Nb对低碳微合金钢组织与性能的影响

以低中高三种含Nb的低碳微合金钢作为试验钢,研究了Nb低碳微合金钢钢组织、碳氮化物析出相和性能之间的关系。结果表明,试验钢的热处理组织为低碳板条贝氏体+多边形铁素体。随着铌含量增加,试验钢组织中板条贝氏体含量和碳氮化物析出相数量明显增加,组织明显细化,试验钢强度显著提高。当Nb含量超过0.05%后,试验钢的强度增加不明显。因此,在低碳微合金钢中Nb的合理添加量在0.05%左右。     

不同碳含量贝氏体合金钢等温淬火后的组织与性能

研究了3种碳含量(0.22C、0.34C、0.45C)的贝氏体钢在960℃奥氏体化+Ms点以上10～50℃等温淬火工艺下碳含量对贝氏体组织转变和力学性能的影响。结果表明,3种试验钢经过等温淬火处理后均获得由贝氏体铁素体和残留奥氏体相间分布组成的无碳化物贝氏体组织;随着碳含量的降低,贝氏体相变时间显著缩短,贝氏体铁素体板条变厚,硬度和抗拉强度呈下降趋势,但冲击性能显著提高,这主要是与低碳钢贝氏体转变温度更高,贝氏体铁素体板条粗大但高碳含量的大块状残留奥氏体减少有关。     

含碳量对低合金耐磨铸钢强韧性的影响

在热处理工艺和合金元素基本确定的条件下,研究了含碳量对低合金耐磨铸钢强韧性的影响.结果表明:随着碳含量的增加,显微组织由粒状贝氏体+M-A岛+铁素体,逐渐向上贝氏体、马氏体、下贝氏体转变,同时出现少量残余奥氏体.当碳含量质量分数为0.40％时,钢的硬度≥44 HRC,冲击韧度≤120 J/cm2,钢的强韧匹配效果较佳.     

热处理工艺对1000 MPa级含V-TRIP钢组织和性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪、膨胀仪和MTS拉伸试验机等实验手段研究了热处理工艺对含V高强度TRIP钢组织和力学性能的影响。结果表明,该TRIP钢热处理后组织细小,细晶强化对机械性能的提高起到了一定作用。两相区退火温度越高,组织中铁素体含量越少,且贝氏体转变速率越快。随着贝氏体等温时间延长,组织中贝氏体量增多,马氏体量减少,残余奥氏体量及其碳含量呈现先增大后减小或趋于平稳的趋势。试验钢经800℃×3 min+400℃×3 min工艺处理后,可获得最大残余奥氏体量,体积分数达到20.6%,其碳含量为1.19 wt%,该工艺下试验钢可获得最佳力学性能,抗拉强度高达1 052 MPa,延伸率24%,强塑积达到25 248 MPa%。     

超高强TRIP钢的热处理工艺对组织与力学性能的影响

研究了抗拉强度超过1000MPa的冷轧TRIP钢的热处理工艺对组织和力学性能的影响,并对其工艺进行了优化。结果表明,超高强TRIP钢在两相区的加热温度升高到820～840℃时,钢的抗拉强度下降而伸长率增加;贝氏体等温温度偏低(380℃)或者偏高(440℃)时,钢的伸长率较低。两相区加热温度对铁素体量的影响不大,降低贝氏体等温温度和延长等温时间都能增加贝氏体量。当贝氏体量高于38%时再增加贝氏体量来提高TRIP钢的强度效果不明显,可通过提高残留奥氏体量及其碳含量来提高力学性能。试验钢优化的热处理工艺:820℃×90s+420℃×240s;优化的组织含量配比:53%铁素体+36%贝氏体+11%奥氏体;优化的力学性能组合:抗拉强度1140MPa和伸长率22%。     

碳含量对5Cr2MoV系列钢的连续冷却转变行为的影响

通过测定不同碳含量的钢种在不同冷速下的相变点曲线、金相组织和显微硬度，得到了不同碳含量的钢种的过冷奥氏体连续冷却转变曲线(CCT曲线)及其相变点和组织形貌演变；比较分析了不同碳含量下5Cr 2Mo V系列钢CCT曲线的关系。结果表明：随着碳含量的增加，3种钢Ac1点变化不大，Ac3点略有降低，Ms点降低幅度较大；当冷却速度为0.04 ℃/s和0.06 ℃/s时，0.35%C、0.47%C和0.71%C钢的组织由“贝氏体+少量马氏体”构成；0.35%C和0.47%C在大于0.14 ℃/s冷速以上时，贝氏体完全转变为马氏体；0.71%C钢在大于1 ℃/s冷速时，贝氏体完全转变成马氏体；随着碳含量增加，5Cr 2Mo V系列钢的贝氏体转变相区发生左移现象，这与碳在组织转变过程中的扩散有关。     

