剧烈冷拉珠光体钢丝的组织性能演变及其对退火工艺的影响

研究了剧烈冷拉SWRH72B钢丝的组织演变及大变形量对珠光体钢丝球化退火的影响.结果表明,钢丝的抗拉强度和维氏硬度都随真应变的增大呈线性趋势提高;渗碳体片层随真应变的增大逐渐减薄.纵截面渗碳体片层最终趋向沿拉拔轴向排列,横截面珠光体片层发生了剧烈的弯曲和扭转.变形量较大时,渗碳体大量溶解.在不同温度对冷拉钢丝进行球化退火处理,发现随着真应变的增大,有效地降低了钢丝球化退火温度.缩短了球化退火时间.提高了球化均匀度.     

冷拔珠光体钢丝渗碳体微观结构

采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和高分辨透射电镜(HREM)观察了拉拔前后SWRH82B钢丝的显微组织,并采用振动样品磁强计(VSM)研究了渗碳体含量随应变量的变化规律。结果表明,钢丝经拉拔变形后,铁素体中形成竹节状位错亚结构;渗碳体片层内部碎化,并出现非晶。VSM测量显示,随着应变量的增加,钢丝比饱和磁化强度不断升高,渗碳体含量逐渐减少。变形前,钢丝的比饱和磁化强度为198.84 emu/g。经过应变量为1.90拉拔变形后,钢丝的比饱和磁化强度升高到210.9emu/g。相应的渗碳体含量则由变形前的14.1%降至变形后的8.9%。这表明SWRH82B钢丝经过应变量为1.90的拉拔后,渗碳体发生了部分溶解。     

高碳钢丝冷拔中的组织演变和强化机理研究

利用透射电子显微镜、X射线衍射仪对不同冷拔应变量下70钢丝的珠光体片层间距、渗碳体片层厚度、位错密度以及抗拉强度进行了测定。结果表明,随着真应变从0增加到1.24,珠光体平均片层间距由140 nm减小至70 nm,渗碳体平均片层厚度由37 nm减小至20 nm,位错密度由8.4×10~(13)m~(-2)增加到1.3×10~(15)m~(-2),抗拉强度则由1168 MPa增加到1545 MPa,铁素体晶粒内部形成110丝织构。基于金属材料经典强化理论和模型,分别计算出不同应变下位错强化和边界强化对钢丝总强度的贡献。结果表明,边界强化为最主要强化机制,其次为位错强化;当应变为1.24时,边界强化、位错强化分别达到1096 MPa和333 MPa。     

珠光体转变新机制——珠光体转变研究之二

过冷奥氏体在孕育期内,在贫碳区建构铁素体核胚的同时,在富碳区也建构渗碳体(或碳化物)的核胚,共同组成珠光体的晶核(F+Fe_3C)。铁素体和渗碳体两相是同时同步、共析共生的,不存在领先相。珠光体的形核-长大是以界面扩散为主的扩散性一级相变。珠光体在奥氏体界面等处形核。计算表明,在700~650℃,临界晶核尺寸为150~70 nm,临界形核功为155~292 J/mol。共析铁素体和共析渗碳体两相与母相奥氏体的相界面是由连续的长大台阶所耦合,F/A、C/A相界面具有半共格结构。铁素体和渗碳体两相依靠共享台阶的侧向迁移而长大,共析共生、协同生长。     

低温回火对超大形变冷拔珠光体钢丝显微组织和力学性能的影响

采用力学分析、SEM、TEM、3DAP和DSC技术研究了低温回火对超大应变冷拔珠光体钢丝微观组织和力学性能的影响。结果表明:应变ε≤4的钢丝,在120～170℃范围内进行低温回火能有效提高钢丝的强度,同时塑性略有下降;ε=3.0的钢丝,在150℃回火8 min后,钢丝强度提高约150 MPa;ε=4.5的钢丝,在170℃回火后,钢丝强度和塑性同时下降。钢丝经超大应变(ε=4.5)变形后,渗碳体发生分解。冷拔钢丝在150～170℃之间存在明显的放热峰,TEM衍射斑分析发现了衍射斑点拖尾的现象,这主要是由于在150℃热处理后,C原子在位错处偏聚引起的;而HRTEM分析表明,在170℃处理后,渗碳体由非晶转变为纳米晶,有效地钉扎和阻碍位错运动,这2种现象共同导致了钢丝的低温回火强化。     

