低碳中锰冷轧TRIP钢退火工艺及组织演变

研究了第三代高强度高塑性低碳中锰冷轧TRIP钢的退火工艺对性能的影响和残留奥氏体稳定性。结果表明:临界区退火温度和保温时间对钢的力学性能具有显著影响,退火温度为590℃,保温时间为18 h时,实验用钢6.72%Mn-TRIP可获得815 MPa的抗拉强度和38%的断后伸长率,强塑积30 GPa·%;临界区保温时,C、Mn元素由马氏体配分到新形成的残留奥氏体,使残留奥氏体稳定在室温。大量残留奥氏体以及配分之后的马氏体和发生再结晶的铁素体,使材料具有良好的塑性和强度。     

淬火终冷温度对直接淬火配分超高强钢组织性能的影响

采用场发射扫描电镜、X射线衍射仪等设备研究了淬火终冷温度对直接淬火配分超高强钢组织与力学性能的影响规律。结果表明,随淬火终冷温度升高,抗拉强度先下降后升高,屈服强度则不断降低,冲击吸收能量和伸长率先增加后降低。直接淬火配分钢的组织由初生马氏体、新生马氏体和残留奥氏体构成。随淬火终冷温度升高,残留奥氏体含量先增加后降低,淬火冷却到260 ℃时残留奥氏体含量最高,为16%,试验钢具有最好的综合力学性能,抗拉强度超过1533 MPa,伸长率为16%,－20 ℃冲击吸收能量为26 J。淬火冷却到300 ℃,组织中出现了尺寸较大的块状新生马氏体,导致塑性和韧性降低。     

淬火终冷温度对直接淬火配分超高强钢组织与性能的影响

采用场发射扫描电镜、X射线衍射仪等设备研究了淬火终冷温度对直接淬火配分超高强钢组织与力学性能的影响规律。结果表明,随淬火终冷温度升高,抗拉强度先下降后升高,屈服强度则不断降低,冲击吸收能量和伸长率先增加后降低。直接淬火配分钢的组织由初生马氏体、新生马氏体和残留奥氏体构成。随淬火终冷温度升高,残留奥氏体含量先增加后降低,淬火冷却到260℃时残留奥氏体含量最高,为16%,试验钢具有最好的综合力学性能,抗拉强度超过1533 MPa,伸长率为16%,-20℃冲击吸收能量为26 J。淬火冷却到300℃,组织中出现了尺寸较大的块状新生马氏体,导致塑性和韧性降低。     

I&Q&P下双相区配分温度对含铜低碳钢组织性能影响

采用场发扫描电镜、X射线衍射仪和电子探针研究了双相区合金元素不同配分温度对0.12C-1.33Mn-0.55Cu钢的组织性能和残留奥氏体含量的影响。结果表明：试验钢在双相区配分后,C、Cu和Mn元素均出现明显的配分效果,且Cu、Mn元素配分作用有利于盐浴分级淬火C配分进行,保留更多残留奥氏体提高塑性;I&Q&P工艺处理得到马氏体和残留奥氏体组织,随着双相区配分温度提高原奥氏体晶粒尺寸变大,马氏体板条变粗,位向增多;随着配分温度的提高,试验钢的抗拉强度提高,伸长率逐渐下降,残留奥氏体含量的变化趋势与伸长率基本一致,在780 ℃时强塑积最大为26 GPa·%,此时残留奥氏体体积分数为14.7%,伸长率为24.4%,综合力学性能最佳。     

I&Q&P下双相区配分温度对含铜低碳钢组织与性能的影响

采用场发扫描电镜、X射线衍射仪和电子探针研究了双相区合金元素不同配分温度对0.12C-1.33Mn-0.55Cu钢的组织性能和残留奥氏体含量的影响。结果表明:试验钢在双相区配分后,C、Cu和Mn元素均出现明显的配分效果,且Cu、Mn元素配分作用有利于盐浴分级淬火C配分进行,保留更多残留奥氏体提高塑性;IQP工艺处理得到马氏体和残留奥氏体组织,随着双相区配分温度提高原奥氏体晶粒尺寸变大,马氏体板条变粗,位向增多;随着配分温度的提高,试验钢的抗拉强度提高,伸长率逐渐下降,残留奥氏体含量的变化趋势与伸长率基本一致,在780℃时强塑积最大为26 GPa·%,此时残留奥氏体体积分数为14.7%,伸长率为24.4%,综合力学性能最佳。     

