低温用Fe-Cr-Ni-Co-Mo系高强不锈钢韧化工艺研究

研究了Fe-Cr-Ni-Co-Mo马氏体时效不锈钢固溶处理温度与奥氏体形成过程,马氏体相变后的残余奥氏体,以及500℃时效形成逆转变奥氏体之间的关系,并探索了其对力学性能,尤其是低温韧性的影响.结果表明:低温固溶处理形成的马氏体具有较高的时效强化效应,残余奥氏体和时效形成的逆转变奥氏体显著改善低温韧性,这使得Fe-Cr-Ni-Co-Mo马氏体时效不锈钢低温固溶处理后既有较高的强度,又有较高的低温冲击韧度.     

预处理温度对Cr-Ni-Co-Mo马氏体时效不锈钢强度的影响

研究了预处理温度对Cr-Ni-Co-Mo马氏体时效不锈钢强度的影响,其内容包括预处理温度对原始锻态粗晶遗传及自发再结晶的影响,以及对最终热处理后残留+逆转变奥氏体量和力学性能的影响。结果表明:900 ℃以下预处理遗传锻态粗晶,即通过α′→γ切变机制形成高缺陷密度的奥氏体。预处理温度升高,最终750 ℃固溶、－73 ℃冷处理后的残留奥氏体量,以及500 ℃时效的残留+逆转变奥氏体量减少,因此最终的抗拉和屈服强度升高。预处理温度提高到800 ℃以上,则不再影响最终热处理后的残留+逆转变奥氏体量,因此抗拉和屈服强度趋于稳定。900 ℃以上预处理遗传的锻态粗晶自发再结晶使晶粒细化,降低形成的奥氏体内的缺陷密度,降低750 ℃固溶处理后奥氏体内累积的缺陷密度,最终的时效强化效应下降,导致晶粒细化并不能提高最终的强度。     

提高Cr-Ni-Co-Mo马氏体时效不锈钢超低温韧性的热处理工艺

研究了改善Cr-Ni-Co-Mo马氏体时效不锈钢超低温韧性的热处理工艺,即1000 ℃固溶处理后分别进行600 ℃预保温+750 ℃低温固溶处理和一次或两次直接750 ℃低温固溶处理,分析了马氏体、残留奥氏体和逆转变奥氏体含量的变化以及室温和-196 ℃抗拉强度、-196 ℃缺口抗拉强度和冲击性能。结果表明:与常规热处理工艺相比,增加750 ℃低温固溶处理后试验钢中含有较多的残留奥氏体,再经500 ℃时效后可形成更多的逆转变奥氏体,更多的残留奥氏体/逆转变奥氏体含量起到韧化作用,可显著改善试验钢的超低温韧性。进一步对比分析表明,直接进行750 ℃固溶处理工艺过程相对简单,室温和-196 ℃抗拉强度最高,-196 ℃缺口抗拉强度也最高,且缺口敏感性较低,因此更具有优势。     

重复固溶处理对超低温用铸造马氏体时效不锈钢性能的影响

研究了再结晶温度以下两次固溶处理对超低温用Cr-Ni-Co-Mo马氏体时效不锈钢强度和超低温冲击韧性的影响。结果表明：750 ℃两次固溶处理过程中重复α′→γ相变及其逆相变,最终提高马氏体内的缺陷密度,从而增强马氏体的时效强化效应;两次固溶处理残留更多高密度缺陷的残留奥氏体,最终时效的马氏体与硬态残留奥氏体组织进一步提高了材料的强韧性。     

固溶处理温度对马氏体时效不锈钢强韧性的影响

研究了固溶处理温度对Cr-Ni-Mo-Ti马氏体时效不锈钢奥氏体形成、过剩相和最终时效的影响.结果表明:800～950℃时升高固溶处理温度形成的奥氏体依次发生组织遗传、回复和再结晶,同时使过剩相逐步溶解,而且升高固溶处理温度使最终500℃时效逆转变奥氏体形成倾向明显下降,这些微观组织变化的复杂作用致使材料强度略有下降,冲击韧度则没有变化.950℃以上固溶处理奥氏体晶粒快速粗化,材料强度和韧性均显著下降.     

