粒状贝氏体钢的沉淀硬化及其强韧性的研究

本文对20Cr2MoV钢粒状贝氏体在回火过程中的沉淀硬化效应及其强韧性进行了研究。与马氏体组织相比较,粒状贝氏体具有更强的沉淀硬化效应,可使冲击韧性激烈下降及脆性转折温度升高。但此脆性不同于马氏体的回火脆性,其断口呈准解理断裂,随着温度升高,此脆性逐渐消失。     

热轧P80模具钢的热处理工艺及组织和硬度研究

研究了正火和回火处理对P80沉淀硬化型塑料模具钢的组织和硬度的影响.结果表明,经850℃正火和500℃回火后,P80钢的组织为回火板条马氏体与贝氏体的混合组织,板条内析出了大量第二相粒子,从而产生沉淀硬化.经上述工艺处理后,80 mm厚试样的截面硬度达39 ～43 HRC,符合沉淀硬化型模具钢的硬度及其均匀性要求.     

回火温度对NM600耐磨钢组织和性能的影响

利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等试验方法,对实验室试制NM600耐磨钢热轧后淬火态钢板在不同温度回火后的组织和力学性能进行了观察和测量,研究了回火温度对组织和力学性能的影响。结果表明,热轧淬火态试验钢经回火处理后,随着回火温度的升高,显微组织由板条贝氏体+少量马氏体,逐渐过渡到粒状贝氏体+弥散的碳化物;贝氏体板条和马氏体板条发生溶解,位错密度降低;在温度高于200℃时,贝氏体铁素体板条的溶解,析出的碳化物所产生的强化作用已经不再明显,导致试验钢的各项力学性能出现下降。综合分析可知,试验钢在200℃回火时可获得较为优良的力学性能。     

700MPa级高塑低碳低合金钢的多相组织调控及性能

通过临界退火、临界回火以及回火的多步热处理方式,研究了低碳低合金钢的组织演变与力学性能.结果表明,临界退火后的组织为板条状的临界铁素体及贝氏体/马氏体的双相组织.经临界回火后,为临界铁素体、回火贝氏体/马氏体以及残余奥氏体的多相组织.残余奥氏体呈粒状和条状,分布在铁素体/贝氏体(马氏体)相界面及贝氏体/马氏体板条之间,含量高达29%,并在回火后保持稳定,主要通过C,Mn,Ni和Cu在逆转奥氏体中的富集来稳定.临界退火及回火过程中,Nb C在铁素体及贝氏体/马氏体中析出,呈球状、椭圆形或不规则形状,平均尺寸为10 nm;富Cu的析出相在临界回火及回火过程中形成,呈球状分布于铁素体及残余奥氏体中,尺寸在10~30 nm之间.通过残余奥氏体的应变诱导塑性(TRIP)效应及纳米析出相的析出强化作用,实验钢具有优异的力学性能:屈服强度高于700 MPa,抗拉强度高于900 MPa,均匀延伸率高于20%,总延伸率高于30%.     

18Cr2Ni4WA钢粒状贝氏体组织的形变强化

18Cr2Ni4WA钢在淬火空冷条件下,对尺寸稍大的工件多为粒状贝氏体组织。由于获得粒状贝氏体组织工艺极为简单,而且具有一定的强韧性,在普通热处理条件下获得的粒状贝氏体,其强度相当于板条马氏体的高温回火组     

17Cr2Ni2Mo钢粒状组织和粒状贝氏体的断裂特性

研究了１７Ｃｒ２Ｎｉ２Ｍｏ钢粒状组织和粒状贝氏体经低温和高温回火后的断裂特性。结果表明；粒状组织和粒状贝氏体经低温回火后，由于Ｍ－Ａ岛的分布，尺寸及应变诱发相变的影响而具有良好的强韧性，特别是其断裂韧性Ｊ１ｃ值较板条马氏体几乎高了一倍；而经高温回火后，由于Ｍ－Ａ岛分解出来的碳化物的偏聚，呈现出准解理特征，其断裂韧性远低于回火索氏体。     

回火工艺对高强韧NV-F690厚船板精细组织的影响

采用SEM、EBSD和TEM研究回火工艺对低C含Cu特厚(100 mm)高强韧NV-F690船体和海洋平台用钢板精细组织的影响,深入探讨钢板低温冲击断裂行为与精细组织之间的关系。结果表明,轧后直接淬火态DQ钢板心部(ND/2)组织为板条贝氏体+粒状贝氏体,板条间距较宽,粒状贝氏体中存在较粗大MA组元,低温韧性差;1/4厚度(ND/4)处组织为板条贝氏体,板条间距窄,低温韧性好。650～690℃回火6 h后,大量ε-Cu弥散沉淀相在钢板基体组织中析出,钢板ND/2处粗大粒状MA组元分解,大角度晶界分数增加,有效晶粒尺寸减小,低温韧性显著提高。     

