马氏体时效钢循环相变的EBSD分析

利用电子背散射衍射(EBSD)技术和金相实验方法研究了循环相变处理对马氏体时效钢显微组织、晶粒取向及晶界分布特征的影响。结果表明,随着循环处理次数的增加,马氏体时效钢的晶粒逐渐细化,小角度晶界逐渐转变为大角度晶界,经过3次循环相变处理,小角度晶界向大角度晶界的转变达动态平衡,晶粒最细约为5μm,之后晶粒又开始长大;马氏体时效钢的强度随着小角度晶界所占比例的减少而逐渐降低,冲击韧性则随着大角度晶界所占比例的增加而提高,3次循环相变处理后马氏体时效钢的强韧性配合最佳。     

氮含量对V-N微合金化高强钢筋微观组织及力学性能的影响

采用拉伸试验和显微维氏硬度试验对氮含量不同的3种V-N微合金化高强钢筋进行了力学性能测试。试验结果表明,试验钢的强度和硬度随氮含量的增大而增大,断后伸长率随含氮量的增大而减小。采用金相显微镜(OM)对不同氮含量的V-N微合金化高强钢筋室温组织进行了观测,试验钢热轧后冷却的室温显微组织为铁素体和珠光体,平均晶粒截距随氮含量的增大而减小。采用扫描电镜(SEM)对3种试验钢的拉伸断口进行了观测,断口组织均为韧窝断裂,随氮含量的增大,韧窝由大变小,由深变浅。经过晶粒尺寸、第二相以及位错对屈服强度贡献的计算,随氮含量增大,V-N微合金化高强钢筋的主要强化机制由细晶强化向沉淀强化过渡。     

回火温度对新型系泊链钢的组织与氢脆敏感性的影响

用透射电子显微技术和背散射电子衍射(EBSD)研究了560、600和640℃三种不同回火温度对新型系泊链钢显微组织的影响,并用预充氢拉伸试验研究了三种不同回火温度试样的氢脆敏感性。结果表明,该钢随回火温度的升高,碳化物析出形态由弥散分布的细小针状向稀疏的椭圆状和球状转变;小角度晶界减少,大角度晶界增多;组织变化导致可扩散氢含量减少,氢脆敏感性下降。     

变形温度对含Nb双相钢显微组织的影响

通过单道次压缩及连续冷却实验,研究了变形温度(810-720℃)对具有超细原始奥氏体晶粒的含Nb双相钢显微组织的影响.实验结果表明:实验钢最终组织为铁索体加马氏体的双相组织.压缩过程中,实验钢应力-应变曲线上出现峰值,且峰值应力随变形温度的降低先增大后减小;随着变形温度的降低,铁索体的含量先增大再减小,但增减幅度不大,在最低变形温度(720℃)时,铁素体品粒尺寸降低到2.8 μm,弥散分布于铁素体晶界上的马氏体含量达到22.7%;随着变形温度的增加,铁索体晶粒硬度减小,最低可降至230 GPa;EBSD取向分析显示,随着变形温度的降低,组织中小角度晶界增多.     

热处理对45钢摩擦焊接头组织性能的影响

针对某公司的45钢摩擦焊杆,采用材料结构分析技术研究了热处理对接头组织性能的影响。结果表明,热处理前焊接接头为先共析铁素体+珠光体+魏氏体的粗大组织,母材为珠光体和沿晶界铁素体组织,焊缝的显微硬度最大,热影响区其次,母材最小,拉伸试样断裂位置在母材;经过正火、淬火和回火的热处理后,焊接接头组织变得细小而均匀,为回火索氏体+贝氏体+少量沿晶界铁素体混合组织,焊缝和母材的显微硬度基本接近,拉伸试样断裂位置在正火区与不完全正火区的交界处,冲击断裂面平直,呈现脆性断裂特征,为准解理+二次裂纹+撕裂状韧窝+夹杂物条带状。     

TiB2含量对微波烧结TiB2/Cu复合材料组织和磨损性能的影响

为考察TiB2含量对微波烧结TiB2/Cu复合材料组织和磨损性能的影响,采用微波烧结技术制备了含TiB2体积分数不同的TiB2/Cu复合材料.测试了试样的密度和显微硬度,分析了试样的组织.应用摩擦磨损试验机测试了试样在不同载荷下的磨损性能,并应用扫描电镜(配能谱仪)观察和分析了试样磨损面形貌和成分.结果表明:随TiB2含量增加,试样中孪晶数量减少;晶粒反而随TiB2含量增加而增大,其长大方式是晶界绕过团聚颗粒后进行合并而长大;试样的耐磨性能随TiB2含量增加而显著提高,其主要的磨损机制也由粘着磨损逐渐向磨粒磨损转变.     