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。     

奥氏体化温度对高强00Cr9Ni9Co5Mo3钢力学性能的影响

研究了奥氏体化温度对00Cr9Ni9Co5Mo3钢力学性能的影响。结果表明,低于850℃进行固溶处理,钢中马氏体通过α′→γ的无扩散相变形成的逆变奥氏体,继承了锻造组织中的高密度位错,随后的快速冷却过程中形成高强度马氏体钢。此外,奥氏体中的高密度位错增加了马氏体的相变抗性和残余奥氏体的含量,使得马氏体时效钢具有优异的低温韧性。750℃固溶处理后,钢抗拉强度可达1 380 MPa,低温冲击吸收功为60 J。     

预处理对低温用高强度钢00Cr12Ni10MoTi力学性能的影响

研究了预处理对低温用高强度不锈钢00Cr12Ni10MoTi力学性能的影响.结果表明,经过750℃预处理和750℃最终固溶处理后发生两次非扩散α’→γ相变,此时奥氏体经过两次相变硬化,位错密度明显提高,强度显著增加,同时预处理形成了稳定的马氏体/奥氏体复相组织改善了低温韧性;预处理温度低于750℃、尤其是低于As点会使750℃固溶处理的最终残留奥氏体逆转变量显著增加,低温韧性进一步提高,但钢的强度明显降低.     

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 研究了预处理温度对低温用马氏体高强度不锈钢板材强度的影响。通过对材料进行力学性能检测、金相检测、X射线衍射分析后表明：热轧材750~850 ℃预处理遗传了热轧态的组织,使最终固溶处理后的奥氏体内累积了较高的缺陷密度,这些高密度缺陷最终遗传到马氏体内。850 ℃预处理的材料既存在缺陷强化,又降低最终的残余奥氏体含量,因此出现强度峰值。冷轧材的组织遗传、再结晶等特征温度低于热轧材,25%和50%变形的冷轧材分别在800 ℃和750 ℃预处理出现强度峰值。     

预处理温度对低温用不锈钢板材强度的影响

研究了预处理温度对低温用马氏体高强度不锈钢板材强度的影响。通过对材料进行力学性能检测、金相检测、X射线衍射分析后表明:热轧材750～850℃预处理遗传了热轧态的组织,使最终固溶处理后的奥氏体内累积了较高的缺陷密度,这些高密度缺陷最终遗传到马氏体内。850℃预处理的材料既存在缺陷强化,又降低最终的残余奥氏体含量,因此出现强度峰值。冷轧材的组织遗传、再结晶等特征温度低于热轧材,25%和50%变形的冷轧材分别在800℃和750℃预处理出现强度峰值。     

固溶和时效处理对高锰低镍不锈钢组织与性能的影响

以新型高锰低镍不锈钢为研究对象,研究了不同固溶和时效处理温度对其组织和性能的影响。结果表明,退火态和固溶态高锰低镍不锈钢均为单一奥氏体组织,随着固溶温度的提高,晶粒不断长大,析出物不断溶入材料基体,使材料强度和硬度不断降低,1050 ℃固溶处理后析出物基本上已全部固溶,此时抗拉强度为1016 MPa,伸长率和断面收缩率分别为67.43%和53.6%,此时塑性最好,故高锰低镍不锈钢的最佳固溶温度为1050 ℃。固溶+时效处理后高锰低镍不锈钢中的析出物主要为Cr的碳氮化物和Mn的硫化物,在750 ℃时效处理后析出物含量达到峰值,强度和硬度达到最高,故750 ℃为其最敏感析出温度。超过750 ℃析出物数量减少,850 ℃时材料塑性最好。     

