温轧温度对中碳钢组织与力学性能的影响

采用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、室温拉伸等手段,研究了650~730 ℃温轧温度对0.46%C中碳钢的组织演变及力学性能的影响。结果表明,经90%的轧制变形,试验钢铁素体晶内引入大量位错,渗碳体片层产生应力集中导致层片状渗碳体弯曲、扭折、碎化为颗粒状。随着温轧温度的降低,位错增殖明显,渗碳体球化率增加,分布越来越均匀,抗拉强度和伸长率整体上升。当温轧温度为650 ℃时,渗碳体球化最好,抗拉强度877 MPa,断后伸长率16.0%,综合力学性能最好。拉伸断口结果表明,随着温轧温度的降低,试验钢的断裂机制由韧-脆混合断裂转变为韧性断裂,塑性提高。     

60Si2Mn冷拔珠光体钢丝快速球化退火工艺

通过对60Si2Mn冷拔珠光体钢丝进行快速球化退火处理,即将其加热到810 ℃奥氏体化,保温1.5 min后随炉冷却至500 ℃出炉空冷,研究了其力学性能、球化效果、球化时间和快速球化的机理,并与普通球化退火及等温球化退火这两种常用球化退火工艺进行了对比。结果表明,与两种常用球化退火工艺相比,快速球化退火显著缩短了退火时间,且球化效果更好,其屈服强度、抗拉强度、伸长率、断面收缩率分别为620 MPa、745 MPa、21%和66.7%。球化时间的缩短主要是因为冷拔变形使钢中的位错密度和畸变能增加,促使片层状珠光体能够在加热过程中快速溶断,并促进渗碳体组织的球化。     

Effects of the annealing temperature and time on the microstructural evolution and corresponding the mechanical properties of cold-drawn steel wires

The effects of the annealing temperature and annealing time on the microstructural evolution and corresponding mechanical properties of cold-drawn high carbon steel wires were investigated. During the annealing of cold-drawn steel wires, the increment of the tensile strength at low temperatures found to be due to age hardening, while the decrease in the tensile strength at high temperatures was attributed to age softening, involving the spheroidization of lamellar cementite and recovery of lamellar ferrite. To investigate the mechanisms of strain ageing, a thermal analysis using DSC was performed. The mechanisms for the first and second stages were found to be the diffusion of carbon atoms to dislocations in the lamellar ferrite and the decomposition of lamellar cementite. The third peak of the DSC curves was controlled by the re-precipitation of cementite or by the spheroidization of lamellar cementite.     

退火温度对冷轧低碳钢再结晶行为的影响

利用热感应马弗炉模拟罩式退火工艺,研究不同退火温度对冷轧低碳钢再结晶行为的影响。结果表明,退火温度为565 ℃时,试样以回复软化机制为主,轧后扁平状的铁素体保持不变;退火温度上升到580 ℃时,试样的屈服强度和抗拉强度下降明显,断后伸长率迅速上升,维氏硬度值也显著下降,表明此阶段完成再结晶,组织以片层渗碳体为主,有少量变形的铁素体;退火温度达到580 ℃以上时,力学性能和硬度变化不明显,表明580 ℃时试样充分完成再结晶。     

热处理工艺对过共析轨钢组织及力学性能的影响

通过显微硬度仪、冲击试验机、万能试验机和扫描电镜等研究了不同热处理工艺下某过共析轨钢组织和性能的变化规律。结果表明:热处理工艺对该轨钢的组织和力学性能较轧制态和厂方热处理态均有所优化和提高,影响因素主要为冷却速率和等温时间。随着冷却速率的提升和等温时间的减少,基体中渗碳体析出增多,珠光体尺寸减小,大片层珠光体逐渐消失;此外,试验钢的硬度、冲击吸收能量和抗拉强度均随冷速的增大呈现先增加后降低的“折线形”变化趋势,拉伸断口粗糙度增加,断裂类型从解理断裂过渡为准解理断裂。而冲击吸收能量则随着等温时间增加而增加。最佳热处理工艺为:等温温度630 ℃,等温时间30 s,冷却速率8 ℃/s,对应的最优力学性能表现为硬度402 HBW、冲击吸收能量(KV₂)2.9 J、抗拉强度1312 MPa、伸长率12.24%和断面收缩率23.96%。     

