无钴马氏体时效钢的研究进展

本文详细介绍了近年来研制的无钴马氏体时效钢的成分，性能，组织结构特征及应用，为国内开展无钴马氏体时效钢的研究提供了有益的参考。     

马氏体时效网的时效析出产物

本文采用场离子显微镜原子探针实验技术，对一种马氏体时效钢（Ｆｅ－１８．２％Ｎｉ－８．８％Ｃｏ－２．９％Ｍｏ－０．７％Ｔｉ－０．２％Ｓｉ）的时效析出产物进行了研究。实验研究了该合金在５１０℃时效４ｈ所产生析出物的形貌与成分，发现有两种金属间化合物相（Ｎｉ３Ｔｉ与Ｆｅ７Ｍｏ６型）产生时效强化，在时效组织中还存在有少量回复奥氏体。     

马氏体时效钢的研究现状与发展

马氏体时效钢是指以无碳或微碳的铁镍马氏体为基体,时效时能产生金属间化合物以进行沉淀硬化的超高强度钢。回顾了马氏体时效钢的发展历程,通过论述马氏体时效钢中各合金元素的作用讨论了其合金化的特点,结合马氏体时效钢的性能特点,介绍了其应用现状。此外,重点阐述了马氏体时效钢的氢脆敏感性问题,并对其未来的发展提出展望。     

T250马氏体时效钢晶粒尺寸对时效析出的影响

 在840 ℃ 1 h固溶退火+480 ℃ 4 h时效处理条件下,不同晶粒度的T250马氏体时效钢力学性能比较试验表明,材料的性能和晶粒尺寸关系并不表现出明显的依存关系。相应的XRD和显微结构比较研究显示,马氏体时效钢的时效行为和晶粒尺寸相关。晶粒细小的马氏体钢时效时形成更多体积分数的逆转奥氏体,以膜状分布在晶界和亚晶界起到软化作用而有利于材料塑韧性的提高;同时产生更为细小弥散的沉淀相起到更为明显的强化作用。这可能是材料的力学性能和晶粒尺寸关系不明显的组织结构原因。     

马氏体时效钢和低碳马氏体钢的组织及其机械性能

当今，采用节约合金的03Cr11Ni10Mo2Ti（з-П678型）的马氏体时效钢（MCC）制造大型的零件和强度达1000—1400MPa重要用途的结构。为保证这样高的强度，规定该钢种（MCC）的回火温度（500～560℃）要比具有最大强度时的回火温度高40～60℃。在回火状态该钢种（MCC）的组织是无碳的马氏体团和Ni，Ti、Fe2Mo等金属间化合物的弥散析出物组成。这种组织在规定的强度水平下能保证高的冲击韧性值和高的抗裂性。     

超高强度CuNiMnFe合金的时效特性

通过力学性能测试,借助X射线衍射分析、金相显微镜、扫描电镜观察,研究了Cu20Ni20Mn5Fe合金形变热处理过程中的性能及微观组织变化。结果表明,在所研究的变形范围内,形变时效可使合金的抗拉强度达到1600 MPa,硬度达到450 Hv。提高时效温度和增加冷变形量均可有效地抑制晶界择优析出。     

预先冷轧变形对马氏体时效钢强化的影响

系统研究了预先冷轧变形对马氏体时效钢强化的影响,研究结果表明:510℃×3 h时效引起的强度净增加值恒定,与冷轧变形量无关,最终的强度为:σ=σ0 △σCR △σAge,即初始强度、冷加工强化和时效强化的叠加,其中只有冷加工强化△σCR随变形量变化.电子衍射花样及衍射斑强度分布证实:510℃×3 h时效后马氏体基体内析出六方结构的Ni3(Ti,Mo)和正交结构的Ni3 Mo,冷轧变形量对时效析出行为没有明显的影响.     