固溶处理的冷却对S32750双相不锈钢组织和力学性能的影响

对尺寸为30 mm×30 mm×300 mm的S32750双相不锈钢试样进行了1 070℃保温1.5 h、随后分别炉冷、空冷、5×10~5 Pa氮气冷却、油冷和水冷的固溶处理。检测了试样的显微组织和力学性能。结果表明:在真空炉中炉冷固溶处理的S32750钢中出现了脆性相,影响钢的冲击性能;当以大于空冷的速度冷却后,钢为两相组织,并且随着冷却速度的进一步增大,钢的冲击韧度也缓慢增加,但抗拉强度和屈服强度随冷却速度增大的变化不明显。     

Al含量对E级钢力学性能及断口形态的影响

通过显微组织观察、力学性能测试、断口扫描等方法,研究了Al含量对E级钢力学性能及断口形态的影响。结果表明：Al含量低于0.04%时(质量分数,下同),由于晶粒细化的作用,抗拉和屈服强度随Al含量增加而增大,当Al含量高于0.04%时,随着Al含量的增加,试样的强度变化不大。伸长率、断面收缩率和冲击功在Al含量0.01%～0.15%范围内呈先升高后下降趋势。当Al含量超过0.09%时,宏观断口开始出现平滑面,冲击吸收能量快速下降,不满足E级钢性能要求,过高的Al含量使组织不均匀性增加,断裂类型由韧性转变为脆性断裂。Al含量过高是形成冰糖状断口的主要原因,过量Al与N形成AlN,AlN颗粒形成于晶界间,割裂钢件机体,使伸长率、断面收缩率、冲击性能下降。在实际生产中可以通过取样冲断观察宏观断口的方式,快速判断Al含量的高低。     

热处理工艺对高强建筑用钢组织和力学性能的影响研究

采用箱式电阻炉对试验钢进行了三种不同淬火温度的淬火+高温回火热处理,并对试样的显微组织进行了观察,对拉伸和冲击力学性能进行了检测。结果表明,在两相区淬火的试样的显微组织以多边形铁素体+岛状马氏体为主,随淬火温度升高,铁素体含量逐渐降低,马氏体含量逐渐增加,晶粒逐渐细化;回火组织以回火马氏体+铁素体为主,与淬火组织相比,铁素体明显粗化,马氏体含量下降,马氏体板条特征逐渐消失,铁素体晶界有较多碳化物析出;随淬火温度升高,回火后钢板屈服强度、伸长率和低温冲击韧性均逐渐升高,抗拉强度先提高后略有下降;试验钢经800℃淬火+500℃回火能获得优良的综合力学性能。     

不同初始状态中碳钢双向温轧组织的退火稳定性

通过扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射技术(EBSD)研究了不同初始组织对中碳钢双向温轧退火后的组织演变以及稳定性变化的影响规律。结果表明,轧后铁素体-珠光体钢的平均晶粒尺寸为1.11μm,小角度晶界占比81%;而马氏体钢平均晶粒尺寸为0.99μm,小角度晶界占比65.3%。随退火时间的延长,铁素体晶粒发生回复再结晶后,铁素体-珠光体钢发生二次再结晶,平均晶粒尺寸不断增大,小角度晶界占比逐渐减小最终趋于平稳,退火8 h后分别为1.89μm和54.9%;而马氏体钢仅发生晶粒的均匀长大,晶粒尺寸稍有增加,小角度晶界比例降低较少,保温8 h后分别为1.43μm和58.1%。因此,马氏体钢轧后显微组织的退火稳定性要高于铁素体-珠光体钢。     