热处理对经济型高碳马氏体不锈钢J50Cr13组织和硬度的影响

对高碳马氏体不锈钢J50Cr13进行不同淬火温度、不同冷却方式的热处理,通过光学显微镜(OM)观察、X射线衍射(XRD)分析及硬度试验对试验钢进行组织和硬质分析。结果表明,随淬火温度的升高,马氏体组织变粗大,残留奥氏体含量增加,碳化物逐渐溶解入基体;淬火温度为990~1080 ℃时,水冷和空冷试验钢的硬度值均随淬火温度的升高而增加,淬火温度由1080 ℃升高至1110 ℃时,试验钢的硬度值降低。990 ℃淬火时,水冷处理和空冷处理的硬度值相差最大,达3 HRC;淬火温度升高,两种冷却方式对试验钢的硬度影响变小;淬火温度为1110 ℃时,两种冷却方式的硬度值几乎相同。J50Cr13高碳马氏体不锈钢的最优淬火温度为1080 ℃,冷却方式为水冷。     

I&Q&P工艺预先Mn配分处理低碳硅锰钢的组织与性能

通过IQP处理工艺,采用SEM、XRD和拉伸试验手段,研究了低碳硅锰钢C-Si-Mn中Mn元素的配分行为及其配分工艺参数对IQP处理试验钢组织与性能的影响。结果表明:经IQP工艺处理,试验钢室温组织为板条状马氏体和残留奥氏体。随配分时间延长或配分温度的升高,试验钢的抗拉强度总体呈降低趋势,残留奥氏体含量均先增加后减小,伸长率与残留奥氏体量的变化趋势基本一致。800℃等温30 min,试验钢中残留奥氏体含量及伸长率最大,分别为10.02%,24.25%,该参数下的综合性能最佳。     

低碳高强钢合金元素配分行为对残余奥氏体和力学性能的影响

采用双相区保温+奥氏体化淬火+低温退火的热处理工艺,研究了合金元素配分行为对C-Si-Mn系高强钢微观组织和力学性能的影响.结果表明,在760℃随着保温时间的延长,双相区中奥氏体相的体积分数逐渐增多直至达到饱和,而铁素体向奥氏体扩散的Mn元素含量也逐渐增多直至在两相间达到化学势平衡,后加热至930℃保温120 s,再淬火至220℃,配分过程中发生了C从马氏体向奥氏体中的扩散偏聚.经该工艺处理后实验用钢的抗拉强度为1310 MPa,延伸率可达12%,强塑积达到15720 MPa·%,相比传统淬火+碳配分工艺,双相区保温+奥氏体化淬火+低温退火的热处理工艺过程中Mn配分和C配分共同作用能够显著提高钢中残余奥氏体的含量和稳定性,从而提高高强钢的室温成形能力.     

淬火工艺对6Cr13马氏体不锈钢组织和性能的影响

研究了950～1130 ℃淬火及不同冷却方式对6Cr13马氏体不锈钢显微组织和力学性能的影响。结果表明,随着淬火温度的升高,残留碳化物含量逐步减少,在1050 ℃以上碳化物固溶速度加快,晶粒开始快速长大,残留奥氏体含量增大,导致在1050 ℃淬火硬度达到最大值,之后开始降低,在1150 ℃降低最为明显;950 ℃淬火时该钢种的水冷硬度高于空冷的硬度,而在950 ℃以上空冷硬度高于水冷的硬度;1050 ℃空冷可以获得较高的淬火硬度和较低的残留奥氏体含量,同时具有8%的碳化物含量,具有获得较好的耐磨性和较高的锋利度的条件。     

退火温度对0.14C-7Mn热轧中锰钢微观组织和力学性能的影响

针对0.14C-7Mn热轧中锰钢分别在600、620、640℃进行了10 h的退火试验。结果表明，退火后组织均为板条状铁素体+奥氏体，随着退火温度的升高，奥氏体体积分数增加，奥氏体中的C、Mn含量逐渐降低，导致其力学稳定性降低。试验钢退火后拉伸曲线均表现为连续屈服。随着退火温度的升高，奥氏体体积分数升高且稳定性降低，变形时产生的马氏体增多，因此抗拉强度随着退火温度升高而升高。适量的、稳定性适中的逆相变奥氏体在变形过程中持续相变产生加工硬化，延迟了颈缩的产生，增加了均匀延伸率。     