马氏体时效不锈钢的发展现状

叙述了马氏体时效不锈钢的材料开发、成分、性能和组织结构的发展现状，该钢的发展趋势是降低钢中气体、夹杂和有害元素含量，开发超细化晶粒和均匀组织，超高强度和耐腐蚀性的马氏体时效不锈钢。     

模糊辨识法预测马氏体时效不锈钢的力学性能

应用模糊辨识方法对 (% ) :0 0 1～ 0 0 5C ,0～ 0 89Si,0～ 1 2 5Mn ,10 2～ 16 0Cr,0～ 9 0Ni,0～1 8Cu ,0～ 0 8Al,0～ 0 9Ti马氏体时效不锈钢的力学性能进行预测。该方法是基于T S模糊模型 ,采用三角形隶属函数计算给定样本的隶属度 ,利用稳态卡尔曼滤波器辨识模糊模型的结论参数。根据收集整理国内外文献的实验数据 ,使用模糊模型建立化学成分和热处理主要工艺参数与产品力学性能之间的关系。离线仿真表明 ,产品力学性能的预测值与实际值拟合良好 ,抗拉强度 (10 0 0～ 2 0 0 0MPa)相对误差 91%在± 2 %以内 ,断面收缩率 (4 5 %～ 77% )的相对误差 85 %在± 2 %以内 ,延伸率 (6 %～ 2 2 % )的相对误差 84 %在± 4 %以内。     

超低碳马氏体时效不锈钢00Cr13Ni7Co5Mo4W的组织和性能

试验用00Cr13Ni7Co5Mo4W钢(/%:0.007C,13.23Cr,7.02Ni,5.06Co,3.72Mo,0.96W)由50 kg真空感应炉熔炼,铸成10 kg锭,锻成55 mm×55 mm方坯并轧成3 mm×60 mm带材。利用热力学计算软件ThermoCalc分析该钢的析出行为,并采用金相显微镜、透射电镜和动电位极化法,研究了该钢的组织结构、力学性能和腐蚀性能。结果表明,R相是马氏体时效不锈钢在时效处理过程中的主要强化相;为获得细小、弥散的R相和良好的强韧性配合,确定最佳热处理工艺为1100℃固溶+490℃时效,钢的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为1 320MPa、1 450 MPa和10.8%;马氏体时效不锈钢00Cr13Ni7Co5Mo4W点蚀击穿电位为230 mV,人工海水中年平均腐蚀率为1.51μm/a,具有较好的耐腐蚀性能。     

合金元素对马氏体时效不锈钢Ms温度影响的定量分析

在现有各钢种马氏体转变开始温度 (Ms)经验计算公式的基础上 ,分析了合金元素对钢的Ms的影响 ,经验算提出马氏体时效不锈钢的Ms(℃ ) =5 5 0 - 330C - 35Mn - 1 7Ni - 1 2Cr - 2 1Mo - 1 0Cu - 5W - 1 0Si-0Ti+1 0Co +30Al。用该经验公式得出马氏体时效不锈钢Ms计算值与试验值符合较好 ,误差范围± 2 0℃ ,平均误差 1 1 .2 2℃。     

循环相变对00Cr13Ni7Co5Mo4Ti马氏体时效不锈钢 晶粒细化和力学性能的影响

研究了00Cr13Ni7Co5Mo4Ti马氏体时效不锈钢(/%:0.009C、13.28Cr、7.37Ni、5.36Co、3.59Mo、0.66Ti)经4次860℃15 min水冷循环处理的细化晶粒工艺对力学性能的影响。以1 100℃1 h固溶处理的组织为原始组织,经3～4次循环相变处理后,马氏体时效不锈钢的晶粒尺寸由180μm细化至10μm的细小等轴晶粒。与传统1 100℃1 h固溶+450℃9 h时效工艺相比,经1 100℃1 h固溶+860℃15 min水冷α′↔γ循环相变+450℃9 h时效的钢的屈服强度σ_0.2由1 420 MPa提高至1 560 MPa,伸长率δ由12.6%提高至14.9%。     