热处理对汽车发电机奥氏体钢微观组织及力学性能的影响

以汽车发电机奥氏体钢为研究对象,分析了热处理对汽车发电机奥氏体钢微观组织及力学性能的影响。结果表明:奥氏体钢在拉伸试验过程中,晶粒比较粗大,且存在的晶界数较多;在冲击试验过程中,经过压缩变形后,随压缩速率不断增加,晶界数目不断增加,晶粒也逐渐趋于细小、均匀;奥氏体钢的屈服强度为250 MPa,抗拉强度为896 MPa,伸长率为19%,冲击韧度为175J/cm~2;随真应变增加,真应力不断增加,而加工硬化率呈现先减小后增大的趋势;随冲击次数、冲击变形量增加,表面维氏硬度也逐渐增加;随表面距离增加,表面维氏硬度却逐渐减小;随冲击次数增加,冲击变形量逐渐增加。     

V含量对低合金耐磨铸铁组织及性能的影响

采用硬度测试、冲击试验和观察金相组织手段,研究了合金元素钒对低铬铸铁组织和性能的影响。结果表明,随着钒含量的增加,试样的硬度增加。当钒含量为1.00%时,试样硬度达到56.7 HRC。试样冲击韧度并不是随着钒含量的增加而一直增大,当钒含量为0.75%时,冲击韧度达到最高为5.75 J/cm2。通过显微组织观察发现,晶粒随着钒含量的增加而细化。     

V含量对低合金耐磨铸铁组织及性能的影响

采用硬度测试、冲击试验和观察金相组织手段,研究了合金元素钒对低铬铸铁组织和性能的影响。结果表明,随着钒含量的增加,试样的硬度增加。当钒含量为1.00%时,试样硬度达到56.7 HRC。试样冲击韧度并不是随着钒含量的增加而一直增大,当钒含量为0.75%时,冲击韧度达到最高为5.75 J/cm2。通过显微组织观察发现,晶粒随着钒含量的增加而细化。     

热处理工艺对ER7车轮钢力学性能的影响

ER7车轮钢经不同工艺热处理后,可获得珠光体片层间距以及铁素体含量不同的显微组织,并对不同工艺处理试样的拉伸性能及－20 ℃冲击性能进行了测试。结果表明,随冷却速度的增大,车轮钢铁素体含量增加,珠光体片间距和珠光体球团尺寸减小。增大冷却速率,会使车轮钢的屈服强度、抗拉强度、伸长率和断面收缩率都随之增加。随着珠光体片间距和晶粒尺寸减小,车轮钢的断裂韧性也相应增大。在850 ℃加热并通过水雾冷却后的车轮钢试样强韧匹配最好,综合力学性能最好。     

第一代镍基单晶高温合金的小角度晶界组织及室温拉伸性能

采用光学显微镜及扫描电镜研究了一种第一代镍基单晶高温合金小角度晶界的铸态和热处理态组织,并通过实验探索了小角度晶界试样的室温拉伸性能随晶界角度增加的变化规律。结果表明:合金铸态小角度晶界上分布有γ/γ'共晶组织、粗大γ'相及少量MC碳化物。热处理后,晶界上的γ/γ'共晶相已基本消除,MC碳化物仍保留在晶界上。晶界角度较小时,晶界上γ'相略大于晶粒内部且呈连续分布,晶界角度超过9.0°时晶界间隙逐渐变宽。拉伸试验结果表明,随晶界角度增加,试样的屈服强度逐渐降低。晶界角度低于3.7°时,试样的断裂特征与无晶界试样相同。晶界角度为3.7°时,试样沿晶界断裂。晶界角度大于3.7°时,断口位于扭转侧晶粒。晶界角度大于9.0°时试样未经过屈服阶段而发生脆性断裂。分析表明,晶界角度的增加导致固定侧晶粒、晶界和扭转侧晶粒三者强度关系发生变化以及晶界间隙宽度增大是小角度晶界试样断裂方式变化的原因。     