退火温度对CSP冷轧低碳高强钢带组织和性能的影响

以低碳高强钢冷轧钢带为研究对象,利用光学显微镜、场发射扫描电镜、全自动拉伸试验机等设备对试验钢进行组织观察和性能测试。结果表明:试验钢带采用520~580 ℃退火后,铁素体晶粒形态变化较小,呈变形纤维状,组织中分布的渗碳体数量较少,其屈服强度、抗拉强度变化较小,屈强比维持在0.9以上,伸长率为1%左右;采用610~700 ℃退火后,变形的铁素体周围出现了无畸变的再结晶晶粒,再结晶晶粒会随着退火温度的升高而长大成等轴状铁素体,渗碳体的球化过程是导致组织中颗粒状渗碳体数量增多的主要原因,其屈服强度、抗拉强度迅速下降,伸长率迅速增加,屈强比呈下降趋势,在670 ℃时达到最小值0.86;采用730~760 ℃退火后,铁素体晶粒充分长大,晶粒形态变化较小,组织中几乎没有游离的渗碳体存在,渗碳体仅在晶界上聚集分布呈片层状,其屈服强度、抗拉强度缓慢下降,伸长率缓慢增加,屈强比呈上升趋势,在760 ℃时达到0.91。综合考虑,试验钢带的最佳退火温度为670 ℃。     

冷轧退火对过共析珠光体钢组织和力学性能的影响

采用SEM、TEM、XRD及拉伸实验等方法研究了原始组织为层片状珠光体的过共析钢重度冷轧及退火后的微观组织及性能指标。结果表明:在重度冷轧及退火工艺下制备出了晶粒尺度均在亚微米量级的超微细复相组织(铁素体+渗碳体),其中等轴铁素体晶粒直径为0.5～0.8μm,晶界上钉扎着平均粒径为0.2～0.4μm球化完全的渗碳体颗粒,而晶界内则出现少量粒径为30～50 nm的渗碳体颗粒;在同一实验条件下,增大变形量、增加退火温度以及保温时间的延长,都能导致渗碳体球化程度的增加;与此同时,复相组织的强度指标显著下降,但其塑性指标明显上升;拉伸断口形貌特征也由脆性断裂(冷轧变形)转变为韧性断裂(退火态)。     

喷射成形6061铝合金的热处理工艺

对喷射成形6061铝合金的热处理工艺进行研究,采用硬度测试、拉伸试验和透射电镜等研究固溶温度、时效温度和时效保温时间对合金显微组织和力学性能的影响规律。结果表明:随固溶温度的升高,合金硬度也随之升高,而其抗拉强度、屈服强度和断后伸长率则先增大后减小;合金硬度、抗拉强度和屈服强度随时效温度的升高先增大后减小,断后伸长率却一直减小;合金硬度、抗拉强度和屈服强度曲线随时效温保温时间的延长呈驼峰状变化,断后伸长率则变化不大,只在17 h时有所增大;喷射成形6061铝合金的最佳热处理工艺为530℃固溶1 h+175℃时效8 h。     

回火温度对1100 MPa级高强钢组织与性能的影响

研究了920 ℃水淬+不同温度回火后1100 MPa级高强钢的显微组织和力学性能。结果表明:回火温度为250 ℃时,所得到的力学性能最佳,抗拉强度、屈服强度、硬度、断后伸长率和冲击吸收能量分别为1423 MPa、1220 MPa、446 HV5、14.2%和56 J。随回火温度的升高,抗拉强度、屈服强度、硬度值整体呈现下降的趋势,冲击吸收能量先减小后增加。回火温度为150 ℃时,组织为回火马氏体和ε碳化物,析出的ε碳化物呈细长杆状。回火温度上升到250 ℃之后,马氏体板条稍有粗化,ε碳化物长大。随回火温度继续升高,板条马氏体逐渐转变为等轴铁素体,ε碳化物也会转变为渗碳体并逐渐球化粗化。     

