低碳贝氏体钢组织的稳定性研究

通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和内耗实验等手段，观察、分析低碳贝氏体钢在受热扰动过程中的显微组织和屈服强度变化。结果表明，随着热扰动的进行，屈服强度先提高、后降低；贝氏体板条的宽度不断增加，板条内部出现胞状亚结构，板条逐步演化为颗粒状；Mo₂C和NbC析出物进一步增多并逐渐粗化，组织中的位错密度不断降低；内耗-温度谱中Snoek峰值不断降低，表面处的SKK峰值先降低后升高。贝氏体的稳定性与位错运动有较大关系。     

回火温度对Q690D低碳贝氏体钢组织性能的影响

低碳贝氏体钢因强度高、韧性好，被广泛应用，Q690D是其中的高强度焊接结构钢。针对Q690D原生产工艺复杂、成本高、交货周期长、成品力学性能差等问题，通过金相显微镜和力学性能测试，研究了回火温度对Q690D低碳贝氏体钢显微组织和力学性能的影响。结果表明：试验钢在450～550℃温度回火后，综合力学性能最佳，抗拉强度为817～838 MPa,屈服强度为718～722 MPa,屈强比≤0.86,伸长率为18.5%～20%,-20℃冲击吸收能量达到216～249 J,完全满足国标对Q690D的性能要求，此时试验钢显微组织以板条贝氏体为主，存在少量粒状贝氏体及残余奥氏体。随着回火温度的升高，试验钢中板条贝氏体发生分解，析出物逐渐增多，铁素体再结晶并长大；宏观上表现为试验钢的抗拉强度下降，伸长率逐渐升高，钢板的屈服强度先升高后降低。     

800MPa级含钨低碳贝氏体钢的实验研究

采用金相及硬度测量并结合透射电子显微镜观察,研究了800MPa级含钨低碳贝氏体钢轧态及回火态组织和性能的变化.结果表明,实验钢的屈服强度、抗拉强度均随钨的质量分数的提高而提高;回火后试样的冲击值和延伸率都较轧态有所提高;添加钨后,钢板组织为板条贝氏体和少量粒状贝氏体的复合组织;当钨含量高于0.4%,回火温度在550～600℃范围内时,在板条间和位错上析出大量细小的含Nb、W、Ti碳化物,提高了钢板强度;当钨含量低于0.3%时,钨的固溶强化机制作用明显.     

中碳Cr-Mo-V钢连续冷却时的组织转变规律

采用Formastor-FⅡ全自动相变仪实现不同冷却速度,利用金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜,研究了45CrMoV钢在不同冷却速度下的组织转变规律以及回火温度对组织的影响。结果表明,随着冷却速度的变慢,45CrMoV钢的组织由马氏体变为马氏体、先共析铁素体、下贝氏体和粒状贝氏体的混合物。冷却速度进一步变慢,先共析铁素体数量增多,下贝氏体和粒状贝氏体总量减少,材料硬度不断下降;45CrMoV钢中的粒状贝氏体为岛状、颗粒状,也有不规则形状,下贝氏体铁素体板条比低碳钢和超低碳钢中的板条更宽,分布更分散,板条形态不规则;随着回火温度的升高,45CrMoV钢中的渗碳体由细针状变为细条状,最后长大为椭球状,材料强度下降,韧性上升。     

回火温度对贝氏体/马氏体复相海洋用钢的组织和性能影响

利用扫描电镜、透射电镜等实验方法,研究不同回火温度下试验钢的组织性能变化情况.结果表明:经控轧控冷获得了贝氏体/马氏体复相海洋用钢,其中贝氏体体积分数约占30%;随着回火温度的升高,试验钢的屈服强度先上升后又略有下降,在600℃达到最大值,为983 MPa,抗拉强度明显下降,延伸率先降低后升高,在600℃回火温度达到最大值为19.6%,之后又开始降低,冲击功在400℃和600℃出现明显回火脆性;在550℃回火温度试验钢取得最佳力学性能,其中抗拉强度和屈服强度分别为1050MPa和981 MPa,延伸率为16.6%,-40℃低温冲击功为19.9 J.分析认为,回火过程中马氏体板条断裂消失,贝氏体相互合并形成准多边形铁素体,析出物逐渐回溶和重新析出,造成力学性能的变化差异.     