激光冲击对690高强钢表面完整性的影响

为研究激光冲击处理对690高强钢表面完整性的影响,采用不同功率密度的脉冲激光冲击690高强钢试样,借助光学轮廓仪、X射线应力仪、硬度计和透射电镜,测试分析激光冲击前后690高强钢试样的表面三维形貌、硬度、残余应力和微观组织的变化。结果表明:不同功率密度的激光冲击后,690钢的表面粗糙度增大;随着激光功率密度的增加,试样表面轮廓的最大高度R_y从1.814 μm增至3.247 μm。不同功率密度的激光冲击后,试样残余应力均值由－122 MPa增加至－296 MPa,显微硬度的均值由277 HV0.1 增加至355 HV0.1。与未进行激光冲击强化试样相比,激光冲击处理使690高强钢试样表层晶粒不断细化,且功率密度越大表层晶粒尺寸越小。     

喷丸强化对H13钢表面完整性的影响

为研究不同强度喷丸对H13钢表面完整性的影响,采用白光干涉仪、显微硬度计、XRD、SEM和EBSD等对喷丸前后H13钢试样的表面粗糙度、硬度、残余应力和表层微观组织等表面完整性进行了表征,并定量分析了未喷丸和经0.33A喷丸的试样表层组织的晶粒尺寸、晶界取向差及织构等的变化规律。结果表明,不同强度喷丸均改变了H13钢的表面完整性。喷丸在提高表面粗糙度和塑性硬化程度的同时引入了具有一定深度的残余压应力层。与未喷丸试样相比,经0.23 A喷丸后H13钢表面粗糙度提高了约152%。随着喷丸强度从0.23 A增大到0.33 A,硬化层深度由100μm增至160μm,残余压应力层深度由200μm增至300μm。H13钢的未喷丸组织的平均晶粒尺寸为950 nm,晶界平均取向差为33.5858°,主要存在强度较弱的{001}100和{110}111型混合织构;经0.33 A喷丸后距表面10μm处的平均晶粒细化至470 nm,晶界平均取向差增至39.0228°,组织中出现了两类{111}uvw和{hkl}110型板织构,且表层晶粒细化层深度达30μm以上。     

超快终冷温度对建筑用30CrMo带钢微观组织及力学性能的影响

以12 mm厚的30Cr Mo带钢为对象,研究其在不同超快终冷温度下的显微组织和力学性能变化。结果表明:随着超快终冷温度从360℃下降为320℃,试样显微组织主要由更小尺寸的AF(针状铁素体)、BF(贝氏体铁素体)与M/A(马氏体/奥氏体)岛组织共同组成;随着终冷温度下降到280℃,合金显微组织主要由更加细小的AF构成,在局部区生成LB(板条贝氏体)组织。随终冷温度下降,试样拉伸强度与屈服强度都显著增大。所有超快冷工艺下的试样冲击性能都非常优异;在360℃的终冷温度下,试样达到最佳冲击性能。     

微合金V-N钢轧制工艺与显微组织

研究了含碳量和轧制工艺对低碳微合金V-N钢显微组织和性能的影响。对含碳量分别为0．20％和0．11％，但含氮量相同的两种V-N钢进行了不同工艺的轧制；对轧后试样进行了拉伸试验、显微组织分析以及晶粒大小的测定。试验结果表明，V-N钢中碳含量及轧制形变量对组织和性能具有明显的影响，试验钢中碳含量的增加及轧制形变量的增大均可使晶粒相对细小、钢的强度相应提高。     

Q690D低合金高强钢模拟焊接热影响区的组织和性能

使用Gleeble-3500热模拟机对Q690D低合金高强钢进行了焊接热模拟,得到了一次和二次焊接热循环时不同峰值温度和冷却时间下的热影响区组织,并进行了显微组织观察、硬度测试、冲击性能测试及断口形貌分析。结果表明,一次焊接热循环时,随着焊接热循环峰值温度的增加,试样显微组织逐渐粗化,并由粒状贝氏体组织向上贝氏体和板条马氏体组织转变,硬度增加,冲击性能恶化。热循环峰值温度为900℃时,冲击吸收能量最大为78.95 J;峰值温度为1350℃时,冲击吸收能量最小值仅为17 J。冲击断口由延性断裂向解理断裂转变。在同一峰值温度下,随着冷却时间t;的增加,试样硬度降低,而冲击吸收能量也随之降低。二次焊接热循环时,试样显微组织晶粒粗大,主要为板条马氏体,且硬度更高,冲击性能继续恶化,冲击吸收能量最低值仅为24.99 J,冲击断口主要为解理断离和准解理断裂,说明二次焊接热循环导致试样性能变差。