铌微合金化高强塑积冷轧DP780钢的I&Q&P工艺

基于亚稳奥氏体形变诱导相变理论,在实验室采用盐浴炉对800 MPa级冷轧双相钢DP780的I&Q&P(临界退火与淬火配分)工艺进行了探讨,并采用光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机与XRD对不同工艺下试验钢的组织性能进行了研究。结果表明,在I&Q&P工艺试验条件下,试验钢的显微组织由铁素体、马氏体与残留奥氏体组成;830 ℃退火时铁素体晶粒尺寸以＞5 μm为主,860 ℃退火下其晶粒尺寸以＜5 μm为主。830 ℃退火时试验钢的力学性能随淬火温度的变化波动较大,860 ℃退火时试验钢的力学性能随淬火温度的变化波动较小。860 ℃退火+260 ℃淬火时,试验钢的综合力学性能最佳,其抗拉强度、伸长率与强塑积分别为802 MPa、26.8%与21.5 GPa·%,钢中残留奥氏体含量高达13.89%。     

压下率对两相区温轧淬火配分中锰钢组织性能的影响

采用SEM、TEM、XRD、室温拉伸等手段,研究了0.1C-7.2Mn钢两相区温轧淬火配分处理钢的组织形貌、碳化物析出、残留奥氏体体积分数及其中的C含量及力学性能。结果表明,随着温轧压下率的增大,两相区温轧淬火配分处理后试样的马氏体板条得到细化并逐渐平行于轧制方向;两相区温轧淬火配分处理后试样的显微组织由马氏体和残留奥氏体组成,并且有碳化物析出;随着温轧压下率的增大,碳化物的平均尺寸粗化,残留奥氏体的体积分数逐渐升高,并且残留奥氏体中的C含量先升高后降低,屈服强度和抗拉强度均先升高后降低,伸长率先降低后升高。当温轧压下率为80%时,强塑积达到最高31.50 GPa·%。     

含Al中锰TRIP钢原始组织对临界退火后组织与力学性能的影响

利用Factsage软件、SEM、XRD等研究了不同原始组织的0.2C-5.0Mn-0.5Si-1.0Al中锰TRIP钢经临界区退火处理后的显微组织与力学性能。结果表明,经热力学计算、设计的不同预处理工艺处理后试验钢的组织分别为:铁素体+块状残留奥氏体(700 ℃预处理10 min)、铁素体+马氏体+少量残留奥氏体 (800 ℃预处理5 min) 和马氏体+少量碳化物 (900 ℃预处理5 min)。不同预处理工艺处理后试样能获得不同形貌的残留奥氏体,700 ℃预处理+临界退火试样得到块状残留奥氏体,其他两种工艺下为膜状残留奥氏体。800 ℃预处理+临界退火试样拥有最佳力学性能,屈服强度为840 MPa,抗拉强度为1121.5 MPa,伸长率为33.25%,强塑积达到37.29 GPa·%。残留奥氏体形貌对中锰钢的加工硬化性能有显著影响,700 ℃预处理+临界退火试样的块状残留奥氏体稳定性较差,表现出高的加工硬化率,但持续区间较短;而800 ℃预处理+临界退火试样的膜状残留奥氏体稳定性更好,试样呈现较高的加工硬化率且持续区间较长。     

配分温度对0.2C-2.96Mn-1.73Si钢组织和力学性能的影响

对0.2C-2.96Mn-1.73Si钢进行IQP(Intercritical heating quenching and partitioning)处理,获得超细化铁素体、马氏体和残留奥氏体多相组织。采用SEM、XRD和拉伸试验机研究了配分温度对试验钢显微组织和力学性能的影响。结果表明,随配分温度的升高,试验钢的抗拉强度逐渐下降,屈服强度和伸长率均先增大后减小。试验钢中残留奥氏体含量随配分温度的升高呈先增加后降低的趋势。配分温度为400 ℃时,残留奥氏体的含量最高,TRIP效应能够提供持久的加工硬化,试验钢获得了最高的均匀变形能力,抗拉强度为1444 MPa,伸长率为20.13%,强塑积达到29 GPa·%,综合力学性能最佳。     

冷轧304不锈钢的马氏体逆相变及奥氏体再结晶行为

将冷轧304不锈钢在750~800 ℃退火78~127 s,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(EBSD)、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)等手段探究其组织演变行为并测定其拉伸性能。结果表明:在等温退火过程中,试验钢内发生扩散型和切变型马氏体逆相变和奥氏体的再结晶,随着退火温度的升高和保温时间的延长,马氏体逆相变和奥氏体再结晶逐渐完成,试验钢的屈服强度下降,断后伸长率提高。     

