HQ-80钢再热裂纹机理

通过插销、冲击韧度等试验研究HQ-80钢的再热裂纹倾向，扫描电镜发现过热区晶界存在合金元素碳化物，电子能谱检测碳化物富含Cr、Mo。再热裂纹的机理是，高温过热——合金元素碳化物固溶，再热弱化——晶界析出大颗粒状合金元素碳化物导致晶粒表面的贫Cr、Mo合金元素层．晶界高温强度不足。影响再热裂纹三要素是：生成品界碳化物的Cr、Mo、C等合金元素，高温过热与再热弱化的热循环过程，一定的拘束应力。再热裂纹与再热脆化的机理相同，两者同时发生，降低应力防止再热裂纹并不能防止再热脆化。成功采用无缺口插销进行插销试验，弧形断口证明再热裂纹的主要影响因素是过热区敏化组织。     

硬度对H13热作模具钢热疲劳性能的影响

对不同硬度的H13钢进行了Uddeholm自约束热疲劳试验,结合其显微组织、显微硬度及碳化物情况探究了硬度演变对H13钢热疲劳性能的影响。结果表明：H13钢抵抗冷热疲劳的能力随硬度的升高而提高,高硬度的H13钢表面裂纹密度较高,呈分布均匀的网状,且表面高温软化程度小,裂纹深度也较浅;低硬度的H13钢表面只有若干条纵向的主裂纹。通过Jmat-pro热力学软件计算可知H13钢中存在的碳化物类型主要是M23C6、MC型,高硬度H13钢的碳化物尺寸比低硬度的小。     

热作模具钢SDH3热疲劳机理

采用自约束热疲劳试验方法,对比研究了SDH3与H13钢的热疲劳性能,应用扫描电镜研究了SDH3热疲劳过程中裂纹的萌生和扩展,应用透射电镜分析了SDH3钢热疲劳前后显微组织和结构的变化。结果表明:经常规热处理后,SDH3钢热疲劳性能优于H13钢;对SDH3钢来讲,热疲劳裂纹由三叉晶界处萌生,并沿晶界扩展;SDH3钢的马氏体板条间存在薄膜状残留奥氏体,可有效释放裂纹尖端的应力并阻碍裂纹扩展;热疲劳过程中,基体组织发生回复再结晶,碳化物粒子发生粗化。     

碳含量对4Cr5Mo2V型热作模具钢冷热疲劳性能的影响

采用自约束热疲劳试验法,结合SEM、EDS以及Jmat-pro热力学计算软件等研究了碳含量(0.35%和0.71%)变化对4Cr5Mo2V型热作模具钢冷热疲劳性能的影响。结果表明:提高含碳量后,钢中析出大量细小弥散的MC型碳化物,从而使0.71%C钢的抗回火软化性能和热稳定性能均强于0.35%C钢;冷热疲劳循环1000次后,提高碳含量推迟了疲劳裂纹的萌生,当循环次数增加到2000次后,虽然0.71%C钢表面和基体的软化程度均弱于0.35%C钢,但该钢存在较多尺寸较大且呈聚集状态分布的未溶碳化物,这些碳化物在应力的作用下与基体脱离,脱离处成为裂纹扩展的通道,从而促进了疲劳裂纹萌生和扩展。     

Mo对4Cr5Mo2V型热作模具钢热稳定性能的影响

研究了Mo对4Cr5Mo2V型热作模具钢热稳定性能的影响,并利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等方法分析材料的微观组织。结果表明,含1.9%Mo和含2.4%Mo试验钢在600 ℃时的热稳定性能差异较小;在650 ℃时,相比于含2.4%Mo试验钢,含1.9%Mo试验钢经过48 h保温后硬度值低了2.3 HRC,马氏体基体的回复程度更大,出现较多的富Cr的大颗粒球状M₂₃C₆型碳化物,尺寸在150~200 nm之间,而2.4%Mo钢中弥散析出了数量更多的细小M₂C型二次碳化物,阻碍了富Cr型碳化物的长大,因此其碳化物的平均粒径更小,具有更好的热稳定性。     

5CrMnMo钢的热疲劳裂纹研究SCIEI

通过自制Coffin型及自约束型热疲劳试验机研究了5CrMnMc钢经不同热处理后的热疲劳行为。利用扫描电镜、透射电镜等揭示了热疲劳裂纹萌生及其扩展。结果表明,淬火态的5CrMnMo钢绝大多数热疲劳裂纹优先在晶界处萌生;淬回火态的试样裂纹主要萌生于碳化物与基体的脱开处,或形成晶界裂纹;无论是淬火或淬回火态的试样其热疲劳裂纹主要沿着碳化物与基体脱开处及晶界裂纹桥接而扩展。     

汽车排气歧管用球墨铸铁的热疲劳性研究

通过对汽车排气歧管材料高硅钼球墨铸铁和高镍球墨铸铁进行热疲劳试验,发现热疲劳裂纹总是出现在晶界处和碳化物附近,碳化物的粗大容易促生裂纹,并且裂纹处的氧化作用会加剧裂纹的扩展.同时发现,热疲劳裂纹总是在试样表面出现,并且加热温度越高越容易出现疲劳裂纹.在相同条件下,高硅钼球墨铸铁更容易发生热疲劳现象.     