gdl-1钢不同热处理状态下的显微组织与力学性能

对一种新型高强韧微变形钢(GDL-1)在七种热处理状态下的显微组织与力学性能进行了分析。结果表明,该钢在900℃保温1 h空冷回火后的显微组织以窄束状贝氏体+粒状贝氏体为主加少量马氏体,而油淬回火后的组织为回火马氏体;910℃加热奥氏体化1 h的晶粒度普遍在8～9级。在低温回火温度范围内,随着回火温度的升高,冲击韧性逐渐增大,屈服强度逐渐降低,硬度变化不大。     

Microstructure and Mechanical Properties of High-strength Micro-deformation Steel GDL-1

对一种新型高强韧微变形钢(GDL-1)在七种热处理状态下的显微组织与力学性能进行了分析.结果表明,该钢在900℃保温1h空冷回火后的显微组织以窄束状贝氏体+粒状贝氏体为主加少量马氏体,而油淬回火后的组织为回火马氏体;910℃加热奥氏体化1h的晶粒度普遍在8～9级.在低温回火温度范围内,随着回火温度的升高,冲击韧性逐渐增大,屈服强度逐渐降低,硬度变化不大.     

超高强韧油井管合金设计与高强韧机制

 为了揭示1 000 MPa级低碳加铌钒钛微合金钢的高强韧机制,研究了S1(w(C)=0.09%)与S2(w(C)=0.17%)两种合金成分的油井管钢成分-工艺-组织-性能关系。试验表明,两种成分试验钢经水淬后的组织分别为板条贝氏体加少量马氏体和马氏体加少量贝氏体的复相组织。两种成分钢经过450~600 ℃、30 min的中温回火后,组织中均出现碳化物析出,且S1试验钢回火后的屈服强度基本不变,抗拉强度下降了约70 MPa,S2试验钢回火后的屈服强度与抗拉强度迅速升高170 MPa左右。溶度积公式的计算结果表明,两种钢的水淬组织中铌、钛元素析出彻底且析出物的体积分数都很小,因此回火铁素体基体中的VC析出强化对S1试验钢回火后屈服强度保持不变以及S2试验钢回火后屈服、抗拉强度提高起到重要作用。     

回火工艺对热轧低碳贝氏体高强钢组织和性能的影响

通过大量的试验检验数据,研究了回火热处理工艺对550 MPa级低碳贝氏体高强钢显微组织和力学性能的影响.结果 表明:经650℃高温回火热处理后,试验钢主要组织为粒状贝氏体和准多边形铁素体的混合组织,准多边形铁素体组织占比有所增加;回火热处理后钢板屈服强度、延伸率得到明显提高,但抗拉强度受到的影响相对较小,屈强比呈上升趋势.同时针对屈服强度、延伸率、屈强比及组织的变化原因进行了简要分析.     

冷却工艺对超低碳贝氏体钢强韧性影响的研究

研究了一种含有Cu、Ni、Mo、Nb、B等元素的超低碳贝氏体钢,以搞清楚其在不同的热机械处理 弛豫-析出-控制相变技术 回火工艺(TMCP RPC T)条件下组织和强韧性能的变化规律.实验室研究和工业试制表明,随着工艺制度的不同,钢的显微组织表现为粒状贝氏体和板条贝氏体的比例、形态、尺寸不同;在一定的冷却速度下,轧态钢的屈服强度、抗拉强度和屈强比随终冷温度的降低呈现上升趋势;回火后钢的屈强比较热轧态有所提高.试验条件下,回火温度对Nb析出数量的影响不明显,加热时Nb的固溶程度对该钢的最终组织有明显影响;采用TMCP RPC、TMCP RPC T工艺路线,通过调整工艺参数,能够获得不同性能组合的钢板,实现高性能钢种的柔性化设计.     

