ART退火后冷却方式对0.1C-7.2Mn钢加工硬化行为的影响

以0.1C-7.2Mn热轧和冷轧中锰钢为研究对象,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、室温拉伸试验等手段,研究了奥氏体逆相变(ART)退火后不同冷却方式对中锰钢加工硬化行为的影响。结果表明,热轧试验钢ART退火后得到板条状铁素体-奥氏体组织,退火后空冷试样中有大量碳化物析出,而水冷抑制了碳化物析出。冷轧试验钢ART退火后得到了等轴状铁素体-奥氏体组织,退火后空冷试样表现为连续屈服,而水冷促进了组织的等轴化;热轧试样获得更高体积分数的残留奥氏体,获得了优异的力学性能;残留奥氏体体积分数越大,拉伸变形过程中发生的TRIP效应越持久,提供更高、更持续的加工硬化。     

两相区退火中锰TRIP钢残余奥氏体含量与加工硬化行为

采用ART (奥氏体逆相变)退火热处理工艺,研究了两相区温轧和退火过程中冷轧中锰TRIP钢中残余奥氏体体积分数变化与加工硬化行为。结果表明:冷轧实验钢经两相区温轧退火处理后,获得了临界铁素体与残余奥氏体或马氏体组成的超细晶复相组织。在645℃,随退火时间的延长,受少量碳化物析出及溶解与C、Mn元素富集程度的影响,残余奥氏体含量由20. 8%先下降至18. 7%后回升至22. 8%最后又骤降至4. 5%。退火时间小于5 h时,实验钢持续加工硬化水平较高,其中均匀塑性形变阶段中,加工硬化指数随退火时间增加,表现出先升高后降低的变化趋势,在退火1 h时加工硬化能力达到最高。     

Nb对中锰TRIP钢临界退火过程中组织演变的影响

采用临界退火热处理工艺,利用场发射扫描电镜(FE-SEM)观察含铌和不含铌的两种热轧中锰TRIP钢在不同退火制度下的碳化物演变行为及铌对中锰TRIP钢微观组织、残留奥氏体体积分数与稳定性的影响。结果表明:试验钢经临界退火处理后获得超细晶铁素体与残留奥氏体复相组织。随着退火温度的提高,残留奥氏体体积分数出现先升高后降低的趋势;随着退火时间的延长,碳化物逐渐溶解,残留奥氏体体积分数逐渐增加,达到平衡后保持不变。Nb元素的加入可细化奥氏体晶粒,延缓碳化物溶解,推迟奥氏体转变,增加膜状奥氏体,提高奥氏体稳定性。     

压下率对两相区温轧淬火配分中锰钢组织性能的影响

采用SEM、TEM、XRD、室温拉伸等手段,研究了0.1C-7.2Mn钢两相区温轧淬火配分处理钢的组织形貌、碳化物析出、残留奥氏体体积分数及其中的C含量及力学性能。结果表明,随着温轧压下率的增大,两相区温轧淬火配分处理后试样的马氏体板条得到细化并逐渐平行于轧制方向;两相区温轧淬火配分处理后试样的显微组织由马氏体和残留奥氏体组成,并且有碳化物析出;随着温轧压下率的增大,碳化物的平均尺寸粗化,残留奥氏体的体积分数逐渐升高,并且残留奥氏体中的C含量先升高后降低,屈服强度和抗拉强度均先升高后降低,伸长率先降低后升高。当温轧压下率为80%时,强塑积达到最高31.50 GPa·%。     

淬火温度对30CrMo减震簧钢精细组织的影响

研究了不同淬火温度对冷轧变形后的30CrMo减震簧钢的精细组织的影响。研究表明:随淬火温度增加,试验钢中残留奥氏体量增加,且形态由薄膜状向块状转变;碳化物数量增加,形态由短棒状和球状向椭球状转变。试验钢经900℃×10 min油冷+600℃×60 min空冷后获得回火索氏体+弥散分布的细小碳化物+薄膜状残留奥氏体。薄膜状的残留奥氏体均匀分布在铁素体晶内或F/MC相界面,将铁素体基体分割形成了超细化的亚结构甚至超亚单元。这种结构具有良好的形变协调能力,并能有效松弛微观应力集中。大量椭球状的碳化物沿亚单元和超亚单元的界面处析出,弥散分布,使之具有良好的细晶韧化和析出强化效果。     

