双相钢中马氏体相变特征的研究

本文根据双相钢中马氏体显微组织特征和相变特点,通过热力学分析,提出了双相钢中马氏体相变驱动力及M_s计算公式。用膨胀仪实测了双相钢中马氏体相变开始温度M_s,及终了温度M_f,实测的M_s值与理论计算值符合较好。还发现M_s和M_f不仅与马氏体含碳量有关,而且随马氏体含量的升高而降低。     

M_s以下温度等温淬火对中碳贝氏体钢相变和性能影响

设计了马氏体起始相变温度(M_s)以上和以下2个不同温度等温淬火试验,结合热膨胀仪、扫描电镜显微组织、X光衍射和拉伸试验等试验手段,研究了对比于M_s以上温度等温淬火试验,M_s以下等温淬火对中碳贝氏体钢相变、组织和性能的影响。结果表明,贝氏体相变可以发生在M_s温度以下,且其相变动力学被明显促进。相比于M_s以上温度等温淬火,M_s温度以下等温淬火虽然可以加速相变动力学,但导致强度和伸长率下降,因此降低了最终的力学性能。这主要是因为M_s温度以下等温淬火试样组织内部出现了大量的回火无热马氏体(AM)和少量的贝氏体和残余奥氏体(RA)。因此,M_s温度以下等温淬火热处理后的组织性能未必优于M_s温度以上等温处理后组织性能,这主要取决于具体的成分和工艺。     

双相钢中混合物定律的适用性(二)

基于不连续纤维强化的复合材料混合物定律,考虑到马氏体中含碳量(即马氏体的强度)以及马氏体相变引起铁素体的强化等因素对混合物定律中修正系数的影响,双相钢中的混合物定律可表示为用此公式对不同临界区温度处理后的双相钢的抗拉强度进行了计算,计算值与试验值比较一致。进一步阐明了双相钢的强化本质、有关各因素的交互作用与它们对强化作用的影响。     

快凝Cu-12Al-4Ni热弹性马氏体相变条件及显微结构特征

用快速凝固方法成功地获取了宽100mm、厚0.1mm 的 Cu-12Al-4Ni 形状记忆合金带。用DSC 法测得热弹性马氏体相变温度为 M_s=286℃、M_f=258℃、A_s=266℃、A_f=284℃。用透射电子显微镜观察到少量非晶态和大量缺陷。发现快速凝固得到的形状记忆合金中的热弹性马氏体相变需要较大的驱动力,升降温速度必须大于10℃/min,才能得到完全热弹性马氏体相变。     

双相钢中混合物定律的适用性(一)

本文对双相钢中混合物定律的适用性及其与微观组织特征的关系进行了研究。结果指出,在一级近似下,双相钢的强度是马氏体体积分数的线性函数,而与马氏体中碳含量无关,是随退火温度升高、马氏体的体积分数增加、马氏体的硬度下降、铁素体硬度升高的综合结果。双相钢中的混合物定律为:式中λ是小于1的常数。λ受马氏体的硬度、早期失效、铁素体硬化等因素影响,以此公式容易解释按混合物定律计算的双相钢强度值和实测值之间的偏离。     

600 MPa级热镀锌双相钢再结晶和相变规律研究

在Gleeble-3800热模拟机上对600MPa级热镀锌双相钢进行了连续退火工艺模拟实验,利用光学显微镜与扫描电镜观察分析了600MPa级热镀锌双相钢在连续退火过程中的再结晶和相变规律。结果表明,600MPa级热镀锌双相钢在连续退火初期。650～700℃加热范围内再结晶剧烈进行。加热速度提高,冷变形组织的再结晶开始与结束温度也相应升高。两相区保温后快速冷却得到不同体积分数的铁素体和马氏体组织,随两相区保温温度升高,马氏体特征更加明显。     

淬火温度对马氏体/铁素体双相钢组织性能的影响

双相钢具有优异的力学性能,而马氏体/铁素体的含量对其性能具有重要影响。通过实验调节淬火温度制备了不同马氏体体积分数的双相钢,采用金相显微镜对马氏体/铁素体组织形貌及分布进行了定性观察;其次利用电子背散射衍射技术(EBSD)并结合高斯拟合,发现马氏体/铁素体衍射花样衬度呈双峰分布,据此对钢中马氏体体积分数进行了定量统计。结果表明:淬火温度为730℃时,马氏体体积分数仅为19.09%。随淬火温度增加,双相钢中马氏体含量提高;于790℃淬火时,马氏体体积分数达到30.96%,提高了62%。此外,对试验双相钢力学性能进行对比分析发现:随淬火温度升高,双相钢的抗拉强度明显提高,屈服强度也呈上升趋势,这主要与马氏体含量增加有关;而双相钢延伸率显著降低,这主要是由于铁素体含量减少,且形貌由利于变形的针状转变为多边形所致。     