M390高铬高钒粉末冶金工具钢奥氏体化过程中的碳化物演变规律

利用SEM-EDS、TEM和Image-Pro Plus等分析手段研究了M390钢在不同奥氏体化过程中的碳化物演变规律。结果表明，在1075～1150℃加热，保温15～120 min奥氏体化条件下，M390钢中碳化物体积分数和平均尺寸随淬火温度升高整体呈现下降趋势。同一淬火温度下，随保温时间延长，碳化物数量整体减少，碳化物平均尺寸先减小后增大，小尺寸碳化物数量先增加后减少，硬度先上升后下降。高温油淬后M390钢中未溶碳化物类型主要是M₇C₃和M₈C₇。在奥氏体化过程中，M390钢中碳化物变化主要是M₇C₃的溶解、长大及再溶解。     

3种铸造镍基高温合金热疲劳行为研究

研究了3种铸造镍基高温合金在不同温度下的热疲劳行为,利用OM和SEM对合金的组织和热疲劳裂纹形貌进行了观察.结果表明:3种合金的热疲劳裂纹均萌生于V型缺口尖端处,应力诱导下氧化孔洞的产生、聚集和相互连通是裂纹萌生的主要方式,晶界、碳化物及共晶促进了裂纹的萌生和扩展.IN738和DZ444合金的热疲劳裂纹分别沿晶界和枝晶...     

铸造镍基高温合金K445的热疲劳行为

利用开有V形缺口的平板试样，研究了新型铸造镍基高温合金K445在最高温度分别为800，850，900℃，最低温度为室温的热循环下的热疲劳行为．通过光学显微镜和扫描电镜观察合金的组织和热疲劳裂纹形貌，研究热疲劳损伤机制．结果表明，热疲劳主裂纹主要从V形缺口处萌生，沿晶界扩展，而二次裂纹则穿晶扩展．当最高循环温度为800℃时，碳化物的组成和分布起主要作用，（Ti，Ta）C型碳化物的开裂处以及碳化物与基体的界面处是裂纹优先扩展区域．当最高循环温度为900℃时，高温氧化起重要作用，应力辅助作用下的晶界氧脆是主要损伤机制．     

4Cr5MoSiV1钢中碳化物对热疲劳性能影响

运用Uddeholm自约束试验法比较4Cr5MoSiV1钢的热疲劳性能，结果表明，材料的组织均匀性对热疲劳性能有明显影响，共晶碳化物及碳化物链状沿晶分布会恶化其热疲劳性能。     

航空齿轮钢C69高温渗碳后的组织性能

通过OM、SEM、TEM以及显微硬度计等设备研究了1050 ℃下不同渗碳工艺对航空齿轮钢C69组织及性能的影响。结果表明,经渗碳、深冷和回火处理后,渗碳层表层的显微硬度最高可达约950 HV0.3,组织为针状马氏体,马氏体上观察到M₃C、M₂C碳化物,晶界处有M₇C₃碳化物分布,次表层组织为针状马氏体和板条马氏体,心部显微硬度约为630 HV0.3,组织主要为板条马氏体。循环渗碳的渗碳效率更高,随循环次数增加,试验钢的表面碳含量和渗碳层深度不断提高,且晶界处M₇C₃尺寸和数量逐渐增加。4次循环渗碳的表面碳含量为1.14%,渗碳层深度约为3.0 mm。     

高温长时服役HR3C钢焊接接头的组织与性能

采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪以及拉伸和弯曲试验研究了高温服役4.2万小时超超临界机组用HR3C钢焊接接头的微观组织和力学性能。研究结果表明,高温长时服役后HR3C钢焊缝金属中形成了大量条状和颗粒状M₂₃C₆析出相,焊接热影响区奥氏体晶粒长大,在晶界附近形成了板状M₂₃C₆相。拉伸和弯曲试验结果表明HR3C钢焊接接头高温服役后表现出明显的时效脆化倾向。     

