不同截面尺寸贝氏体非调质钢的组织和性能

研究了经920 ℃空冷,300 ℃回火后不同直径贝氏体非调质钢棒料的组织和力学性能。结果表明,不同直径贝氏体钢试棒,经空冷+回火后的组织均为贝氏体铁素体和残留奥氏体,属于无碳化物贝氏体组织,ϕ30 mm以下棒料热处理后组织变化较小,直径大于ϕ50 mm棒料,心部组织有所粗化,并伴随粒状贝氏体量的增加。热处理后,随棒料直径的增加,其强度、硬度有降低的趋势。直径大于ϕ50 mm棒料的冲击吸收能量随直径的增加有降低的趋势。ϕ70 mm棒料R/2处抗拉强度为1226 MPa,心部冲击吸收能量(KV₂)为61.3 J。较大直径的贝氏体非调质钢具有良好的强韧性。     

超快冷工艺对高强建筑钢组织和力学性能的影响

使用真空感应炉冶炼了试验钢,采用不同的控制轧制+超快冷工艺将试验钢轧成12 mm厚的钢板,对钢板金相组织进行了观察,对拉伸和冲击性能进行了检测。结果表明,试验钢组织均为贝氏体+铁素体+少量M-A岛;随着开冷温度升高,铁素体含量减少,抗拉强度和屈服强度明显提高,屈强比略有增加,伸长率降低,冲击功显著提高;随着终冷温度升高,组织中板条贝氏体转变为粒状贝氏体,M-A岛尺寸和含量增加,抗拉强度和屈服强度降低,屈强比显著降低,冲击功先提高后略有降低;随着冷却速率提高,铁素体含量减少,贝氏体板条细化,抗拉强度逐渐升高,屈服强度先升高后降低,屈强比小幅波动,伸长率先下降后保持不变,冲击功略有提高。     

石油机械用贝氏体钢的热处理工艺性能试验

研究了正火温度、回火温度、冷却方式和试棒尺寸对石油机械用贝氏体钢组织和性能的影响。结果表明:正火温度对贝氏体钢的强韧性有一定的影响,随正火温度的升高,钢的强度升高,冲击韧度降低;而回火温度和冷却方式对钢的强韧性影响较大;随冷却速度的增大,钢的屈服强度和屈强比明显增加;随试棒尺寸的增大,钢的强韧性逐渐降低。     

不同冷却速度下建筑双相钢组织及性能变化

研究高强度建筑双相钢在不同冷却速度下的组织及性能变化。首先确定试样的临界冷却速度,然后将试样升温至800℃,保温后分别以10、20、30和40℃/s的速度冷却至350℃,观察各阶段试样金相组织,在万能试验机上测试不同冷却速度下试样的力学性能。结果表明,冷却速度为10℃/s时,双相钢中软基体体积分数大,抗拉强度和屈服强度都较低。随着冷却速度增大至20、30和40℃/s时,抗拉强度和屈服强度逐渐增大,但是变化范围不大。     

低碳高强舰船用钢的CCT曲线及其组织性能

采用Gleeble-3500热模拟试验机、光学显微镜和扫描电镜等研究了低碳高强舰船用钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线)及热轧后终冷温度对组织性能的影响。结果表明,试验钢连续冷却转变只发生了铁素体、贝氏体相变。试验钢轧后快速冷却至不同终冷温度立即空冷工艺下,室温组织主要为贝氏体和多边形铁素体,且随着终冷温度降低,贝氏体的含量增多。与直接空冷至室温相比,随着终冷温度提高,试样的强度呈先降低后增加趋势,然而,终冷温度提高到650 ℃时,试样强度却降低。终冷温度为600 ℃时,屈服强度和抗拉强度最高,分别为644.28 MPa和为679.71 MPa,－20 ℃的冲击吸收能量最优,为112 J。     

冷却工艺和成分对X100管线钢组织与性能的影响

研究了冷却工艺和化学成分对一种经济型X100钢的组织与力学性能的影响。结果表明,随着终冷温度从500~550 ℃降低至200~300 ℃,同时冷速从20 ℃/s提高至45 ℃/s,规定总延伸强度R_t0.5和抗拉强度提高,可以达到X100强度级别制管的性能要求。随着终冷温度的降低和冷速的提高,组织中板条贝氏体含量的增加是强度提高的原因。高终冷温度、低冷速时,钢中加入Mo、Cr可以增加板条贝氏体从而提高规定总延伸强度;低终冷温度、高冷速时,Mo、Cr对屈服强度的影响不明显。另外,低终冷温度、高冷速下获得的X100试验钢具有优异的冲击性能和DWTT性能,-40 ℃冲击吸收能量大于240 J,-30 ℃全壁厚试样DWTT剪切面积比大于85%。     

轧后冷制度对低碳贝氏体钢组织及屈强比的影响

在热模拟及轧制实验的基础上,利用扫描电镜和多功能材料试验机研究了轧后冷却制度对低碳贝氏体钢组织及屈强比的影响.结果表明,所研究钢种在1～25℃/s的冷却速度范围内均可得到贝氏体组织,其贝氏体开始转变温度为557～651℃.轧后以不同冷却制度冷却至室温的试样微观组织主要为板条贝氏体、粒状贝氏体、准多边形铁素体等的混合组织,冷却制度不同,各种组织所占的比例有很大不同.冷却制度对屈强比也有明显影响:轧后直接空冷至室温的试样的屈强比为0.68,但强度较低;油淬试样的屈强比约0.77,且强度较高;水冷至531℃而后空冷的试样的屈服强度较高,但抗拉强度相对较低,屈强比高达0.90.     