星箭分离用00Ni18Co7Mo5Ti钢包带的热处理工艺

以00Ni18Co7Mo5Ti马氏体时效硬化不锈钢为研究对象,通过万能试验机、洛氏硬度计研究了不同时效温度下,钢的强度及伸长率的变化规律。从机理上分析了钢的强度随时效温度升高而不断增加,并在500℃左右达到峰值的原因为Ni₃Ti、Ni₃Mo等弥散相的析出;随着时效温度继续提高,钢的强度逐渐降低、而伸长率逐渐提高的原因为逆转奥氏体含量的增多。同时,通过试验及机理分析,在保证钢的强度不会大幅降低的前提下,适当提高时效温度或延长时效时间,均可以通过增加逆转奥氏体的含量而提高钢的伸长率。此时,钢的显微组织主要为马氏体,同时存在少量的逆转奥氏体,主要强化相为Ni₃Ti、Ni₃Mo等弥散相。     

深冷处理对440C马氏体不锈钢组织和耐蚀性的影响

研究了深冷处理对440C马氏体不锈钢组织和耐蚀性的影响。研究表明,液氮深冷处理后440C不锈钢硬度可提高2.3 HRC,残留奥氏体含量降低了11.7%,72 h中性盐雾试验表面无明显点蚀。440C不锈钢淬火后室温停留2 h以上残留奥氏体含量明显增加,硬度值、耐蚀性下降。实际生产中,淬火与液氮深冷处理时间间隔应不超过2 h。     

热处理对Fe-Cr-Ni低碳马氏体不锈钢组织及性能的影响

通过真空电弧熔炼方法制备了Fe-13Cr-3.5Ni不锈钢,并系统研究了不同热处理工艺对其微观组织以及硬度的影响。结果表明:熔炼态Fe-13Cr-3.5Ni不锈钢为典型的板条状马氏体组织;经过不同温度固溶和回火处理(600 ℃)后,其组织结构由板条状马氏体和少量残留奥氏体组成,残留奥氏体含量随着固溶温度的升高先增加后减少,而硬度值先降低后升高,硬度最低值为101.5 HRB;在1000 ℃淬火并在不同温度回火后其组织结构由回火板条状马氏体以及残留奥氏体组成,在650 ℃以下回火时,随着回火温度的升高奥氏体含量逐渐增多,当回火温度达700 ℃时,残留奥氏体含量下降,其洛氏硬度值随着回火温度的升高先降低后升高,其硬度值在99~107 HRB范围内。     

固溶温度对超纯净18Ni(350)马氏体时效钢断裂韧性及微观组织的影响

研究了在1083—1483K温度范围内，固溶温度对超纯净18Ni(350)马氏体时效钢断裂韧性(KIC)的影响．通过透射电镜(TEM)研究了马氏体时效钢微观组织的变化，结合相变曲线和断口扫描电镜(SEM)观察，探讨了固溶温度对断裂韧性的影响机理．结果表明：超纯净马氏体时效钢的断裂韧性(KIC)随着固溶温度的升高或再结晶晶粒尺寸的长大而增加，不存在常见的Ti(C，N)在晶界偏聚而引起的“热脆”现象．固溶态马氏体时效钢由单一的马氏体板条组成，其形貌、间距以及位错密度不受固溶温度的影响．在时效过程中，随着固溶温度的升高或再结晶晶粒的粗化，Ni3(Mo，Ti)等时效析出相在晶界或板条界的偏聚程度逐渐加重并导致基体软化，合金元素Ni，Mo的富集诱发了逆转变奥氏体形成．这使裂纹尖端易于钝化而表现出韧窝状穿晶断裂和保持较高的断裂韧性．     

固溶处理对奥氏体不锈钢07Cr18Ni11Nb高温力学性能的影响

研究了固溶处理对奥氏体不锈钢07Cr18Ni11Nb高温力学性能的影响。结果发现,500、600 ℃高温屈服强度随固溶处理温度的升高逐渐降低,500、600 ℃高温抗拉强度无明显变化。当固溶处理温度≤1100 ℃时,奥氏体晶粒尺寸基本保持不变;当固溶处理温度＞1100 ℃后,奥氏体晶粒逐渐长大,固溶处理温度达到1200 ℃时,奥氏体晶粒尺寸可增大至100 μm以上。在600 ℃以下进行高温拉伸试验时,奥氏体晶界仍然是决定强化效果的重要因素,晶粒尺寸越小,高温屈服强度越高。