回火工艺对ZG30Mn铸钢组织与力学性能的影响

基于光学显微镜(OM)对不同回火工艺参数下的ZG30Mn铸钢显微组织进行观察分析,同时进行拉伸性能、布氏硬度与冲击性能等力学性能检测。结果表明,经不同回火温度与回火时间处理后,ZG30Mn铸钢显微组织均以不同形态的回火索氏体为主。在相同的保温时间(90 min)下,随着回火温度(580、600、620、640 ℃)的升高,ZG30Mn铸钢的强度与硬度均不断减小,断后伸长率和冲击吸收能量均呈不断增大的趋势。在相同的回火温度(620 ℃)下,随着回火时间(30、60、90、120 min)的增加,ZG30Mn铸钢的强度与硬度均不断减小,但断后伸长率和冲击吸收能量呈现先增后减的变化趋势。回火温度对马氏体向索氏体转变过程起关键作用,温度的升高将影响α-Fe相回复和再结晶的效率,弥散的细小渗碳体逐渐长大并球化,导致强度与硬度降低,断后伸长率和冲击吸收能量增加。而回火保温时间将决定渗碳体的长大程度,随回火时间的增加,渗碳体的聚集长大导致断后伸长率和冲击吸收能量降低。     

时效时间对T91钢显微组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、室温拉伸和硬度试验等研究了T91钢管在680℃时效不同时间(0、240、480、720、1200、1680和2160 h)后的显微组织和力学性能。结果表明,T91钢管在680℃时效前后的显微组织均为回火马氏体,随着时效时间的增加,显微组织的晶界越来越明显,晶粒逐渐变粗。随着时效时间的增加,T91钢的硬度缓慢降低,强度(下屈服和抗拉强度)出现先降低、再升高、后又降低、最后呈缓慢降低趋势,塑性(伸长率)出现先增加、后降低、最后缓慢降低的过程,拉伸断口由微孔聚集型断裂转变为准解理断裂。     

球化退火工艺对高碳马氏体不锈钢8Cr13MoV组织及性能的影响

为了优化高碳马氏体不锈钢8Cr13MoV的球化热处理工艺,提高其退火后的冷加工性能,采用微观组织分析法以及拉伸力学分析法研究了球化退火过程中奥氏体化保温时间和冷却速率对8Cr13MoV钢的球化效果影响。结果表明, 随着奥氏体保温时间的增加,组织中细颗粒状碳化物数量减少,索氏体数量增多,试样硬度先降低后升高,但断后伸长率持续增加;随冷却速率增加,试样组织中细颗粒状碳化物和索氏体数量、硬度和强度增加,断后伸长率降低。综合对比,奥氏体保温时间ϕ90 min时试样综合力学性能较好,冷却速率应控制在25 ℃·h^-1以内。与奥氏体保温时间相比,冷却速率对力学性能的影响更加显著。     

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 本文通过模拟退火实验研究了连续退火工艺对冷轧双相钢板组织和力学性能的影响。结果表明，随均热温度升高，钢板强度首先大幅下降，之后逐渐上升到最高点，然后又有所下降，退火温度应保证均热时得到一定数量的奥氏体，但对于喷气冷却的快速冷却工艺，过高温度产生过多的奥氏体降低了淬透性，不利于钢板力学性能；均热后适当的缓冷可以析出新生铁素体，这有利于双相钢板的塑性。     

超细晶粒高碳钢微复相组织及性能

在650℃采用等通道角挤压变形(ECAP)方法对原始组织为层片状珠光体的T8钢进行了Bc方式(每道次挤压后,试样按同一方向旋转90°进行下一道次挤压)的4道次变形,获得了晶粒尺寸在亚微米量级的超微细复相(α+θ)组织,其中等轴铁素体晶粒尺寸约为400 nm,球化完全的渗碳体颗粒粒径约为150 nm。微拉伸实验和SEM断口观察表明,经过4道次ECAP变形后,超微细复相组织的抗拉强度相对于原始珠光体组织而言有所下降,从867 MPa降至819 MPa,但屈服强度显著提高,由479MPa增加到664 MPa,相应的整体伸长率和断面收缩率分别从4.5%、5.2%增加到18%、31%,硬度值变化不明显;超微细复相组织的断口形貌由大量细小的韧窝构成,为典型的韧性断裂,而原始珠光体组织断口形貌则由河流花样组成,呈脆性解理断裂特征。     

回火温度对42CrMo钢棒感应调质组织及力学性能的影响

以42CrMo钢棒为对象,使用中频感应加热进行调质处理,研究了不同回火温度(500、550、600、650及700 ℃)对42CrMo钢棒组织及力学性能的影响。结果表明,随着回火温度的升高,42CrMo钢的显微组织均为回火索氏体,碳化物由不均匀分布细针状逐渐转变为短棒状,长宽比减小。随着回火温度升高至600 ℃,碳化物转变为弥散分布的颗粒状,650 ℃时颗粒状碳化物出现偏聚,700 ℃时回火索氏体快速粗化,硬度、抗拉强度与屈服强度呈现连续下降趋势,断后伸长率与断面收缩率呈连续小幅度上升趋势。     