高强度胎圈钢丝新型强化方法研究

为了解决高强度胎圈钢丝扭转分层问题,将盘条中C元素由0.80wt%～0.84wt%下降至0.74wt%～0.78wt%,Cr元素质量分数由0.008%提升至0.20%～0.30%,并进行冷拉强化试验。通过扫描电镜观察钢丝的微观组织,并分析两种强化方法所得胎圈钢丝的扭转性能、力学性能、渗碳体溶解量之间的差异。结果表明,新型强化方法将盘条所能承受的最大应变量ε由2.80提升到3.0,抗拉强度σb最大值提升到2380 MPa,σb与应变量ε之间存在线性关系:σb=101.68ε+901.9,相关系数R2=0.9918。两种胎圈钢丝的微观组织为平行于拉拔方向的纤维组织。C、Cr元素含量的改变,抑制了拉拔过程中渗碳体的溶解,将渗碳体溶解率由25.0%降低到20.7%,从而改善了高强度胎圈钢丝的扭转性能,解决了扭转分层的问题。     

珠光体层片取向对冷拔珠光体钢丝形变的影响

利用TEM,SEM和纳米压痕仪研究了珠光体钢丝在冷拉拔形变过程中,珠光体层片取向对其形变及力学性能的影响.结果表明:与拉拔轴向夹角较小的珠光体层片,通过珠光体团旋转,使珠光体层片转向平行于拉拔轴向,并率先形成铁素体110丝织构;铁素体中位错由单滑移到多滑移,最终变成同一滑移系的单滑移,位错分布较均匀,渗碳体与铁素体保持协调变形.与拉拔轴向夹角较大的珠光体层片,通过弯折转向接近平行拉拔轴向,渗碳体发生断裂碎化、铁素体中形成位错胞,造成后续形变困难,层片缓慢减薄.经拉拔形变后,平直珠光体的显微硬度高于弯折珠光体,表明接近平行于拉拔轴向的珠光体层片加工硬化率较高,有利于形变强化.     

冷拉拔珠光体钢丝中渗碳体变形与溶解研究

采用SEM、TEM和XRD研究了珠光体钢丝冷拉拔过程中的组织演变,重点在于渗碳体的变形和溶解。结果表明,渗碳体表现出了很高的变形能力,随着累积应变量的增大,片条组织逐渐转向拉拔方向;在大应变钢丝组织中渗碳体片条厚度小,部分区域只有0.5nm甚至更薄,且已很难见到渗碳体的滑移或剪切变形。在初始钢丝中铁素体含有过饱和的碳,在拉拔应变量为1.51之后,可能转变为四方结构的马氏体,且只有很少量的渗碳体溶解。在高应变量钢丝样品中,用原子探针场离子显微镜探测碳原子浓度以判定渗碳体是否溶解时,应考虑渗碳体的形变及其形貌。     

珠光体组织的形变、裂纹形核与扩展微观过程的动态研究

用扫描电镜对含碳量为0.15,0.47和0.79wt-％的三种碳素钢进行了拉伸试验,观察了珠光体组织形变与断裂的动态过程。结果表明,15和45号钢形变主要在铁素体中进行,珠光体可发生剪切形变与旋转等现象。裂纹主要在夹杂物界面、珠光体与铁素体两相界面上产生,最后的断裂遵循延性断裂机制;对于完全是片层珠光体组织的T8钢,渗碳体片层表现出一定程度的塑性变形能力,并随片层间距的减小变形能力增强。对于细片层组织,应变分布比较均匀,变形范围比较广泛,渗碳体片层可产生滑移和弯曲,断裂方式表现出延性断裂特征;在粗珠光体中,应变分布很不均匀,变形主要集中在强烈剪切变形带中进行,裂纹形核主要是渗碳体片层沿剪切形变带开裂的结果,断裂方式表现出脆性断裂特征。用位错塞积模型讨论了珠光体组织的脆性开裂现象。     