两相区回火温度对含7%锰Q690钢组织和性能的影响

采用SEM、XRD、TEM和Thermo-Calc软件计算等手段研究了两相区回火温度对0.02C-7Mn钢的组织和性能变化的影响。结果表明,淬火后试验钢组织以淬火马氏体为主,伴有极少量的残留奥氏体;两相区回火后,基体组织以回火马氏体为主,出现逆转变奥氏体,空冷后转变为残留奥氏体。随着回火温度的升高,残留奥氏体的含量逐渐增加,在650 ℃回火后到达峰值为18.78%;与此同时出现了6.57%的ε-马氏体。两相区回火后,试验钢的抗拉强度均有下降,但是屈服强度有不同程度的升高,这归因于回火过程中位错密度的下降以及弥散第二相的析出。另外,ε-马氏体的存在不仅迅速降低了屈服强度,而且还损害了韧性。在600 ℃回火后,试验钢具有优异的综合力学性能(横向:抗拉强度为984 MPa、屈服强度为973 MPa,-40 ℃冲击吸收能量为163 J,纵向:抗拉强度为947 MPa、屈服强度为919 MPa,-40 ℃冲击吸收能量为186 J),满足Q690用钢的力学性能需求。     

退火温度对冷轧Fe-0.4C-10Mn-6Al高强钢组织与力学性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜、电子万能拉伸试验机、X射线衍射以及背散射电子衍射等技术方法研究了退火温度对冷轧态Fe-0.4C-10Mn-6Al高强钢的组织与力学性能的影响。结果表明,试验钢冷轧后的微观组织主要为δ-铁素体、α-铁素体、奥氏体、马氏体与碳化物,退火后的组织主要由δ-铁素体、α-铁素体、奥氏体与碳化物组成,其中奥氏体含量因马氏体逆转变而随着退火温度升高而增加。随着退火温度的升高,屈服强度、抗拉强度均逐渐降低,伸长率逐渐提高。当退火温度达到800 ℃时,试验钢的强塑积达到27.84 GPa·%,有较好的综合力学性能。     

淬火- 非等温碳分配下淬火温度对显微组织的影响

以低碳Si- Mn钢为研究对象,在MMS- 300热力模拟实验机上,分析了在DQ&P（Direct quenching & Partitioning）工艺的非等温碳分配条件下,淬火温度对试样显微组织、残余奥氏体含量和残余奥氏体中碳含量的影响。结果表明：试样的显微组织由板条状马氏体、残余奥氏体及少量铁素体组成;在320 ℃较高的淬火温度条件下,马氏体板条边界变得不明锐且弯曲,同时,碳化物沉淀含量增加;残余奥氏体含量随淬火温度的升高先增加后减少,在240 ℃时达到最大值;残余奥氏体中碳含量随淬火温度先减少后增加。     

Effect of Intercritical Annealing Time on the Microstructures and Tensile Properties of a High Strength TRIP Steel

A new Mn–Si–Al–Mo–Nb transformation-induced plasticity steel was annealed by intercritical annealing for different durations to investigate the partitioning of C element and the volume fraction change of the microstructural constituents. Direct experimental evidence confirms the partitioning of C elements in different phases during heat treatment by Electron probe microanalysis and X ray diffraction. The distribution of the precipitates was investigated as well. It was revealed that the microstructures and mechanical properties of the investigated steels were affected by the intercritical annealing time. According to the present experiment, the volume fraction of retained austenite and the product of tensile strength and total elongation of investigated steel decrease with increasing intercritical annealing time. It was observed that high tensile strength of 1,103 MPa, total elongation of 21.3%, and strength-ductility product of 23,493.9 MPa % could be successfully produced in this experimental steel at intercritical annealing temperature of 830 °C, holding for 1 min, and isothermal bainite treatment of 440 °C for 5 min holding time.     

退火温度对冷轧8Mn钢低温热成形后组织和性能的影响

采用冷轧8Mn钢为试验材料,利用光学显微镜、扫描电镜、电子拉力万能试验机等,结合EBSD和XRD分析技术研究了不同退火温度对低温热成形前后试验钢组织和性能的影响。结果表明,热成形前,试验钢中的奥氏体含量随着退火温度的升高而降低。低温热成形后试验钢的显微组织为马氏体、铁素体和残留奥氏体。不同温度退火并热成形后试验钢的抗拉强度均为1400 MPa左右,屈服强度为900 MPa左右,伸长率为10%左右。退火温度对8Mn钢低温热成形后力学性能影响较小。