退火工艺对TC4钛合金板材组织和性能的影响

采用不同的退火工艺对热轧后的TC4板材进行热处理,对比分析了退火温度和退火时间对材料组织和性能的影响。结果表明,随着退火温度的升高,TC4钛合金板材的晶粒等轴化程度提高,抗拉强度和伸长率随温度升高变化不大,但是屈服强度下降明显,同时硬度有较大幅度的提高。温度高于900 ℃后,组织类型由等轴组织向双态组织转变。900 ℃保温4 h,组织中的晶粒迅速长大,延长保温时间可以提升TC4钛合金板材的塑性,对强度影响不大。950 ℃条件下延长保温时间,材料的硬度大幅度提高;低于900 ℃时延长保温时间,材料硬度的提高幅度较小。     

等温处理过程中冷拔珠光体钢丝的组织及其性能

对冷拔钢丝进行不同保温时间下的等温处理,研究此过程中钢丝组织、力学性能的变化。等温初期,铁素体片中析出细小渗碳体颗粒,钢丝的抗拉强度有所上升,塑性急剧下降,并出现扭转分层现象。等温后期,渗碳体片发生球化,析出相长大,并且铁素体片发生明显回复,三者综合作用造成钢丝的抗拉强度下降,塑性提高。     

Effect of Heat Treatment on Microstructures and Mechanical Properties of Hot-Dip Galvanized DP Steels

In order to simulate the hot-dipped galvanizing of dual-phase(DP) steel(wt%) 0.15C–0.1Si–1.7Mn, the DP steels were obtained by different annealing schedules. The effects of soaking temperature, time, and cooling rate on ferrite grain, volume fraction of martensite, and the fine structure of martensite were studied. Results showed that the yield strength(YS) of DP steel is sensitive to annealing schedule, while total elongation has no noticeable dependence on annealing schedule. Increasing soaking temperature from 790 to 850 °C, the YS is the lowest at soaking temperature of 850 °C. Changing CR1 from 6 to 24 °C/s, the YS is the highest when CR1 is 12 °C/s. Increasing soaking time from 30 to100 s, the YS is the lowest at soaking time of 100 s. Besides, it was found that sufficient movable dislocations within ferrite grains and high martensite volume fraction can eliminate yield point elongation, decrease the YS, and increase ultimate tensile strength. Through TEM observations, it was also found that increasing annealing temperature promotes austenite transformation into twin martensite, and increases volume fraction of martensite at sufficient cooling rate. With increasing the martensite volume fraction, the deformation substructure in the ferrite is well developed.     

残余元素Sb对X80管线钢力学性能的影响

采用真空感应炉熔炼了不同Sb含量的X80管线钢,探究了Sb在钢中的存在形式及对其显微组织的影响,并通过维氏硬度测试、-20℃夏比冲击试验以及室温拉伸试验,研究了Sb含量对X80管线钢力学性能的影响。结果表明,X80管线钢中的残余元素Sb均匀分布在钢基体中;随着试样中Sb含量从0.0006%增加至0.0980%,钢中铁素体和珠光体的平均晶粒尺寸先增大后减小,钢的维氏硬度先增大后基本趋于不变,冲击吸收能量基本逐渐降低,而抗拉强度和屈服强度先降低再升高后略有降低,屈强比呈先减小后增大的趋势,伸长率略微下降。为保证X80管线钢的力学性能,应尽量减少钢中残余元素Sb含量。     

回火温度对颗粒增强型低合金耐磨钢组织和性能的影响

研究了不同回火温度下颗粒强化型低合金耐磨钢的微观组织、力学性能和耐磨性能,确定了最佳的回火工艺。结果表明,轧制态颗粒强化型低合金耐磨钢中均匀弥散分布着大量微米级和纳米级TiC析出。回火温度升高,基体中ε-碳化物增多,试验钢的屈服强度整体上先升高后降低,抗拉强度、硬度和冲击吸收能量逐渐降低,伸长率逐渐升高,在200 ℃低温回火时,试验钢表现出最优的综合力学性能,同时表现出最佳的三体磨料磨损性能。