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。     

不同热处理条件下无碳化物无贝氏体钢中的残余奥氏体

在不同热处理条件下对无碳化物无贝氏体钢进行处理,研究其微观组织和力学性能,对组织中残余奥氏体的含量与分布进行分析。结果表明,无碳化物无贝氏体钢经过低温回火之后,其屈服强度和冲击韧度明显提高。等温处理和较低的冷却速度能够得到较多的残余奥氏体。     

淬火冷却工艺对F460钢调质厚板组织与性能的影响

对120 mm厚的F460钢调质厚板采用相同的淬火回火温度,不同的淬火冷却速度处理,之后对钢板进行组织与性能对比,寻找该钢种的最佳热处理工艺。采用2 ℃/s冷速进行冷却的钢板,回火后强度最高,但是冲击性能不佳;适当降低淬火冷却速度后,钢板回火后强度有一定下降,但是冲击性能得到明显提升;继续降低淬火冷却速度,钢板回火后强度进一步下降,但是冲击性能提升有限。经组织分析,2 ℃/s冷速进行冷却淬火时,钢板回火后的组织为铁素体+贝氏体组织,组织中主要是贝氏体;冷却速度降低以后,钢板回火后组织为铁素体+退化珠光体组织,铁素体含量的增加,有利于钢板韧性的提升,残留奥氏体回火后形成的珠光体组织比较细小,能有效保证钢板的强度。通过对钢板的连续冷却转变曲线进行分析,钢板在冷却过程中先开始进行铁素体相变,溶质元素向奥氏体迁移。在钢板冷速较快时,铁素体中的碳化物迁移较少,奥氏体低温时转变成马氏体或者贝氏体;在钢板冷速较慢时,碳化物迁移到奥氏体内,提高奥氏体稳定性并保留到室温,形成残留奥氏体。残留奥氏体在后续的高温回火过程中,转变成珠光体。块状转变形成的铁素体组织与回火过程中形成的细小珠光体有利于钢板的强韧性匹配。     

正火冷速对2.25Cr-1Mo钢持久性能的影响

采用SEM、持久性能测试等手段,研究了不同正火冷速对2.25Cr-1Mo钢持久性能的影响。结果表明:当采用空冷、30 ℃/min、5 ℃/min冷却时,2.25Cr-1Mo钢在530 ℃的外推持久强度σ₁₀⁴均为120 MPa左右。当正火冷速降至1 ℃/min时,持久性能显著降低,主要因为此时在贝氏体-铁素体界面析出大量大颗粒析出物,导致蠕变孔洞产生;同时大量的先共析铁素体出现,基体强度降低,难以阻碍持久裂纹扩展,导致持久性能下降。     

贝氏体含量对F/B双相管线钢力学性能的影响

采用700、720、740、760 ℃临界区热处理的方法,依次获得了4种不同贝氏体体积分数(16%、28%、41%、48%)的铁素体/贝氏体(F/B)双相管线钢。利用SEM、TEM及力学性能测试手段,研究了贝氏体含量对管线钢的强度、塑性和韧性的综合影响规律。结果表明,相比原始组织,F/B双相管线钢具有较低的屈服强度和相当的抗拉强度,从而具有较好的应变能力,表现为较低的屈强比,较高的伸长率和加工硬化指数。贝氏体含量对F/B组织管线钢的强度、伸长率和加工硬化指数影响较小,对冲击性能的影响显著。贝氏体含量在40%左右时可获得最佳的强度、塑性和韧性。     

轧后冷速对低碳贝氏体钢组织性能影响

模拟两阶段控轧控冷工艺,进行了低碳贝氏体钢轧制实验,分析了轧后快速水冷和空冷对低碳贝氏体钢组织及性能的影响。结果显示,钢轧后,在两种冷速下得到的组织形貌差别较大,快速水冷得到强度较高的板条贝氏体组织,缓冷得到强度较低的粒状贝氏体组织,粒状贝氏体的形成温度较高,没有明显板条特征;板条贝氏体屈服强度比粒状贝氏体高出278MPa,抗拉强度高出307MPa;而粒状贝氏体的塑性和韧性指标明显优于板条贝氏体,延伸率和-20℃低温冲击功指标是板条贝氏体的近3倍。     