冷轧压下率对DP1000镀锌双相钢组织和性能的影响

研究了不同的冷轧压下率对DP1000热镀锌双相钢的组织、析出物、力学性能的影响。结果表明:随着冷轧压下率的增加,钢的强度逐渐增加;随着轧后退火温度的提高,钢的组织由铁素体+马氏体向铁素体+回火马氏体+碳化物转变;钢中存在60～70 nm的大尺寸析出物和6～8 nm的小尺寸析出物,随着冷轧压下率的提高,大尺寸析出物尺寸变化不大,但是小尺寸析出物有所增大,而且数量增加明显。     

直接Q&P处理超高强钢的组织与力学性能

为了改善超高强钢的塑韧性,采用轧后直接淬火到马氏体区等温配分的工艺,研究配分时间对中碳低合金超高强钢组织和力学性能的影响规律。结果表明:在260℃等温配分处理,钢的组织包括初生马氏体、新生马氏体和残留奥氏体,在等温过程中还有碳化物析出和等温马氏体形成。在等温配分过程中,碳由马氏体向奥氏体扩散处于主导地位,残留奥氏体含量不断增加,新生马氏体量减少,塑性和韧性提高。等温配分后期,由于碳化物不断析出消耗碳原子,导致扩散到奥氏体中的碳原子减少,残留奥氏体体积分数增加缓慢。析出相粒子在等温过程中没有明显长大,起到了抵抗马氏体软化的作用。等温60 min具有良好的强度和塑韧性能,抗拉强度1546 MPa、伸长率为15.3%,-20℃冲击功为27.5 J。     

Nb-Mo微合金化对δ-TRIP钢组织和力学性能的影响

采用SEM、TEM、EBSD等分析了Nb-Mo微合金化对δ-TRIP钢力学性能、组织结构的影响。结果表明:Nb-Mo微合金化试验钢及对照钢均为复相组织,主要由δ铁素体、贝氏体、α铁素体和残留奥氏体等构成。添加微量Nb-Mo元素后,试验钢组织中残留奥氏体含量略有增加,同时伴随着大量纳米级Nb-Mo碳化物析出;并且试验钢的力学性能明显改善,其抗拉强度达到1044 MPa,伸长率为22. 4%。微观组织表征结果表明:其主要强化机制为残留奥氏体的相变诱发塑性(TRIP)效应以及纳米尺寸Nb、Mo碳化物通过钉扎晶界和位错,从而达到细晶强化和第二相颗粒强化。     

HSLA钢组织—性能对应关系的预测模型

通过HSLA钢中各组成相的体积分数、铁素体晶粒尺寸、析出相的尺寸和体积分数等参数,分别考虑了细晶强化、相变强化和析出强化等强韧化机制对强度和韧性等机械性能的影响,建立了HSLA钢组织一性能对应关系的预测模型。模型的预测精度通过两种HSLA钢实验室控轧控冷的组织一性能实验数据获得验证。     

DSC法研究轧制工艺对奥氏体逆相变激活能的影响

采用差示扫描量热法(DSC)热分析设备进行了奥氏体相变激活能的研究,通过测定10Mn5试验钢冷轧和温轧两种状态下的热流-温度曲线计算了逆相变激活能和相变激活能。绘制了相变体积分数与温度之间的关系曲线。结果表明,钢温轧态奥氏体逆相变激活能(788.5 k J/mol)小于冷轧态奥氏体逆相变的激活能(1030 k J/mol);温轧态奥氏体逆相变能量门槛低,转变较容易。当相变体积分数大于50%后,冷轧和温轧的奥氏体相变激活能的变化趋势是随着奥氏体体积分数的增加而逐渐减小。     

连铸连轧非调质钢的强度计算及其预报

非调质钢的强度为α-Fe基体细化强度与固溶强化、奥氏体析出碳化物弥散强化、界面强化和过饱和铁素体析出碳化物的析出强化的强度增量之和．以细晶铁素体强度为基础,利用相最强键上的共用电子数nA及相界面电子密度差△p计算了连铸连轧非调质钢固溶强化、界面强化、弥散强化和析出强化的强度增量．给出了一组计算非调质钢连铸连轧终轧强度的公式．可根据化学成分和工艺规定的终轧晶粒尺寸计算终轧强度,或根据技术要求的强度给出相应的轧制晶粒尺寸与化学成分间的最佳组合．实现了化学成分——轧制晶粒尺寸——终轧强度的计算机预报．     

