Ni-Cr-Mo-B超厚钢板表面低碳回火马氏体组织的韧性研究

研究了Ni-Cr-Mo-B超厚钢板表面低碳回火马氏体组织.对表面区域不同位置处取样进行了冲击性能测试,并借助OM,SEM,EBSD,XRD和正电子湮没谱(PAS)等技术手段对马氏体组织及其亚结构进行了研究.结果表明,实验钢表面韧性异常恶化,马氏体组织中相对粗大的板条束和板条块以及较高的位错密度是其表面韧性恶化的主要原因.     

S690QL热模拟焊接热影响区组织及韧性研究

利用热模拟技术研究了焊接热循环对高强钢S690QL焊接热影响区的组织和韧性的影响,重点分析了一次及二次热循环下淬火粗晶区(CGHAZ)组织转变与韧性的关系.结果表明,一次热循环下CGHAZ韧性严重恶化,其值接近S690QL韧性指标下限值,该区随t8/5不同所形成的粗大板条马氏体、富碳淬硬相及上贝氏体组织是致使低温韧性恶化的主导因素,而CGHAZ区段内原奥氏体晶粒大小随峰值温度的梯度变化对该区韧性影响程度较小,不同峰值温度下的二次热循环对原一次CGHAZ的组织及碳化物析出形态有所改变,进而对韧性影响不一.     

10CrNi5MoV钢板条M/B组织亚单元对强韧性的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜并利用背散射电子衍射(EBSD)的方法对低碳NiCrMoV钢经不同冷却方式获得的马氏体/贝氏体组织、亚结构进行了定量分析,研究其对强韧性的影响.结果表明:10CrNi5MoV钢原始奥氏体晶粒内的组织经不同比例马氏体、贝氏体混合后,强度变化不大,而韧性随板条柬和板条块尺寸的减小而提高,此时单个板条的宽度在0.38 μm左右.进一步研究表明,板条束界和板条块界对裂纹扩展具有相同的阻碍作用,且板条块宽度对冲击韧性的影响作用远远大于板条束.因此,本研究中的板条块可作为低碳马氏体钢对韧性起作用的组织控制亚单元,即板条块尺寸为控制韧性的"有效晶粒尺寸".     

焊接热循环峰值温度对ASTM4130钢热影响区组织和性能的影响

采用Gleeble-3500热模拟试验机对ASTM4130钢进行不同热循环峰值温度下的焊接热模拟试验,并对其组织、冲击韧性和硬度进行了分析和测试。结果表明:峰值温度超过固态相变点的热影响区性能恶化,组织以粒状贝氏体、上贝氏体和针状马氏体为主,其中粗晶区韧性最差。而粗晶区经过640℃焊后回火1.5 h,韧性得到改善,硬度下降。     

热处理工艺对HB400耐磨钢组织和性能的影响

通过微观组织观察和力学性能测试,并结合磨损实验,研究了热轧+淬火、热轧+淬火+回火工艺对HB400级低合金高强耐磨钢板组织、力学性能及耐磨性的影响.结果表明:淬火后的钢板组织为板条状马氏体,具有一定的强韧性和耐磨性.250℃回火后获得回火马氏体组织,且在强度、硬度降低幅度不大的情况下,改善了耐磨钢的韧性,钢板的耐磨性最好.     

激光相变强化工艺参数对40CrNiMo钢组织与耐磨性的影响EI北大核心CSCD

航空发动机传动部件服役过程易磨损失效,为提高其寿命和可靠性需进行表面强化。在40Cr Ni Mo合金钢表面进行激光相变强化处理,通过调控扫描速度获得不同激光相变强化区组织,对其显微硬度和摩擦磨损性能进行表征。结果表明,随扫描速度降低,硬化层宽度和深度增大,显微组织变粗,马氏体含量增加。不同扫描速度下,硬化层表面显微硬差异小,为77~789 HV,相比基材(330 HV)提升135%以上。激光相变强化处理后,试样耐磨性大幅提升,硬化区组织为孪晶马氏体+回火索氏体的试样耐磨性最优,摩擦因数相比基材降低24.9%,磨损体积减少94.3%。研究表明,由高强的细小孪晶马氏体和韧性较好的细小回火索氏体组成的复相组织,能有效阻碍裂纹形成和扩展,显著提升耐磨性能。调控激光相变强化工艺参数,获得高强马氏体+韧性相的复相组织,能获得优异的耐磨性能。     

