体快速增加,并在630℃左右达到峰值,但稳定性显著降低;回火温度超过630℃,保温期间生成的奥氏体更多,但稳定性更低,其中很大一部分在水冷过程中又发生相变,使最终测得的回转奥氏体含量又快速降低。结果也表明,通过分析回转奥氏体和基体点阵常数的变化趋势能够更加准确地确定回转奥氏体的稳定性。     

回火保温时间对9Ni钢逆转变奥氏体和低温韧性的影响

在线热处理工艺中回火时间对9Ni钢逆转变奥氏体的体积分数和低温韧性有重要影响。用OM,SEM,XRD,EBSD,CVN等方法对不同回火保温时间样品中的逆转变奥氏体含量、分布及其低温韧性进行了研究。结果表明,逆转变奥氏体的体积分数随保温时间的延长先升高后降低,30 min时最高约为4.8%;低温冲击吸收能量(-192℃)在保温60 min时最高为132 J;低温韧性与逆转变奥氏体的体积分数及分布有关。     

回火温度对Nb/Ti微合金化新型超低碳中锰钢的组织和力学性能的影响

利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电镜(TEM)以及Thermo-Calc软件等研究了回火温度对Nb/Ti微合金化超低碳中锰钢的显微组织和力学性能的影响.结果表明:随着回火温度的升高,试验钢先后获得了回火马氏体、逆转变奥氏体、ε-马氏体和α-马氏体等组织.经550℃回火后,试验钢中没有逆转变奥氏体形成,尽管其屈服强度和抗拉强度均超过800 MPa,但冲击吸收能量仅为13.7 J;经580℃回火后,逆转变奥氏体含量为4.2％,冲击吸收能量骤增至227J,且强度无明显下降;随着回火温度升高至620℃,逆转变奥氏体的含量为12.3％,冲击吸收能量达到最高值为333.7 J,屈服强度下降至748 MPa,抗拉强度达到最低值为793.5 MPa;当回火温度升高至650℃或者更高时,逆转变奥氏体受其尺寸和成分因素的影响,稳定性明显下降,冲击吸收能量开始下降,而且屈服强度已低于520 MPa.ε-马氏体发生相变诱发塑性(TRIP)效应转变为α-马氏体吸收一定的能量,但是由于硬度较高,成为裂纹源及其快速传播的通道.     

回火温度对Nb/Ti微合金化新型超低碳中锰钢的组织和力学性能的影响

利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电镜(TEM)以及Thermo-Calc软件等研究了回火温度对Nb/Ti微合金化超低碳中锰钢的显微组织和力学性能的影响.结果表明:随着回火温度的升高,试验钢先后获得了回火马氏体、逆转变奥氏体、ε-马氏体和α-马氏体等组织.经550℃回火后,试验钢中没有逆转变奥氏体形成,尽管其屈服强度和抗拉强度均超过800 MPa,但冲击吸收能量仅为13.7 J;经580℃回火后,逆转变奥氏体含量为4.2％,冲击吸收能量骤增至227J,且强度无明显下降;随着回火温度升高至620℃,逆转变奥氏体的含量为12.3％,冲击吸收能量达到最高值为333.7 J,屈服强度下降至748 MPa,抗拉强度达到最低值为793.5 MPa;当回火温度升高至650℃或者更高时,逆转变奥氏体受其尺寸和成分因素的影响,稳定性明显下降,冲击吸收能量开始下降,而且屈服强度已低于520 MPa.ε-马氏体发生相变诱发塑性(TRIP)效应转变为α-马氏体吸收一定的能量,但是由于硬度较高,成为裂纹源及其快速传播的通道.     

Ni含量对淬回火态40CrNiMo钢显微组织和力学性能的影响

使用直读光谱仪、扫描电镜、X射线衍射仪和力学试验设备,研究了Ni含量对淬回火态40CrNiMo钢的显微组织、残留奥氏体含量、硬度、室温抗拉强度和室温冲击性能的影响。结果表明,随着Ni含量从1.346%增加至1.618%,40CrNiMo钢的显微组织、残留奥氏体含量无明显变化,但α-Fe的晶格畸变增大;在不同回火温度下,试验钢的硬度均提高5~10 HV;450 ℃回火的高Ni含量钢的抗拉强度比低Ni含量钢高78 MPa,抗拉强度的提高幅度则随着回火温度的升高而减小;然而在残留奥氏体含量几乎不变的条件下,Ni含量增加反而会使450、500 ℃回火后钢的冲击吸收能量降低约50%。     