非调质NM400复相耐磨钢的相变行为

为进一步优化非调质NM400复相耐磨钢不同组织配比,利用Gleeble-3800热模拟试验机探究了试验钢在连续冷却条件下的组织转变规律,并结合金相法和硬度法,绘制出试验钢的动态连续冷却转变(CCT)曲线。结果表明,当冷速低于1 ℃/s时,试验钢组织为铁素体+粒状贝氏体+珠光体,部分粗大的原奥氏体晶粒转变为粒状贝氏体和珠光体。在冷却速率为5~40 ℃/s时,试验钢不再发生珠光体转变,显微组织均为铁素体+贝氏体+马氏体。并随着冷速的增加,马氏体含量不断增加,硬度升高;此外,不同分段冷却方案下,较低的中冷温度以及较长的空冷时间均有利于铁素体和贝氏体的转变。同时,残留奥氏体含量则随铁素体含量的增大而增大;由于试验钢的Ms点较高,马氏体板条较宽,并且有自回火现象发生。     

原始组织状态对12Cr1MoVG钢再热裂纹敏感性影响

采用插销试验的方法研究不同贝氏体含量的12Cr1MoVG钢对再热裂纹敏感性的影响,结果表明在试验温度范围内,两种原始组织状态不同的12Cr1MoVG钢随着试验温度的升高,其临界断裂初应力呈现先下降后上升的基本趋势,原始组织状态为铁素钵+贝氏体组织的12Cr1MoVG钢的再热裂纹最敏感温度高于原组织粒状贝氏体组织+少量铁素体的再热裂敏感温度。     

变形对超高强贝氏体钢组织和力学性能的影响

采用低温奥氏体预变形+等温贝氏体相变相结合的工艺,研究了变形对中碳贝氏体钢相变和组织的影响,利用热模拟实验、SEM、TEM、XRD和拉伸实验等分析了变形影响残余奥氏体的微观机理及其对强塑性的影响规律.结果表明,过冷奥氏体在300℃变形20％,不仅可以加速随后等温贝氏体相变,细化贝氏体组织,同时还能增加室温组织中的残余奥氏体及其稳定性.残余奥氏体稳定性同时受C含量和位错密度影响,延长等温时间可以增加奥氏体中C含量;变形可以使奥氏体中位错密度增加,有利于获得稳定性较高的残余奥氏体,从而优化超高强贝氏体钢综合性能,制备的中碳超高强贝氏体钢抗拉强度为1733 MPa,延伸率达到15.7％.     

贝氏体等温温度对980 MPa TRIP钢力学性能和显微组织的影响

利用DIL805A膨胀相变仪、Gleeble-3500热模拟试验机、X射线衍射和拉伸试验等研究了TRIP钢贝氏体区(360~440℃)等温处理对组织和性能的影响。结果表明,贝氏体区等温温度影响残余奥氏体体积分数与残奥中碳浓度,是决定TRIP钢力学性能的关键因素。试验钢在800℃×180 s+400℃×300 s处理条件下,可得到17%残余奥氏体,其碳含量为1.5%,此时可获得较佳的相变诱发塑性和较好的强韧性配合,其强塑积可达到31 200 MPa.%。     

碳含量对低合金耐磨钢组织及耐磨性的影响

研究了碳含量分别为0.31%、0.38%和0.50%的低合金耐磨铸钢热处理后的组织、强韧性及不同磨损条件下的磨损性能。结果表明,试验钢经950℃淬火及250℃回火,显微组织均以板条马氏体为主,随含碳量的增加,组织有所粗化,并且有片状马氏体出现。试验钢的硬度随碳含量的增加而增加,但韧性下降。磨损试验结果表明,冲击磨料磨损条件下,主要表现为凿削磨损,碳含量为0.38%的试验钢具有较好的耐磨性;静磨料磨损条件下,主要表现为切削磨损,耐磨性主要受硬度的影响,碳含量为0.50%试验钢具有较好的耐磨性。     

基于多次回归分析的高钒高速钢滚动磨损模型

利用自制的滚动磨损试验机,测试了4种高钒高速钢的磨损性能,利用回归方法建立了磨损量关于循环次数和基体中碳含量的二元方程模型.结果表明:该模型可较准确地预测高速钢的磨损性能;预测结果揭示,基体中碳含量为0.48%～0.50%时,基体组织主要为低碳板条马氏体,硬度高且韧性较好,可以同时有效的抵御显微切削及疲劳磨损,磨损性能最佳.当基体中碳含量过低时,基体中出现大量硬度很低的铁素体相,显微切削为高速钢的主要磨损机制,而碳含量过高时,基体主要为韧性差的高碳马氏体,高速钢以疲劳磨损为主,二者均导致耐磨性下降.     