奥氏体化温度对TAM钢力学性能及微观组织影响北大核心CSCD

通过奥氏体化预处理、两相区临界退火以及贝氏体等温处理这3个过程制备了含退火马氏体组织的TRIP钢(TAM钢),利用拉伸试验机、扫描电镜、透射电镜以及X射线衍射对其力学性能和微观组织进行了表征,在此基础上研究了奥氏体化预处理温度对力学性能及微观组织的影响规律。结果表明,含退火马氏体组织的TRIP钢,具有良好的断后伸长率和强塑积,尤其是在奥氏体化预处理温度为950℃时,其断后伸长率高达40%以上,强塑积高达27 GPa·%;其微观组织由铁素体、贝氏体、残留奥氏体以及退火马氏体构成,退火马氏体精细结构呈现板条状,板条间存在残留奥氏体;奥氏体化预处理温度对残留奥氏体体积分数没有显著影响,但对最终组织中的退火马氏体体积分数以及晶粒大小有显著影响。     

奥氏体化温度对TAM钢力学性能及微观组织影响

通过奥氏体化预处理、两相区临界退火以及贝氏体等温处理这3个过程制备了含退火马氏体组织的TRIP钢(TAM钢),利用拉伸试验机、扫描电镜、透射电镜以及X射线衍射对其力学性能和微观组织进行了表征,在此基础上研究了奥氏体化预处理温度对力学性能及微观组织的影响规律。结果表明,含退火马氏体组织的TRIP钢,具有良好的断后伸长率和强塑积,尤其是在奥氏体化预处理温度为950℃时,其断后伸长率高达40%以上,强塑积高达27 GPa·%;其微观组织由铁素体、贝氏体、残留奥氏体以及退火马氏体构成,退火马氏体精细结构呈现板条状,板条间存在残留奥氏体;奥氏体化预处理温度对残留奥氏体体积分数没有显著影响,但对最终组织中的退火马氏体体积分数以及晶粒大小有显著影响。     

含Al中锰TRIP钢原始组织对临界退火后组织与力学性能的影响

利用Factsage软件、SEM、XRD等研究了不同原始组织的0.2C-5.0Mn-0.5Si-1.0Al中锰TRIP钢经临界区退火处理后的显微组织与力学性能。结果表明,经热力学计算、设计的不同预处理工艺处理后试验钢的组织分别为:铁素体+块状残留奥氏体(700 ℃预处理10 min)、铁素体+马氏体+少量残留奥氏体 (800 ℃预处理5 min) 和马氏体+少量碳化物 (900 ℃预处理5 min)。不同预处理工艺处理后试样能获得不同形貌的残留奥氏体,700 ℃预处理+临界退火试样得到块状残留奥氏体,其他两种工艺下为膜状残留奥氏体。800 ℃预处理+临界退火试样拥有最佳力学性能,屈服强度为840 MPa,抗拉强度为1121.5 MPa,伸长率为33.25%,强塑积达到37.29 GPa·%。残留奥氏体形貌对中锰钢的加工硬化性能有显著影响,700 ℃预处理+临界退火试样的块状残留奥氏体稳定性较差,表现出高的加工硬化率,但持续区间较短;而800 ℃预处理+临界退火试样的膜状残留奥氏体稳定性更好,试样呈现较高的加工硬化率且持续区间较长。     

中锰钢两相区温轧淬火处理后的组织性能

采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、电子探针(EPMA)、室温拉伸等研究了0.1C-7.2Mn钢两相区温轧淬火处理后合金元素配分对碳化物、残留奥氏体、力学性能及加工硬化行为的影响.结果 表明:随着退火时间的延长,经两相区保温后淬火(I&Q)处理的试验钢初始组织中多边形马氏体转变为板条状铁素体和奥氏体,铁素体沿长度方向长大变细;经两相区轧制保温后淬火(DI&Q)处理后,富C、富Mn碳化物先析出后溶解,同时铁素体回复多边化加剧,残留奥氏体由板条状逐渐转变为等轴状.相比I&Q处理,经DI&Q处理后,试验钢组织中富C区面积比由3.9％增加到8.7％,富Mn区面积比由0.9％增加到5.1％,残留奥氏体的含量由11.5％提高到17％,抗拉强度由1032.7 MPa提高到1171.5 MPa,断后伸长率由8.3％提高到15.8％,强塑积为18.5 GPa·％.     