Microstructure Evolution of Primary γ'Phase in Ni3Al-Based Superalloy

In this work, water cooling, air cooling (AC) and furnace cooling (FC) were applied to investigate the effect of cooling rate on microstructure evolution of primary γ′ in a newly designed Ni₃Al-based alloy. The results showed that nucleation rate of primary γ′ increased with increasing cooling rate. In addition, higher cooling rate shortened growth period of primary γ′, which made its morphology close to the initial precipitated γ′. For AC and FC specimens, due to the lower cooling rate, primary γ′ possessed longer growth period and its morphology was mainly due to the evolution of lattice misfit between γ and primary γ′. Meanwhile, growth of primary γ′ depended on lattice misfit distribution between its corner and edge area. Moreover, primary γ′ morphologies of sphere, cube and concave cube with tip corners were illustrated by considering interaction between elemental diffusion and elastic strain energy.     

冷却工艺对超低碳贝氏体钢组织和性能的影响

采用热模拟试验和实验室轧钢试验,研究了超低碳贝氏体钢在冷却过程中冷却速率和终冷温度对微观组织和力学性能的影响.结果表明,在相同的冷却速率条件下,随着终冷温度的降低,试验钢的微观组织中板条贝氏体数量逐渐增加,但马奥岛体积分数减少,并且形状由长条状全部转变为球状.相同的终冷温度条件下,试验钢微观组织随着冷却速率的增加,粒状贝氏体组织略为变细,马奥岛尺寸减小、数量减少.轧钢试验中,随着冷却速率的提高和终冷温度的降低,试验钢的屈服强度、抗拉强度和屈强比都增加,但冲击韧性随着冷速的增加而明显改善,400～500 ℃范围内终冷对韧性影响不明显.     

Positive Strain Rate Sensitivity and Deformation Behavior of a Fe-29Mn-3Al-3Si TWIP Steel

The Fe-29Mn-3Al-3Si twin-induced plasticity (TWIP) steel is used to conduct quasi-static compression and dynamic impact deformation with strain rates ranging from 8.3 × 10^-4 to 3800 s^-1. The microstructures and properties of deformed samples under different strain rates were investigated comparatively. These results show that positive strain rate sensitivity was observed with the increase in strain rates and that there was a significant difference in strain rate sensitivity factor (ṁ) between quasi-static compression (ṁ = 0.029) and dynamic impact deformation (ṁ = 0.190). Compared to the quasi-static compression, the dynamic impact deformation exhibited higher yield strength. Microstructural examination reveals that the primary twins were frequently found during the quasi-static compression process, and the secondary twins were rarely observed. However, the secondary and multi-fold deformation twins were florescent in the dynamic impact samples. At the initial stage of dynamic impact deformation, partial dislocations and staking faults on multiple conjugate {111} planes were simultaneously activated and produced a large number of Lomer-Cottrell dislocations, resulting in a large increase in yield strength during dynamic impact.     

4330M钢连续冷却过程中的组织转变特征

采用Gleeble-3500热模拟试验机对4330M钢进行连续冷却转变试验,研究了冷却速率在0.8~10 ℃/s范围内连续冷却过程中组织结构转变特征。采用热膨胀、硬度测试及彩色金相等试验测定4330M钢的连续冷却转变(CCT)曲线。结果表明,4330M钢在冷却过程中存在铁素体、贝氏体和马氏体相变区,没有珠光体相变区。随着冷却速率的增加,过冷奥氏体依次分解为铁素体+粒状贝氏体、粒状贝氏体+下贝氏体+马氏体和完全马氏体,马氏体的临界冷却速率约为3 ℃/s。下贝氏体中铁素体和渗碳体的取向关系为(110)_α//(102)_Fe3C和[111]_α//[201]_Fe3C。结合维氏硬度试验与彩色金相定量分析,建立了4330M钢硬度-体积分数模型HBW=-0.07-4.69f_F+4.02f_GB+4.63f_LB+4.82f_M。     

控轧控冷工艺对X70级抗大变形管线钢组织与性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜及力学性能实验等研究了控轧控冷工艺对X70级管线钢的组织与力学性能的影响。结果表明:不同终轧温度下X70管线钢的显微组织主要由多边形铁素体、贝氏体和少量的珠光体组成,且随着终轧温度的升高,抗拉强度与屈服强度降低,硬度下降,冲击韧性提高,但屈强比变化不大,并且落锤性能较差;随着终轧温度的升高,晶粒尺寸逐渐增大,铁素体体积含量增多。在不同的终冷温度下,X70管线钢的显微组织主要由多边形铁素体和贝氏体组成,并且随着终冷温度的升高,抗拉强度大幅度降低,屈服强度则呈M形波动,硬度呈线性降低,冲击吸收能量大幅度升高且落锤性能较好,屈强比缓慢升高;随着终冷温度的升高,晶粒度等级基本保持稳定,铁素体含量呈线性增加。该大变形管线钢最优的轧制工艺为控制终轧温度为840℃,终冷温度为450℃。