氮合金化堆焊硬面合金组织与耐高温磨损性能

对马氏体不锈钢堆焊硬而合金进行了氮合金化,研究了其组织和耐高温磨损性能.结果表明,氮合金化马氏体不锈钢堆焊层显微组织主要为马氏体和铌、钛的复合碳氮化物;堆焊马氏体不锈钢硬面合金与碳钢的高温金属间磨损,为碳钢表面高温下形成的氧化皮,粘着于堆焊马氏体不锈钢硬面合金表面,导致堆焊马氏体不锈钢硬面合金产生磨粒磨损.氮合金化堆焊...     

E4330钢模拟粗晶区组织与性能的研究

采用热模拟技术、金相分析及力学性能测试研究了不同焊接热循环下E4330钢粗晶区组织和性能的变化规律。结果表明:焊前预热改善粗晶区(CGHAZ)的组织,从单一的板条马氏体转变为马氏体和下贝氏体的混合组织,但预热温度过高会导致晶粒严重长大和上贝氏体的出现。E4330钢粗晶区经历峰值温度为800℃的二次热循环后,出现了组织遗传现象,但当层间温度为200℃时,临界粗晶区(IRCGHAZ)并没有因组织遗传而表现出韧性恶化,这是因为马氏体转变不完全引起细小的球状奥氏体增多,抑制了粗大晶粒的遗传。调质处理改善粗晶区的韧性,但不能完全消除组织遗传。     

TC4钛合金的显微组织及其抗冲击韧性

对TC4钛合金采用不同的热处理工艺,获得了马氏体组织、粗大网篮组织、针状组织、魏氏组织、蠕虫状组织和等轴状+块状双态组织的组织状态,采用夏比冲击试验,对其抗冲击韧性进行分析.结果表明:不同组织状态的TC4钛合金,其抗冲击韧性存在较大差异,原始态TC4钛合金为粗大的魏氏组织,抗冲击韧性很差,Akv2可达20 J;热处理后,等轴状+块状双态组织的冲击功最高,Akv2可达60 J,抗冲击韧性较好;马氏体组织、针状组织、粗大篮网状组织和魏氏组织的冲击功较低,Akv2可达40J,抗冲击韧性较差;蠕虫状组织冲击功最低,Akv2约为30 J,抗冲击韧性最差.     

Ni-Cr-Mo-B低合金钢模拟焊接热影响区的组织和性能

用Gleeble-3800热模拟机对Ni-Cr-Mo-B低合金高强度钢进行不同焊接热输入条件的下热模拟试验,研究了模拟焊接热影响区的组织和性能,探讨了不同热输入条件(对应不同的t8/5)对钢中微观组织及形态的影响以及组织与低温韧性的关系。结果表明:随着热输入能量的增加,此类钢焊接热影响区的低温韧性呈现先增后降的规律。当以中等焊接热输入施焊,在热影响区形成贝氏体/马氏体复相组织,先形成的贝氏体对原始奥氏体晶粒的分割作用,使后生成的板条马氏体具有更细的板条束,从而获得最佳的低温韧性。而低热输入时形成全马氏体组织,高热输入时获得一定量的粒状贝氏体,两种组织的低温韧性均低于贝氏体/马氏体的复相组织。     