退火对Fe-Cr-Al-Mn双相不锈钢组织及性能的影响

设计制备了一种新型的Fe-Cr-Al-Mn资源节约型双相不锈钢,对其进行高温单相铁素体热轧,研究冷轧后不同退火工艺对其显微组织、力学性能和耐腐蚀性的影响。结果表明,Fe-Cr-Al-Mn钢冷轧后,粗大α相晶粒破碎细化,退火后奥氏体在铁素体晶界形核长大,随退火时间的增加,奥氏体体积分数逐渐增加。随退火温度升高,奥氏体含量减少,伸长率和耐点蚀性能均表现出先增强再减弱的趋势。经800 ℃×4 h退火后,表现出均匀的铁素体和奥氏体相比例和晶粒尺寸,试验钢的强度、伸长率和抗点蚀性能综合性能良好。     

两相区退火对复合添加Al-V-Ti的TRIP钢组织与力学性能的影响

结合试验分析与热力学计算,采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等方法研究了两相区退火对复合添加Al-V-Ti的TRIP钢组织和力学性能的影响。研究发现,试验钢在820℃两相区退火3 min、400℃贝氏体区等温5 min时获得最佳力学性能,即抗拉强度为1 093 MPa,断后伸长率为23. 9%,强塑积可达26 123 MPa·%。此时试验钢中残留奥氏体以薄膜状分布于贝氏体与铁素体间,残留奥氏体体积分数为19. 61%,其含碳量为1. 41%,残留奥氏体稳定性参数R值最高为27. 7,并与强塑积呈正比关系。此外,随着两相区退火时间的延长,试验钢的屈服强度降低、屈服平台长度缩短,当退火时间超过5 min后,试验钢开始呈现出连续屈服的特性。     

钢铁材料的纳米技术（二）——超细晶粒高碳钢的组织和力学性能

钢的基本成分是Fe -C合金,室温下为铁素体(α)与渗碳体(θ)二相组织。可以通过细化α加上θ的析出获得高强度高碳钢,同时以弥散的θ相增大冷加工硬化率,而细化的α相则可望抑制塑性的降低。最近,日本京都大学材料科学与工程系发表了有关Fe - 0 .8C - 2Mn - 1Si合金加工、热处理后组织和性能的研究结果。该材料分别经过①珠光体温轧,②温轧———二相区奥氏体化淬火———回火,③珠光体冷轧———退火等3种处理,均为大变形量加工。温轧材料θ呈球状,平均直径1 0 0～1 5 0nm ;冷轧———退火材料的强度、塑性达到了抗拉强度和总延伸率分别…     

回火温度对贝氏体耐磨钢组织和性能的影响

对贝氏体耐磨钢进行控轧控冷+回火工艺,探究不同温度回火后贝氏体耐磨钢的组织演变和性能。结果表明,经控轧控冷工艺和200℃回火后,试验钢获得较为理想的无碳化物贝氏体/马氏体复相组织,组织中包含8.7%(体积分数)的残留奥氏体。该工艺下钢板获得较好的强韧性匹配,屈服强度达到1172 MPa,抗拉强度达到1613 MPa,断后伸长率达到19.4%,-20℃冲击吸收能量为47 J,并可满足NM500级别的硬度要求。520℃回火后大量粗大碳化物析出,且残留奥氏体基本分解完毕,导致钢板强韧性下降。     

合金元素对热轧中锰钢组织及力学性能的影响

为研究碳、硅、锰等合金元素对热轧态中锰钢组织及力学性能的影响,设计了4种不同合金成分的热轧态中锰钢,并对其进行620℃退火10h的热处理.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和拉伸试验等研究了实验钢的显微组织、残留奥氏体体积分数和单轴拉伸性能.结果 表明:4种热轧态实验钢在退火过程中都发生奥氏体逆相变,获得了一定量的残留奥氏体组织,0.11C-7.05Mn-0.27Si钢的残留奥氏体的体积分数最高,达到49.64％.0.22C-4.87Mn-0.25Si钢的综合力学性能最优,其抗拉强度(Rm)为1024.48 MPa,断后伸长率(A5o)为30.74％,强塑积(Rm×A)为31.49 GPa·％.分析认为,随着合金元素C、Mn含量的增加,退火后中锰钢中的残留奥氏体的体积分数增加,但伸长率与奥氏体的体积分数不一定成正比,主要还受残留奥氏体的稳定性的影响.另外,硅元素主要用于中锰钢的合金化.热轧态中锰钢获得超高强度、高塑性及高强塑积的主要原因还是残留奥氏体的TRIP效应以及超细晶铁素体或马氏体的细晶强化效应.