AN IN S ITU STUDY OF CRACK NUCLEATION AND PROPAGATION IN PEARLITE DURING DEFORMATION

用扫描电镜对含碳量为0.15,0.47和0.79wt-％的三种碳素钢进行了拉伸试验,观察了珠光体组织形变与断裂的动态过程。结果表明,15和45号钢形变主要在铁素体中进行,珠光体可发生剪切形变与旋转等现象。裂纹主要在夹杂物界面、珠光体与铁素体两相界面上产生,最后的断裂遵循延性断裂机制;对于完全是片层珠光体组织的T8钢,渗碳体片层表现出一定程度的塑性变形能力,并随片层间距的减小变形能力增强。对于细片层组织,应变分布比较均匀,变形范围比较广泛,渗碳体片层可产生滑移和弯曲,断裂方式表现出延性断裂特征;在粗珠光体中,应变分布很不均匀,变形主要集中在强烈剪切变形带中进行,裂纹形核主要是渗碳体片层沿剪切形变带开裂的结果,断裂方式表现出脆性断裂特征。 用位错塞积模型讨论了珠光体组织的脆性开裂现象。     

DEFORMATION AND STRENGTHENING OF COLD-DRAWN STEEL WIRES

It was shown by the study of TEM that the fine lamellar pearlite becomes a ductile phase dur-ing cold drawing.There exist many ledges to emit dislocations at Fe_3C/Fe interface.It is oneof the reasons that high density of dislocations emerges at the Fe_3C/Fe interface.Furthermore,there are some evidences to support that dislocation cuts through Fe_3C.There-fore,it is necessary to consider the contribution of cementite being sheared strengthening.     

离心铸造WC/钢复合材料显微组织

采用离心铸造工艺制备了以废弃的轴承钢GCr15为基体,WC颗粒为硬质相的WC/钢复合材料.用金相观察和X射线衍射等分析方法,对该材料的显微组织进行了研究.结果表明:离心铸造WC/钢复合材料的显微组织是由莱氏体(P+Fe_3C_Ⅱ(共晶))、一次渗碳体(Fe_3C_Ⅰ)、二次渗碳体(Fe_3C_Ⅱ)、合金渗碳体((Fe,M)_3C)等碳化物及粒状珠光体组成,且其中有大量细小的WC、W_2C、再结晶W-Fe-C颗粒以及M_6C、M_7C_3、M_(23)C_6等碳化物颗粒析出;碳化物的形态较多,主要有网状、鱼骨状、树枝状和条块状.     

Fe_3Al基合金超塑性变形过程中位错结构的演化

利用ＴＥＭ研究了Ｆｅ_３Ａｌ基合金超塑性变形过程中位错结构的变化。发现变形后晶内位错密度显著降低，且试样变形部位与柄部的泣错结构及密度有较大差异。位错滑动在Ｆｅ_３Ａｌ超塑性变形中起重要作用。     

CREEP FRACTURE OF INTERMETALLIC COMPOUND(Fe_(60)Ni_(40))_3(V_(98)Ti_2)

The creep fracture behavior of intermetallic compound(Fe_(60)Ni_(40))_3(V_(98)Ti_2)has been studied.The variation of dislocation substructure was observed with TEM in the process ofsteady-state creep.It is found that there exists a large amount of stacking faults,dislocationpairs and also high density dislocation networks.SEM analysis of section near fracture sur-face points out that the intergranular crack due to coalescence of small cavities is the maincreep fracture mechanism of(Fe_(60)Ni_(40))_3(V_(98)Ti_2).     

Fe4N增强铁基复合材料的制备与组织研究

以纯铁粉和氮化铁粉(Fe_3N和Fe_4N)为原料,通过冷等静压和气氛烧结的方法制备氮化铁增强铁基粉术材料;利用XRD、金相显微镜、SEM和TEM观察了其组织和微观形貌,并测量了显微硬度。结果表明:氮化铁增强铁基复合材料的成分为Fe和Fe_4N,两相的显微硬度值平均为199.8和372.5HV0.05。     

Strain Hardening Associated with Dislocation,Deformation Twinning,and Dynamic Strain Aging in Fe–20Mn–1.3C–(3Cu) TWIP Steels