600MPa级低碳微合金高强钢的相变规律研究

利用Gleeble-1500热/力模拟实验机,研究了新开发的屈服强度600 MPa级高强钢的相变规律,分析了不同冷却速率对钢组织的影响。结果表明:相变开始温度为488～610℃,终止温度为330～472℃;随冷速的提高,相变组织中多边形铁素体和准多边形铁素体的量逐渐减少,而粒状贝氏体的量逐渐增多,直到以粒状贝氏体为主的组织;当冷速达到10℃/s后,粒状贝氏体向板条贝氏体过渡,直到全部生成板条贝氏体,且在10～20℃/s,组织基本全为板条贝氏体。冷速高于20℃/s后则产生较多的马氏体。     

Si-Mn-Mo系贝氏体钢组织和性能的研究

研究了新型高碳Si－Mn－Mo系贝氏体钢的组织和性能。结果表明，该钢空冷条件下得到贝氏体、马氏体和残留奥氏体的复相组织。其中包括板条马氏体和孪晶马氏体，而贝氏体为变态下贝氏体组织。试验用钢空冷后经250～300℃回火可获得较高的强度、硬度及良好的塑韧性配合。超过300℃回火，强度、硬度明显降低且有回火脆性出现。     

高速钢中贝氏体的二次硬化特征

研究了6-5-4-2高速钢中贝氏体和马氏体回火后的力学性能和组织结构。结果表明,贝氏体比马氏体具有更高的二次硬化效应以及抗回火稳定性和冲击韧性。透射电镜观察发现,马氏体在二次硬化峰温度范围回火时,有Fe_3C析出,而贝氏体铁素体和奥氏体中只析出弥散的MC和M_2C合金碳化物。这表明在贝氏体长大过程中存在合金元素的扩散。     

贝氏体组织类型对低碳硅锰钢力学性能的影响

通过绘制试验钢种的CCT曲线,确定了贝氏体转变区间,研究了贝氏体组织对低碳硅锰钢力学性能的影响。结果表明:400℃C盐浴等温淬火得到板条贝氏体组织,板条宽度均匀,晶界清晰,抗拉强度1140MPa,伸长率21%;450℃C时试验钢为50%板条贝氏体+50%粒状贝氏体的组织,且板条间距较400℃C时大,粒状组织晶界明显比板条状组织晶界模糊;500℃C高温下组织完全转变成粒状,为少量块状马氏体+岛状残余奥氏体,该组织状态下抗拉强度大大下降,只有800MPa,但塑性较好,为30%。综合考虑,板条及粒状贝氏体混合组织力学性能较好。     

不同热输入下Q890高强钢焊缝的组织与性能分析

研究了热输入对Q890低合金高强钢焊缝的组织、硬度以及冲击韧度的影响。结果表明,焊缝金属的组织类型基本相似,多数为板条贝氏体并伴随少量粒状贝氏体和板条马氏体。热输入越大,粒状贝氏体含量增加,板条马氏体减少,焊缝组织越发短而粗。同时,热输入越大,晶格畸变和高密度位错数量降低,进而降低了焊缝硬度和冲击韧度。     

热处理工艺对2.25Cr-1Mo-0.25V钢焊缝组织和力学性能的影响

采用光学金相显微镜、扫描电镜观察,测试力学性能,研究不同焊后热处理对2.25Cr-1Mo-0.25V钢焊缝力学性能、夏比冲击吸收能量和显微组织的影响。结果表明,回火参数增加,焊缝力学性能提高。焊态硬度最高,冲击吸收能量最小,组织主要为板条贝氏体,贝氏体粗大且板条平行;最小焊后热处理后硬度下降,冲击吸收能量提高,组织为板条贝氏体和粒状贝氏体;最大焊后热处理后焊缝硬度和母材近似相同,冲击吸收能量均在153 J以上,板条贝氏体细化,粒状贝氏体增加,焊缝的力学性能相对最好。     

不同热处理条件下贝氏体钢的微观组织和疲劳裂纹扩展

以贝氏体钢为研究对象,设计了4种热处理工艺,研究了不同热处理工艺下试验钢的显微组织及疲劳裂纹扩展速率。结果表明,热轧态试验钢的微观组织以粒状贝氏体为主,其上分布有少量的板条贝氏体、马氏体和粗大块状M/A岛,残留奥氏体的体积分数为16.2%,但稳定性较差,裂纹能够直接穿过粗大的块状M/A岛继续扩展,疲劳裂纹扩展速率最快。经900 ℃奥氏体化+空冷后,显微组织以板条贝氏体和马氏体为主,M/A岛仍为粗大的块状,残留奥氏体含量减少至12.3%,疲劳裂纹扩展速率略有降低。经900 ℃奥氏体化+380 ℃盐浴等温30 min +空冷后,显微组织以细密、有序的板条贝氏体为主,残留奥氏体含量减少至10.2%,以薄膜状伴生在板条贝氏体间,板条状贝氏体及板条间的残留奥氏体薄膜会使裂纹端钝化、分叉、偏折,阻碍裂纹扩展的能力增强;经350 ℃回火240 min后,显微组织以马氏体和板条贝氏体为主,残留奥氏体含量比热轧态略微降低,为14.9%;而经450 ℃回火240 min后,显微组织以板条状贝氏体为主,其上分布有少量的马氏体,残留奥氏体体积分数减少至8.6%,也以薄膜状伴生在贝氏体板条间,同时有大量的碳化物析出,裂纹扩展速率最慢。     