热处理工艺对Q125级石油套管钢组织和性能的影响

利用扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)和电子背散射衍射技术(EBSD)研究了热处理工艺对Q125级ERW石油套管用钢中组织和性能的影响。结果表明,实验钢采用870℃淬火+500℃回火调质处理后,其组织为典型的回火索氏体,组织内含有100～150 nm的细化马氏体板条,板条内部存在两类亚结构,一类是对提升韧性有利的位错胞状亚结构,另一类是对强度贡献较大的高密度、相互缠结的位错亚结构;在此工艺条件下,使得Q125石油套管钢的屈服强度为950 MPa,抗拉强度985 MPa,伸长率为18%,0℃冲击功为58 J,具备良好的综合力学性能,满足API的标准对钢板的要求。     

热处理工艺对300M超高强度钢组织和性能的影响

采用SEM、TEM等方法研究了不同回火温度对300M超高强度钢的显微组织和力学性能的影响。结果表明,300M钢经870℃淬火后,在290～320℃范围内回火,显微组织为板条马氏体、下贝氏体和残留奥氏体组成。随着回火温度的升高,板条马氏体宽度由260 nm增加到437 nm,位错密度减小,下贝氏体含量增多;合金的抗拉强度有所下降,韧性呈上升趋势,而屈服强度、伸长率和断面收缩率变化较小。当回火温度为300℃时,强度、塑性和韧性达到一个最佳匹配,合金具有最优的综合力学性能。     

临界区回火温度对Fe-4Mn-1.2Cr-0.3Cu-0.6Ni中锰钢微观组织和力学性能的影响

研究了临界区回火温度对Fe-4Mn-1.2Cr-0.3Cu-0.6Ni中锰钢组织与力学性能的影响。通过热轧后直接淬火+临界区回火的工艺制备试验钢。采用光学显微镜(OM)、电子探针显微分析仪(EPMA)的扫描功能、透射电镜(TEM)、拉伸试验及冲击试验等对轧后淬火态和回火态试验钢的显微组织及力学性能进行了表征。结果表明,试验钢热轧后淬火可获得较高位错密度的板条马氏体,经过临界区回火后获得在回火马氏体基体上分布残留奥氏体的复合组织。随着临界区回火温度的升高,试验钢的抗拉强度呈升高趋势,而屈服强度先下降后增加,伸长率的变化趋势与试验钢中的残留奥氏体含量相关,冲击性能随临界区回火温度的升高呈先升高后降低的趋势。630 ℃回火后试验钢的拉伸性能最佳,650 ℃回火后试验钢的冲击性能最佳,确定最佳临界区回火温度区间为630~650 ℃。     

回火温度对CLAM钢组织及性能的影响

以真空感应熔炼(VIM)+电渣重熔精炼(ESR)生产的CLAM钢为研究对象,在1000℃淬火后,分别在690、725、760、795℃下回火,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等研究了回火温度对CLAM钢组织及力学性能的影响。结果表明:在不同温度回火后,试验钢显微组织均为回火马氏体;随着回火温度的升高,试验钢中析出相数量逐渐增多;725℃回火后,试验钢析出相的尺寸细小,但出现偏聚现象,回火温度为760℃时,析出相分布较为均匀;随着回火温度的升高,试验钢强度逐渐降低,冲击韧性逐渐提高;760℃回火时试验钢具有较优的综合力学性能。725℃回火对试验钢的位错密度和强度影响最大,相比690℃回火,试验钢的位错密度、抗拉强度及屈服强度分别下降了2.575×10^14 m^-2、109.6 MPa和118.1 MPa。     

微观组织对X52钢抗H2S腐蚀和开裂性能的影响

通过对X52钢进行热处理获得三种不同组织。SEM观察发现三种组织分别为铁素体/带状珠光体、马氏体/贝氏体和针状铁素体/回火马氏体。通过动电位极化、线性极化电阻、氢致开裂（HIC）实验和硫化物应力腐蚀开裂（SSC）实验,研究了不同热处理对X52钢在H₂S环境中的腐蚀与开裂行为的影响。结果表明马氏体/贝氏体显微组织由于位错密度很高且脆性大,因而腐蚀速率及HIC和SSC敏感性很高。铁素体/带状珠光体组织和针状铁素体/回火马氏体组织腐蚀速率及HIC和SSC敏感性很低。针状铁素体/回火马氏体组织由于不含带状组织且晶粒细小以及碳化物的析出,因此其HIC和SSC抗性优于铁素体/带状珠光体组织。     