离心铸造LGJW20钢结硬质合金热疲性能研究

在自约束型热疲劳试验机上对LGJW20钢结硬质合金进行了热疲劳试验,借助金相分析、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等方法观察了合金的显微组织,重点研究了LGJW20的热疲劳性能表现,分析了热处理工艺对合金热疲劳性能的影响。结果表明:合金中硬质相主要由鱼骨状共晶碳化物、网状二次碳化物及大块状碳化物组成;合金的热疲劳裂纹在缺口根部萌生,以一条主裂纹形式沿碳化物扩展;合适的热处理工艺能提高基体的高温屈服强度,改善合金的组织结构,提高了合金的热疲劳性能。LGJW20经过980℃淬火、200℃回火处理后热疲劳性能最佳。     

含铌H13钢热疲劳过程中的显微结构变化

对添加微量铌与不含铌的4Cr5MoSiV1钢(即H13钢)热疲劳性能进行了测试。结果表明,添加微量铌提高了4Cr5MoSiV1钢的热疲劳抗力。在热疲劳循环过程中,富铬碳化物M23C6粒子明显粗化。添加微量铌的4Cr5MoSiV1钢由于富铬碳化物的粗化受到抑止,且位错密度下降较慢,使得热疲劳裂纹的扩展相对缓慢,因而材料的热疲劳抗力提高。     

DZ40M合金的热疲劳性能

采用扫描电子显微镜研究DZ40M定向凝固钴基高温合金的热疲劳性能。结果表明,随着上限温度的升高,裂纹扩展速率增加,热疲劳抗力降低。在上限温度相同时,随着保温时间的延长,热疲劳性能提高,在合金表面形成均匀致密的氧化物保护膜有利于热疲劳性能的提高。由于碳化物与基体的热膨胀系数不同,合金在受温度交替变化时,易在基体和碳化物界面处产生裂纹孔洞,从而萌生裂纹。热疲劳裂纹通过裂纹孔洞的相互连接向前扩展     

GH3230合金M23C6型碳化物的析出行为

研究了固溶态GH3230合金在800~1100 ℃时效不同时间下的碳化物析出行为。结果表明:GH3230合金固溶态组织主要为γ相+初生粒状碳化物M₆C+少量晶界粒状碳化物M₂₃C₆。试验合金在800~1100 ℃短时时效后,晶界和晶内析出的碳化物主要为M₂₃C₆型。其中晶界粒状M₂₃C₆型碳化物有沿着晶内长大的倾向,并逐渐变成胞状碳化物。在同一时效温度下,晶内碳化物析出数量会随着时效时间的增加而增加,此后会逐渐回溶,回溶开始的时间会随着时效温度的提高而逐渐提前。     

SDH2与8407钢热疲劳性能的对比研究

采用Uddeholm自约束热疲劳试验机研究了新钢种（SDH2）和ASSAB8407钢的热疲劳性能，结果显示，SDH2钢具有比8407钢更好的热疲劳性能，其热疲劳损伤因子相对8407钢降低30％~60％。并采用扫描电镜探寻热疲劳裂纹萌生与扩展的机制得知，热疲劳裂纹常在硅酸盐类、MnS、氧化铝和富V大块碳化物与基体的交界面上和晶界处萌生，并沿链状碳化物和晶界扩展。     

深冷处理对H13钢组织和热疲劳性能的影响

采用OM、SEM、TEM、XRD、显微硬度计以及热疲劳试验机等方法研究了深冷处理对H13型热作模具钢的组织和性能的影响,并与常规淬回火工艺进行了对比分析。结果表明,在常规的淬回火工艺的基础上增加深冷处理有利于细化试验钢的晶粒组织并促进残留奥氏体向马氏体转变。此外,在深冷处理的条件下马氏体晶格由于在极低温易发生收缩而促使碳原子在位错等缺陷处偏聚,回火过程中以碳化物的形式析出。这些析出的大量细小弥散分布的碳化物可钉扎位错,对热循环引起的应力集中起到一定的缓解作用,减缓降低热疲劳裂纹扩展速率。且深冷处理后细小弥散分布的碳化物析出降低了H13钢热疲劳过程中碳化物长大速率,减少了热疲劳裂纹的数量,从而提高热疲劳性能。     

长期时效下15Cr1Mo1V钢的显微组织及力学性能

通过常温力学性能试验、高温力学性能试验、显微组织分析、扫描电镜(SEM)及能谱(EDS)分析研究了长期时效对15Cr1Mo1V钢的显微组织和力学性能的影响。结果表明:15Cr1Mo1V钢在时效过程中硬度和强度逐渐下降,塑性和韧性变化不明显;组织发生老化,贝氏体区域逐渐分解消失,颗粒状碳化物析出长大并向晶界转移聚集,最终在晶界处呈链状分布; V、Mo元素随碳化物析出并向晶界处聚集,使基体中的合金元素贫化,弱化了合金元素的固溶强化和沉淀强化作用,是导致材料硬度和强度性能发生劣化的主要原因。