轧后冷却对DP590热轧双相钢组织及性能的影响

针对DP590热轧双相钢,通过实验室热轧试验,研究了卷取温度、快冷温度对热轧双相钢显微组织和力学性能的影响,对比分析了显微组织中马氏体的数量及形貌。结果显示,快冷温度提高,马氏体含量显著增加,同时抗拉强度升高,延伸率下降;试验钢在550℃、600℃卷取时,随着卷取温度的升高,热轧双相钢中马氏体含量下降,抗拉强度下降明显,伸长率提高。在600℃时得到的铁素体和马氏体比例合适,热轧双相钢抗拉强度600 MPa,屈强比0.5左右,伸长率22%以上,综合性能满足要求。     

700 MPa级热轧双相钢的组织和性能

 采用热模拟并借助光学显微镜、SEM技术研究了双相钢的相变规律及不同工艺参数下的组织演变规律。根据热模拟结果在实验室试制出700 MPa级热轧双相钢,优化了轧制和冷却工艺参数。实验结果表明：热轧双相钢组织为多边形铁素体+马氏体岛,抗拉强度730 MPa,屈强比062,伸长率236%,达到了DP700级双相钢的性能要求,并讨论了热轧卷取温度对双相钢最终力学性能的影响。     

双相钢中相硬化和相软化现象

本文对铁素体加马氏体及奥氏体加马氏体两类双相钢中软相(铁素体、奥氏体)的相硬化及硬相(马氏体)的相软化现象进行了研究。结果表明,软相的硬化及硬相的软化是双相钢中普遍存在的现象。在铁素体—马氏体双相钢中,铁素体的相硬化原因是奥氏体向马氏体转变时由于体积效应致使铁素体产生塑性变形,造成较高的位错密度,从而提高了硬度。马氏体相软化的原因较为复杂:①双相钢中马氏体内孪晶数量较相同含碳量的单相马氏体为少;②马氏体内靠近铁素体处位错密度偏低。在马氏体岛内存在一些不规则形状的铁素体微区,也是造成马氏体实测硬度偏低的一个原因。     

冷却工艺对DP590热轧双相钢组织及性能的影响

通过实验室轧制DP590热轧双相钢,研究了卷取温度、快冷温度对热轧双相钢显微组织和力学性能的影响。结果显示,快冷温度提高,马氏体含量显著增加,同时抗拉强度升高,延伸率下降;试验钢在550℃、600℃卷取时,随着卷取温度的升高热轧双相钢中马氏体含量下降,抗拉强度下降明显,延伸率提高。在600℃时得到的铁素体和马氏体比例合适,实现了抗拉强度600 MPa,屈强比0.5左右,延伸率22%以上的热轧双相钢,综合性能满足DP590热轧双相钢的要求。     

980MPa级复相钢热处理工艺优化及组织性能研究

利用Gleeble-3500热模拟试验机、光学显微镜研究了热处理工艺对980MPa级复相钢显微组织和力学性能的影响。结果显示:钢的显微组织为贝氏体、铁素体及马氏体三相,且加热温度越高,贝氏体及马氏体硬相组织越多,铁素体含量越少,组织均匀性显著提高。钢的屈服强度也随加热温度的提高而逐渐增高,但抗拉强度保持不变。随着缓冷温度的降低,钢中贝氏体及马氏体组织减少,铁素体含量增加,同时力学性能降低。相变-位移曲线显示加热过程中试验钢在730°C左右开始发生奥氏体相变,在860°C左右完成全奥氏体化。在降温过程中试验钢在456°C左右进行贝氏体相变,在244°C至165°C较宽的温度范围内进行马氏体相变,且均热温度越高,贝氏体相变量越大,马氏体量越少。     

热处理对09CuPTiRE耐候双相钢组织与性能的影响

研究了09CuPTiRE耐候钢的双相化热处理工艺及双相化后的组织与性能。结果表明在耐候钢09CuPTiRE（α γ）两相区（760～820℃）不同温度加热淬火获得了不同马氏体分数的双相组织；随双相化加热温度增加，双相钢马氏体含量和强度增加。     

回火对C-Si-Mn系双相钢组织与性能的影响

在实验室研究了回火温度对C-Si-Mn双相钢力学性能与显微组织的影响.力学性能测定结果表明,250℃以下的低温回火,对改善双相钢的伸长率具有良好作用,但是其它力学性能的变化不明显.高于300℃的高温回火对改善双相钢的延性作用不大,但会引起双相钢的屈服强度升高,抗拉强度、加工硬化与烘烤硬化值降低,使双相钢性能恶化.扫描电镜与透射电镜的观察结果表明,低温回火双相钢的显微组织变化不明显,马氏体为板条状,马氏体前沿的铁素体基体中分布着大量的可动位错,高温回火双相钢的显微组织则有较大变化,马氏体分解,边界变得模糊,岛内出现碳化物颗粒,铁素体中的位错密度减小,位错线附近出现粗大的析出物.高温回火后,马氏体的分解软化以及铁素体中位错密度减小是导致双相钢性能恶化的主要原因.     