The effects of Cu on stacking fault energy,dislocation slip,mechanical twinning,and strain hardening in Fe–20Mn–1.3C twinning-induced plasticity(TWIP) steels were systematically investigated.The stacking fault energy was raised with an average slope of 2 mJ/m2 per 1 wt% Cu.The Fe–20Mn–1.3C–3Cu steel exhibited superior tensile properties,with the ultimate tensile strength reached at 2.27 GPa and elongation up to 96.9% owing to the high strain hardening that occurred.To examine the mechanism of this high strain hardening,dislocation density determination by XRD was calculated.The dislocation density increased with the increasing strain,and the addition of Cu resulted in a decrease in the dislocation density.A comparison of the strain-hardening behavior of Fe–20Mn–1.3C and Fe–20Mn–1.3C–3Cu TWIP steels was made in terms of modified Crussard–Jaoul(C–J) analysis and microstructural observations.Especially at low strains,the contributions of all the relevant deformation mechanisms—slip,twinning,and dynamic strain aging—were quantitatively evaluated.The analysis revealed that the dislocation storage was the leading factor to the increase of the strain hardening,while dynamic strain aging was a minor contributor to strain hardening.Twinning,which interacted with the matrix,acted as an effective barrier to dislocation motion.     

金属间化合物（Fe60Ni40）3（V98Ti2）的蠕变断裂

对有序金属间化合物(Fe_(60)Ni_(40))_3(V_(98)Ti_2)的蠕变断裂行为进行了初步研究。用透射电镜观察了稳态蠕变过程中位错亚结构的变化,发现存在大量的堆垛层错和成对位错以及较高密度的位错网络。对断口及近断口剖面的扫描电镜观察指出,晶界上空洞所形成的沿晶断裂是(Fe_(60)Ni_(40))_3(V_(98)Ti_2)蠕变断裂的主要机制。     

用穆斯堡尔效应研究磷酸—铁锈反应产物

用穆斯堡尔效应研究了α—Fe和铁锈的各主要组份(α-,γ-,δ-,am-FeOOH;α-,γ-Fe_2O_3和F_3O_4)与商品磷酸系锈控涂料主要活性组份—20％磷酸酒精液的作用,结果表明除Fe_3O_4的作用产物系三价铁无定形磷酸盐外。其余产物都为酸式磷酸盐FeH_3(PO_4)_2·2 1/2H_2O。另外,在Fe_3O_4和在α-Fe的反应产物中还存在多种高自旋二价铁的产物。环境中的NaCl及H_2O会不同程度地改变上述反应产物的结构,而O_2对二价铁磷酸盐变成三价铁磷酸盐是必须的。作者用形核长大和高聚物聚沉两种不同沉淀机制对以上结果作了解释。     

MAGNETOSTRICTIVE BEHAVIOUR OF R（Fe_（1－x）Al_x）_y ALLOYS（R＝Dy_（0．65）Tb_（0．25）Pr_（0．1））

ＭＡＧＮＥＴＯＳＴＲＩＣＴＩＶＥＢＥＨＡＶＩＯＵＲＯＦＲ（Ｆｅ_（１－ｘ）Ａｌ_ｘ）_ｙＡＬＬＯＹＳ（Ｒ＝Ｄｙ_（０．６５）Ｔｂ_（０．２５）Ｐｒ_（０．１））￥ＷＡＮＧＢｏｗｅｎ;ＷＵＣｈａｎｇｈｅｎｇ;ＺＨＵＡＮＧＹｕｚｈｉ;ＪＩＮＸｉｍｅｉ;ＬＩＪｉ...     

EFFECT OF Nb ADDITION ON MICROSTRUCTURE OF(Nd,Dy)-(Fe,Co)-B MAGNETS

An addition of Nb up to 2 at.-% into(Nd,Dy)-(Fe,Co)-B alloy causes the formation ofdendrite Fe_2Nb and the precipitates in hard magnetic grains.Both increases withincreasing Nb content.During sintering,part of Fe_2Nb dissolves within the 2:14:1 grains,and the Fe_2Nb along grain boundaries hinders the growth of 2:14:1 grains.During an-nealing,the dissolved Nb in(?)-phase precipitates out,and this nearby the grain boundarydiffuses into Nd-rich phase to form new granular Fe_2Nb and to increase the Nb contentin Nd-rich phase,this results in a precipitate-free zone in the(?)-grain near Nd-rich phase.