新型Cr-Co-Ni-Mo系马氏体时效不锈钢的强韧化机理

研究了由我国自行研制的Cr-Ni-Co-Mo系高强度马氏体时效不锈钢的强韧化机理.结果表明,该钢在535℃时效强度可达1 940 Mpa,KIC=141 Mpa·平方根m,此时钢中析出的大量、弥散、细小的Fe2Mo型Laves相是保持超高强度的主要原因;在纤细的马氏体板条界上有少量的残余奥氏体使钢具有较高的韧性.该钢具有优良的综合性能,特别适合于制造新一代高强高韧、承力的耐海洋环境腐蚀结构件,并在航天及航空领域潜在着应用前景.     

马氏体时效不锈钢高温析出相的热力学计算

利用热力学计算软件Thermo-Calc,研究了新型马氏体时效不锈钢0.007C-13Cr-7Ni-4Mo-4Co-2W在800～1200℃固溶温度下基体组织和析出相的变化。通过透射电镜(TEM)、选区电子衍射花样(SADP)和X-射线能谱分析(EDS)法研究了马氏体时效不锈钢固溶态显微组织结构。结果表明,马氏体时效不锈钢高温析出Laves- Fe₂Mo相,固溶温度超过1 050℃,析出相全部溶解。     

CrNiMo-CrNi3Mo-CrNiMo三层复合超高强度钢板开发

为了开发同时具有超高强度和良好韧性的低合金超高强度钢板,采用30MnCrNiMo连铸坯和33MnCrNi3Mo钢锭,经过真空复合焊接,高温轧制,淬火+低温回火热处理工艺研制出15 mm CrNiMo-CrNi3MoCrNiMo三层复合超高强度钢板;利用探伤、拉伸、冷弯、冲击、硬度等试验检验其结合度和力学性能;利用光学显微镜、扫描电镜等分析三层复合超高强度钢的组织和冲击断口形貌。结果表明,采用该工艺生产的三层复合超高强度钢板结合性良好,能够满足GB/T 7734-2015Ⅰ级探伤要求;复合钢板的综合力学性能良好,结合面处硬度值存在明显的过渡区域;结合面组织和基体组织均为回火马氏体组织。     

16Mn钢V(N)微合金化在大规格高强度角钢生产中的应用

大规格角钢主要用于铁塔和建筑结构中。唐钢过去用16Mn钢生产Q345级别角钢，因供轧制用钢的内控标准化学成分窄(T16Mn钢％：0．18～0．20C，1．35～1．55Mn，Ceq≥0．41)，致使供轧率仅为30％。通过V-N微合金化，开发了T16MnV(N)钢(％：0．14～0．20C，1．30～1．60Mn，0．05～0．09V，0．009～0．018N)，V(N)微合金化显著提高了该钢的力学性能：σb520～625MPa，σs395～465MPa，δ5 24％～28％，冲击功43～96J，并取得较高的经济效益。     

热处理对高强度易切削沉淀硬化不锈钢2Cr16Ni3Mo2CuN力学性能的影响

高强度易切削沉淀硬化不锈钢2Cr16Ni3Mo2CuN在退火状态下有优良的切削性能。研究了经过一级退火温度710~800℃和二级退火温度570~620℃处理后2Cr16Ni3Mo2CuN钢的布氏硬度(HB)值,以及1 050~1 085℃45 min油冷,-70℃2 h,150,170℃回火后的力学性能。试验结果表明,710~740℃5 h空冷+620℃5 h空冷处理后,2Cr16Ni3Mo2CuN钢HB值在321以下;1 050~1 085℃淬火,150~200℃回火处理后,该钢强度极限σ_b≥1 520 MPa,δ₅≥12%,冲击功A_KU≥40 J。2Cr16Ni3Mo2CuN钢具有明显的二次硬化特征,二次硬化峰温度范围为480~520℃。