La对微合金高强钢组织及析出相的影响

借助场发射扫描电镜、X-射线衍射仪及电感耦合等离子发射光谱仪等检测手段,研究了La对微合金高强钢组织和析出相的影响。结果表明,实验钢显微组织均为粒状贝氏体、准多边形铁素体、少量板条贝氏体及残余奥氏体,析出相主要为Ti N、Ti C、Nb C、Nb Ti C2、Ti VC2。随La含量的增加,准多边形铁素体相比例降低,尺寸减小,贝氏体相增多且晶粒变小,残留奥氏体和细小析出相增多。     

轧后驰豫对500 MPa高强度桥梁钢组织性能影响

利用光学显微镜、透射电子显微镜(TEM)、EDS能谱分析仪和拉伸冲击试验机,研究了轧后不同驰豫时间对500 MPa高强度桥梁钢微观组织结构、第二相析出及力学性能的影响。结果表明:轧后弛豫有利于贝氏体晶粒的细化,并可获得粒状贝氏体和板条贝氏体双相组织,随着轧后驰豫时间的延长,板条贝氏体减少,抗拉强度下降,粒状贝氏体的出现、增多、长大的过程,屈服强度先上升后下降。同时轧后弛豫也有利于第二相析出,随着弛豫时间的延长,第二相析出越充分,析出物不断聚集长大。当轧后驰豫时间在(60～80) s,然后以20℃/s的速度冷却至400℃,可以获得良好的综合力学性能,性能满足Q500qE标准要求。     

调质低碳贝氏体钢的组织和性能

研究了C-Mn-Mo-Cu-Nb-Ti-B系低碳微合金钢915℃淬火和490~640℃回火的调质工艺对钢的组织及力学性能的影响.用扫描电镜和透射电镜对实验钢的组织、析出物形态和分布以及断口形貌进行观察,采用X射线衍射仪分析钢中残余奥氏体的体积分数.结果表明:调质后,实验钢获得贝氏体、少量马氏体及残余奥氏体复相组织,贝氏体板条宽度只有250 nm,残余奥氏体的体积分数随着回火温度的升高而降低,经淬火与520℃回火后残余奥氏体的体积分数为2.1%.调质后析出物的数量激增,6~15 nm的析出物占70%以上.实验钢经过915℃淬火与520℃回火后,其屈服强度达到915 MPa,抗拉强度990 MPa,-40℃冲击功为95 J.细小的析出物及窄的板条提高了钢的强度.板条间有残余奥氏体存在,改善了实验钢的韧性.      

贝氏体形态对细晶铁素体/贝氏体双相钢室温力学性能的影响

基于过冷奥氏体动态相变的思想,通过两道次压缩变形结合控制冷却的热模拟轧制工艺,获得不同贝氏体含量及形态的细晶铁素体贝氏体双相钢。通过显微组织观察及力学性能测试,考察了第二相贝氏体特征对双相钢室温拉伸变形行为的影响。研究结果表明,形变后快速冷却可获得无碳板条状贝氏体,较慢的冷速或在贝氏体转变区保温处理可获得粒状贝氏体。贝氏体体积分数大于20%左右的细晶铁素体/贝氏体双相钢具有低的屈服强度,高的抗拉强度,高的伸长率,低屈强比以及连续屈服特性。屈服强度既与铁素体晶粒尺寸相关,也与贝氏体形态和数量相关。板条贝氏体引起的屈服强度提高大于粒状贝氏体,粒状贝氏体具有比板条贝氏体更好的塑性。     

贝氏体形态对细晶铁素体/贝氏体双相钢室温力学性能的影响

基于过冷奥氏体动态相变的思想,通过两道次压缩变形结合控制冷却的热模拟轧制工艺,获得不同贝氏体含量及形态的细晶铁素体贝氏体双相钢。通过显微组织观察及力学性能测试,考察了第二相贝氏体特征对双相钢室温拉伸变形行为的影响。研究结果表明,形变后快速冷却可获得无碳板条状贝氏体,较慢的冷速或在贝氏体转变区保温处理可获得粒状贝氏体。贝氏体体积分数大于20%左右的细晶铁素体/贝氏体双相钢具有低的屈服强度,高的抗拉强度,高的伸长率,低屈强比以及连续屈服特性。屈服强度既与铁素体晶粒尺寸相关,也与贝氏体形态和数量相关。板条贝氏体引起的屈服强度提高大于粒状贝氏体,粒状贝氏体具有比板条贝氏体更好的塑性。     