9Ni钢断裂过程中的裂纹扩展行为

采用SEM和TEM对9Ni钢断裂过程中裂纹的扩展行为进行了研究,讨论了逆转变奥氏体在断裂过程中的作用。SEM观察表明,基体的塑性对裂纹尖端形状有重要影响,基体塑性较差时裂纹前端尖锐,加剧了应力集中,基体塑性较高时裂纹前端呈"钝角",使应力集中松弛。TEM观察显示,9Ni钢裂纹的扩展有两种形式:一种是在带状薄区中呈"Z"形扩展,另一种是遇到逆转变奥氏体后偏离原来的扩展方向。研究结果也显示在两种条件下获得的逆转变奥氏体,经变形后又发生相变。这表明稳定性高的逆转变奥氏体能够在变形过程中保留下来,阻碍裂纹扩展提高9Ni钢低温韧性,而稳定性较低的逆转变奥氏体则在变形过程中很快发生相变。     

9Ni钢断裂过程中裂纹的扩展行为

采用SEM和TEM对9Ni钢断裂过程中裂纹的扩展行为进行了研究,讨论了逆转变奥氏体在断裂过程中的作用。SEM观察结果表明,基体的塑性对裂纹尖端形状有重要影响,基体塑性较差时裂纹前端尖锐,加剧了应力集中,基体塑性较高时裂纹前端呈“钝角”,使应力集中松弛。TEM观察显示,9Ni钢裂纹的扩展有两种形式：一种是在带状薄区中呈“Z”形扩展,另一种是遇到逆转变奥氏体后偏离原来的扩展方向。研究结果也显示在两种条件下获得的逆转变奥氏体,经变形后又发生相变。这表明稳定性高的逆转变奥氏体能够在变形过程中保留下来,阻碍裂纹扩展促使9Ni钢低温韧性提高,而稳定性较低的逆转变奥氏体则在变形过程中很快发生相变。     

回火温度对00Cr16Ni5MoV不锈钢强韧性的影响

利用光学金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等手段,系统研究了不同回火温度下00Cr16Ni5MoV马氏体不锈钢的组织和力学性能的变化。结果表明:00Cr16Ni5MoV不锈钢回火组织为回火马氏体+δ铁素体+逆转变奥氏体。随着回火温度的升高,板条马氏体组织逐步分解,逆转变奥氏体含量先增加后降低,在600℃时其含量达到最大值;00Cr16Ni5MoV不锈钢强度、硬度和屈强比则随着回火温度的升高先降低然后升高,在600℃回火后,强度、硬度和屈强比最低,而低温韧性变化趋势与强度相反。     

Ni对基体钢回火过程的影响

通过硬度、强度测定和透射电镜技术研究了基体钢中加Ni的回火特征。结果表明,加入1—2%Ni显著提高了合金的二次硬化效应和抗高温软化性。电镜研究指出,加Ni促使M_2C析出,细化V_4C_3和M_2C,并促进(Fe,M)_3C转变。经低温回火,Ni强烈稳定残留奥氏体,高于500℃回火,含Ni钢中残留奥氏体的数量比无Ni钢中高出不多,因此Ni增加残留奥氏体的作用并不掩盖Ni提高合金的二次硬化效应。     

9Ni钢中逆转奥氏体及其稳定性的研究

研究了调质处理工艺(CHT)下回火温度和亚温淬火热处理工艺(IHT)下亚温淬火温度对9Ni钢的显微组织、逆转奥氏体含量、逆转奥氏体中的碳含量及-192℃下冲击韧度的影响,并利用扫描电镜对9Ni钢在这两种工艺下的组织形态、分布进行了观察分析.结果表明:经低温保温后,逆转奥氏体的含量有所降低,逆转奥氏体中的碳含量却会升高,说明低温保温后不太稳定的逆转奥氏体发生了马氏体转变,留下的是C含量较高的稳定的逆转奥氏体.     

残留/逆转变奥氏体对改善高强度不锈钢-196℃超低温冲击性能的影响

采用力学性能测试、SEM和XRD等手段研究了淬火+低温回火处理的0Cr16Ni6高强度不锈钢和过时效处理的00Cr11Ni11MoTi马氏体时效不锈钢,并分析了残留/逆转变奥氏体对试验钢超低温缺口抗拉强度和冲击性能的影响。结果表明,在两种试验钢室温强韧性相近的情况下,0Cr16Ni6钢在超低温下(-196 ℃)的缺口抗拉强度和冲击性能显著优于00Cr11Ni11MoTi钢。根据冲击试样远离断口和断口附近马氏体/奥氏体衍射峰的相对强度分别定量计算的残留/逆转变奥氏体含量,发现在裂纹形成和扩展过程中0Cr16Ni6钢有接近90%的残留奥氏体通过应变诱发相变生成马氏体,显著改善了超低温韧性;而过时效00Cr11Ni11MoTi钢形成的逆转变奥氏体具有较高的稳定性,难以发生应变诱发马氏体相变,改善超低温韧性作用程度有限。