4Cr3Mo2V钢中温转变产物及混合组织的回火特性

4Cr3Mo2V钢经1060℃转化后在不同条件下冷却获得马氏体(M)、下贝氏体、M—A(粒贝和粒状组织)及它们的混合组织。回火特性研究表明:M—A组织的回火稳定性最好,二次硬化效应最高;下贝氏体组织次之;M最差。三种组织及其混合组织的二次硬化机制基本相同。均是由钼铌等形成的碳化物析出造成的,但在中温转变产物及其混合组织的硬化作用中,残余奥氏体A_R起一定的促进作用。     

粒状贝氏体组织的疲劳性能

本文研究了粒状贝氏体组织的低周疲劳性能、冲击疲劳性能及旋转弯曲疲劳性能.结果表明:在等抗拉强度下,粒状贝氏体的低周疲劳性能与冲击疲劳性能均优于回火马氏体组织.且随粒状贝氏体含量增加,冲击疲劳寿命相应提高.粒状贝氏体中的(M-A)岛对疲劳裂纹扩展有阻碍作用,对提高疲劳寿命有利.在等强度下,粒状贝氏体的旋转弯曲疲劳性能和回火马氏体组织相当,疲劳极限(Sf)与屈服强度(σy)和断裂强度(S_K)的关系为: S_f=4.651+0.1411(σ_y+S_K)     

Si—Mn—Mo系贝氏体钢组织和性能的研究

研究了新型高碳Ｓｉ－Ｍｎ－Ｍｏ系贝氏体钢的组织和性能，结果表明，该钢空冷条件下得到贝氏体，马氏体和残留奥氏体的复相组织。其中包括板条马氏体和孪晶马氏体，而贝氏体为变态下贝氏体组织，试验用钢空冷后经２５０￣３００℃回火可获得较高的强度，硬度及良好的塑韧性配合，超过３００℃回火，强度，硬度明显降低且有回火脆性出现。     

组织遗传对粒状贝氏体钢力学性能的影响

研究了组织遗传对１２Ｃｒ１ＭｏＶ钢粒状贝氏体组织形态和性能的影响。结果表明，１２Ｃｒ１ＭｏＶ钢板条马氏体非平衡组织经加热获得条型粒状贝氏体，且贝氏体小岛排列具有明显的方向性；有着遗传特征的粒状贝氏体钢具有较高的强韧性和较高的热强性。     

低碳低合金钢中粒状贝氏体的断裂特性

本文研究了一种低碳低合金钢中粒状贝氏体的室温机械性能和低温韧性,讨论了不同奥氏体化温度下连续冷却的粒状贝氏体和等温形成的粒状贝氏体的断裂特性,并与板条马氏体作比较。结果表明粒状贝氏体的脆性转折温度与奥氏体晶粒直径d和平均单位断裂路径Lc之间分别具有VTrs—logd~(-1/2)舌和vTrs-10gLc~(-1/2)形式的直线关系。晶粒粗大的粒状贝氏体,转折温度显著升高,韧性恶化。连续冷却(空冷)下的粒状贝氏体对解理裂纹扩展的阻力主要取决于奥氏体晶粒度和铁素体领域尺寸。已分解后的小岛对裂纹扩展的阻碍极小,其脆性作用也不大。等温形成的粒状贝氏体,出现岛状马氏休,脆性急剧增加。     

预相变马氏体对超级贝氏体钢组织热稳定性的影响

为明确超级贝氏体组织失稳机制以及探索提高超级贝氏体钢中残余奥氏体热稳定性的方法,通过预相变马氏体工艺,即在等温贝氏体相变前引入预相变马氏体,制备了中碳超级贝氏体钢。对比分析了回火前后中碳超级贝氏体钢显微组织和力学性能的变化,研究了预相变马氏体对中碳超级贝氏体钢中贝氏体组织及残余奥氏体热稳定性的影响。结果表明:预相变马氏体的存在能够细化贝氏体铁素体板条,提高残余奥氏体含量和热稳定性。预相变马氏体的引入及其对超级贝氏体组织的细化作用使得试验钢的屈服强度超过1 000 MPa,伸长率大于20%;300~600 ℃回火1 h后,高碳薄膜状残余奥氏体首先发生分解,形成细小的碳化物,然后贝氏体铁素体板条发生回复和再结晶,形成沿原板条方向的铁素体晶粒;600 ℃回火后试验钢的屈服强度仍与回火前相当,主要是预相变马氏体周围的薄膜状残余奥氏体未发生明显分解,能够抑制相邻贝氏体铁素体板条的回复。