回火温度对Q1100超高强钢组织和性能的影响

采用力学性能测试、显微组织观察、扫描电镜观察,研究回火温度对Q1100超高强钢组织和性能的影响规律。结果表明:试验钢900 ℃保温后水淬再200~300 ℃回火后,为回火板条马氏体组织;在 400 ℃和500 ℃回火后,为回火屈氏体组织;在600 ℃回火后,为回火索氏体组织。试验钢具有较高的回火稳定性,在400~600 ℃回火时,α铁素体仍保持板条马氏体的形状和位向。在200 ℃回火后,小角度晶界含量较多,阻碍微裂纹扩展,韧性较好,随着回火温度的升高,小角度晶界占比逐渐减少,在400 ℃回火后,小角度晶界占比较少,碳化物的析出恶化试验钢的韧性,发生了回火脆性,韧性最差,500 ℃和600 ℃回火后,试验钢的小角度晶界占比较400 ℃相差不明显,但试验钢回复程度较大且600 ℃回火发生部分再结晶,回火软化作用较大,韧性较高。当回火温度为200 ℃时,试验钢具有最佳的综合性能,屈服强度为1164.38 MPa,抗拉强度为1429.70 MPa,断后伸长率为14.66%,硬度为430.27 HV3,标准试样-40 ℃冲击吸收能量为92.30 J。     

新型贝氏体装甲钢的组织和力学性能

研究了高强度新型贝氏体装甲钢板热轧、低温回火和热轧、正火、低温回火及不同温度回火的组织和性能,测试了不同低温的冲击韧度和焊接接头的力学性能.结果表明,轧态、低温回火和正火低温回火钢板的组织为贝氏体铁素体和残余奥氏体组织,淬火低温回火钢板的组织为马氏体、贝氏体铁素体和残余奥氏体组织.不同状态的装甲钢板具有高的回火抗力、良好的强韧性及低温冲击韧度和焊接性能,及可作为车辆防护装甲.     

回火温度对3Cr3Mo2NiW钢力学性能和断口形貌的影响

研究了3Cr3Mo2NiW钢力学性能和断口形貌随回火温度的变化。结果显示,随着回火温度的升高,试验钢的硬度降低,韧性增加,550 ℃回火时出现二次硬化现象;600 ℃以上回火,硬度明显降低,韧性大幅度增加;700 ℃回火态试样未冲断。淬火后,随着回火温度的升高,试验钢的基体组织逐渐转变为回火马氏体、回火屈氏体和回火索氏体。300~600 ℃温度区间内回火试样的断裂方式为准解理断裂,高温回火试样的断裂方式为韧性断裂,不同温度回火后得到的显微组织和碳化物对试样的冲击韧性有较大影响。     

Masing Behavior and Microstructural Change of Quenched and Tempered High-Strength Steel Under Low Cycle Fatigue

Low cycle fatigue behavior of a quenched and tempered high-strength steel(Q960 E) was studied in the strain amplitude ranging from ± 0.5% to ± 1.2% at room temperature. As a result of fatigue loading, the dislocation structural evolution and fracture mechanism were examined and studied by transmission electron microscopy and scanning electron microscopy(SEM). The results showed that this Q960 E steel showed cyclic softening at different strain amplitudes, and the softening tendency was more apparent at strain amplitude of ±(0.6–1.2)% than that at ± 0.5%. The reduction in dislocation density with increasing strain amplitude is responsible for the softening tendency of cyclic stress with the strain amplitude. The material illustrates near-Masing behavior at strain amplitude ranging from ± 0.6% to ± 1.2%. The near-Masing behavior of Q960 E high-strength steel can be the result of stability of martensite lath at different strain amplitudes. Partial transformation from martensite laths to dislocation cells is responsible for the derivation from ideal Masing behavior. In the SEM examination of fracture surfaces, transgranular cracks initiate on the sample surface. Striations can be found during the crack propagation stage.