显微组织对X80管线钢力学性能的影响

利用光学显微镜研究了20 mm厚度X80管线钢显微组织类型对强韧性的影响。结果表明:显微组织为针状铁素体和少量的粒状贝氏体时,钢的屈服强度达到512MPa;针状铁素体的晶粒细化、粒状贝氏体和板条贝氏体可以使X80管线钢具有更高的屈服强度,达到600MPa。细小而均匀的粒状贝氏体可以获得良好的冲击韧性。掺杂在一起的细小的针状铁素体、准多边形铁素体、粒状贝氏体促使裂纹扩展路径曲折,改善冲击韧性。     

热处理工艺对100mm特厚07MnCrMoVR水电钢板组织性能的影响

对07MnCrMoR水电钢板的淬透性曲线进行了测定,利用淬火机和热处理炉对100 mm厚试验钢板进行了淬火和回火试验,并对试验钢进行了组织观察和力学性能测定。结果表明,随着试验钢距水冷端的距离增大,淬火组织由马氏体转变为粒状贝氏体,距离端部50 mm处转变为铁素体和粒状贝氏体的混合组织。试验钢板利用淬火机淬火后得到板条贝氏体+粒状贝氏体+先共析铁素体,回火后转变为铁素体+粒状贝氏体,同时大量的碳化物在铁素体基体和晶界处析出。试验钢最合理的热处理工艺为930℃ 30min水冷淬火,660℃ 60min空冷回火。     

Nb和C的溶解及NbC形成对Fe-17Mn合金内耗相互转化的影响

从微观和宏观方面评价了Nb和C以溶解态或NbC析出形式对二元Fe-17％Mn合金相转变的影响。从显微组织看出,NbC析出伴随8马氏体数量的相对减少和马氏体板条厚度的降低。NbC析出与内耗曲线上屈服点和热滞的增加及内耗最大值的降低有关。这是由马氏体转变引起的,这些是用动态机械分析仪观察到的,溶解态原子轻微减少内耗,NbC析出显著减小内耗,这可能是由于局部位错运动受到钉扎作用的结果。     

铌对X80管线钢显微组织的影响

利用金相和透射电镜等分析手段对不同Nb含量的高强度X80管线钢的显微组织进行了分析,并利用萃取复型方法重点研究了两种钢中二次相粒子的析出行为。研究结果表明,低铌管线钢的显微组织主要由粒状贝氏体、板条贝氏体及少量M-A岛组成,而高铌管线钢中的主要组织为针状铁素体和M-A组元。析出相萃取复型分析结果表明,低铌管线钢中主要析出相为方形TiN粒子,而高铌钢中的析出相粒子主要由大尺寸的(Nb,Ti)C复合型粒子及大量弥散分布的小尺寸NbC组成。     

2 200 MPa级二次硬化型超高强度钢析出相及力学性能

 采用SEM、TEM、HRTEM、物理化学相分析法研究了回火温度对Fe-Co-Ni-Cr-Mo-W系2 200 MPa级二次硬化型超高强度钢的析出相及力学性能的影响。结果表明,试验钢在回火过程中具有明显二次硬化现象;抗拉强度、屈服强度在490、530 ℃达到峰值,峰值强度分别为2 243、1 859 MPa;试验钢在510 ℃具有较好的综合力学性能,抗拉强度为2 185 MPa,屈服强度为1 859 MPa,冲击功为35 J;在400～440 ℃回火时,马氏体板条内和板条界处析出大量粗大的层片状渗碳体;回火温度高于470 ℃时,板条内析出大量均匀弥散分布的细小M2C碳化物及少量的laves相Fe2W,这是产生二次硬化现象的原因;随着回火温度的升高,M2C型碳化物中的钼、钨元素质量分数增加,铁、铬质量分数降低。