Nb-Ti微碳深冲双相钢的连续冷却转变规律

摘要：通过连续冷却实验研究了Nb Ti微碳深冲双相钢在不同冷却速率下的显微组织变化规律。并结合显微组织、热膨胀曲线以及实验钢的硬度值绘制出实验钢的CCT曲线。结果表明,实验钢的CCT曲线由铁素体、珠光体与贝氏体区组成,其中铁素体和贝氏体的区域较大,覆盖冷却速度范围较广。实验冷却速率下未出现马氏体组织。在05～1℃/s的慢冷速下,组织由铁素体和珠光体组成;当冷速增加至3℃/s时,贝氏体开始出现,珠光体消失。当冷速在5～10℃/s范围内时,获得铁素体+贝氏体双相组织;当冷速大于10℃/s时,铁素体相变消失,此时为纯贝氏体转变。热处理过程中若想获得一定量的马氏体组织,退火温度宜设置在820～900℃双相区较低温度范围,使合金元素充分富集于少量奥氏体中,在随后冷却过程中此奥氏体转变为马氏体组织。     

含钼双相钢DP600相变研究和工艺实践

采用热模拟试验研究了含钼双相钢DP600在不同冷却模式、转变温度和冷却速率时的显微组织转变,分析了相变后的马氏体比例和晶粒度级别,根据热模拟结果设计了DP600钢的生产工艺,并探讨了钼元素对双相钢的影响。结果表明,DP600钢在热轧组织转变时,两段式冷却工艺比一段式工艺形成的马氏体细小,且晶粒度提升1级。奥氏体向铁素体转变过程中,存在最佳相变温度平衡点;590 ℃以上减缓DP600钢铁素体＋珠光体的过冷转变速率,可以细化晶粒、增加马氏体比例。生产的DP600钢金相显微组织为铁素体＋马氏体,马氏体比例为17%,晶粒度为11级;纵向、横向抗拉强度分别为592和620 MPa,伸长率分别为28.5%和26.5%。钼元素可以强烈抑制C- Si- Mn- Cr- Mo系DP600钢的铁素体转变,缩小铁素体转变区。     

Nb-Ti微碳深冲双相钢的连续冷却转变规律

通过连续冷却实验研究了Nb-Ti微碳深冲双相钢在不同冷却速率下的显微组织变化规律。并结合显微组织、热膨胀曲线以及实验钢的硬度值绘制出实验钢的CCT曲线。结果表明,实验钢的CCT曲线由铁素体、珠光体与贝氏体区组成,其中铁素体和贝氏体的区域较大,覆盖冷却速度范围较广。实验冷却速率下未出现马氏体组织。在0.5～1℃/s的慢冷速下,组织由铁素体和珠光体组成;当冷速增加至3℃/s时,贝氏体开始出现,珠光体消失。当冷速在5～10℃/s范围内时,获得铁素体+贝氏体双相组织;当冷速大于10℃/s时,铁素体相变消失,此时为纯贝氏体转变。热处理过程中若想获得一定量的马氏体组织,退火温度宜设置在820～900℃双相区较低温度范围,使合金元素充分富集于少量奥氏体中,在随后冷却过程中此奥氏体转变为马氏体组织。     

奥氏体内碳含量对B_s及M_s的影响

统计了70多个钢种的TTT和CCT曲线后,发现在其他合金元素含量及其他条件基本不变的前提下,奥氏体中的碳含量和贝氏体相变开始点(B_s)之间无任何直接关系;和马氏体相变开始点(M_s)之间有单调的反比关系。本文进一步证实,奥氏体强度和B_s温度之间无任何直接关系;而和M_s温度之间成反比线性关系的结论,说明贝氏体形成属扩散型相变较为合理,即铁、碳原子的扩散是决定贝氏体相变的主要因素。     

Cu—Zn—Al记忆合金在双相状态下的形状记忆行为

本文系统地研究了在α+β两相区进行淬火处理的Cu-Zn-Al形状记忆合金的组织特点及形状记忆效应的变化规律。研究结果表明,两相区淬火可有效地调整合金的相变温度M_s、M_f、A_s和A_f。两相区淬火虽使合金的组织为α+β_1两相,但沿晶界分布和存在于晶内的少量α相并不破坏β_1相自身的热弹性马氏体转变。尽管α相的存在导致合金形状记忆恢复率的下降,但适量的α相仍能保证合金具有稳定的记忆恢复率,而且双向记忆性能稳定。     

再结晶和相变的交互作用对双相钢组织特征的影响

系统地研究了不同的热处理工艺对双相钢组织特征的影响。研究的结果表明,存在一个临界两相区退火温度。当退火温度高于此临界退火温度,双相钢组织表现出带状铁素体的特征;而低于临界温度的退火可以得到典型的马氏体和铁素体等轴状组织的特征,这是由于冷轧钢板在两相区退火过程中的相变和再结晶过程交互作用的结果。当相变先于再结晶发生时会形成带状铁素体。预先的低温再结晶处理可以消除铁素体带状组织。