中铬铸钢及其在湿式磨机衬板上的应用

研究了含碳量对中铬铸钢性能的影响。结果表明，随着含碳量的提高，硬度增加，冲击韧性下，而腐蚀磨损耐磨性趋向增加；腐蚀对磨损有明显促进作用。装机结果显示：中铬铸钢衬板使用寿命比高锰钢提高６０％。     

母材成分对DP590钢电阻点焊接头性能的影响

通过对两种强度相近、母材化学成分不同的DP590双相钢电阻点焊接头的强度、断口及熔核TEM分析,揭示了母材化学成分对双相钢点焊接头强韧性的影响规律及机理.结果表明,母材碳含量越高,接头正拉强度及韧性越差,其主要机理是,在电阻点焊不平衡的急速冷却条件下,随着母材碳含量的增加,在点焊熔核及熔合区形成了板条状或片状的孪晶马氏体亚结构,从而降低了接头的韧性.     

高强高韧合成球墨铸铁的组织及力学性能

以废钢为主要原材料(20%生铁+20%回炉料+60%废钢),使用中频感应电炉熔炼,采用中间加入和镜面加入联合增碳方式,制备了合成球墨铸铁QT450-23铸件。合成铸铁球化级别1级,球化率95%,石墨圆整,球径10～20μm,基体为100%铁素体。合成铸铁抗拉强度为450MPa,伸长率为23.3%。在高温组织中,奥氏体枝晶发达,显著提高材料的冲击韧性,V型缺口冲击试样常温冲击韧性为18.4 J/cm2,是相同成分和工艺条件下,传统生铁为主配方球铁的2倍。     

Influence of carbon content on microstructure and mechanical properties of Mn13Cr2 and Mn18Cr2 cast steels

In this paper, a comparison study was carried out to investigate the influence of carbon content on the microstructure, hardness, and impact toughness of water-quenched Mn13Cr2 and Mn18Cr2 cast steels. The study results indicate that both steels＇ water-quenched microstructures are composed of austenite and a small amount of carbide. The study also found that, when the carbon contents are the same, there is less carbide in Mn18Cr2 steel than in Mn13Cr2 steel. Therefore, the hardness of Mn18Cr2 steel is lower than that of Mn13Cr2 steel but the impact toughness of Mn18Cr2 steel is higher than that of Mn13Cr2 steel. With increasing the carbon content, the hardness increases and the impact toughness decreases in these two kinds of steels, and the impact toughness of Mn18Cr2 steel substantially exceeds that of Mn13Cr2 steel. Therefore, the water-quenched Mn18Cr2 steel with high carbon content could be applied to relatively high impact abrasive working conditions, while the as-cast Mn18Cr2 steel could be only used under working conditions of relatively low impact abrasive load due to lower impact toughness.     

热处理对ZG06Cr13Ni4Mo不锈钢组织与性能的影响

研究了不同正火温度、回火保温时间和冷却方式对低碳马氏体不锈钢ZG06Cr13Ni4Mo组织与力学性能的影响。利用光学金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)对材料的微观组织和结构进行了研究。进行了室温拉伸和0℃冲击试验,并用SEM观察了断口形貌。结果表明,正火温度对ZG06Cr13Ni4Mo不锈钢组织与性能有显著影响。在γ+δ两相区正火时,会生成高温δ铁素体,并且δ在随后的热处理中不能被消除,即使很少的铁素体(1%),也会极大损害材料的韧性。采用较快冷却时,材料的韧性较高而强度较低;较长时间的回火保温,材料的强度较低,与较短时间保温下相比韧性没有明显差别。     

两相区淬火对NV-F690钢性能与组织演变的影响

研究了一种低碳含铜NV-F690钢在固溶淬火+回火(QT)和固溶淬火+两相区淬火+回火(QIT)热处理过程中的组织演变与性能。使用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分别研究了QT态和QIT态钢板的精细组织,测试了钢板的室温拉伸性能,在-60℃下进行了Charpy冲击试验(CVN)。经QT处理的NV-F690钢板的屈强比为0.97,经QIT处理的钢板的显微组织为板条状的二次回火LM+铁素体,其屈强比为0.89,低温韧性显著提高。     

CO2含量对高强钢MAG焊焊缝金属低温韧性的影响

通过调节保护气体中CO2的含量,研究了保护气体氧化性对高强钢焊缝金属低温韧性的影响规律,同时分析了这种影响规律的作用过程。试验结果表明,随着保护气体中CO2含量增加,粒状贝氏体组织在焊缝金属中含量增加,焊缝金属低温韧性降低;当保护气体中CO2含量较少时,焊缝金属组织以针状铁素体为主,焊缝金属具有较高的韧性水平。     

含硼铸钢的研究和应用

介绍了硼元素的特点及其在钢中的作用,微量硼可以明显改善钢的淬透性和韧性。硼在铸钢中主要以硼化物形式偏聚于晶界,损害钢的韧性。采用淬火预处理,并适当提高奥氏体化温度,有利于消除硼脆,改善硼钢韧性。另外,提高铸钢硼含量,可以获得硬度高、热稳定性好的Fe2B化合物,有利于改善钢的耐磨性。