ASTM A707 L5钢的固溶和时效强化

对ASTM A707L5钢进行900℃固溶和不同温度和时间的时效处理,通过测量其强度和硬度,确定最佳的时效处理温度和保温时间,通过显微分析其热处理后组织的变化,并分析了析出相Cu粒子的强化作用。结果表明,在600℃时效1 h能达到峰时效状态,此时硬度、强度和韧性都能达到性能要求。     

时效处理对极低碳针状铁素体钢组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜研究了变温时效对极低碳针状铁索体钢组织和性能的影响规律.结果表明:450-500℃时效处理时,第二相析出较少,组织无明显粗化,强度无明显变化;550-_650℃时效时,强度快速上升,主要是ε-CU和Nb(C,N)第二相粒子的弥散析出所致;650℃以上时效时,发生过时效现象,铁素体板条和第二相粒子粗化,导致强度迅速下降;时效温度达到750℃时进入两相区,局部富C和合金元素富集区域先奥氏体化,时效后冷却过程中形成了高碳的M/A组织,使钢的韧性迅速恶化.     

一种超高强度马氏体时效不锈钢的组织转变对力学性能的影响

研究了强度级别为1900MPa的新型马氏体不锈钢在经过不同制度的热处理后的微观组织及其对铜力学性能的影响。试验钢经1000℃固溶处理后在基体上有一种富Mo的析出物生成，这种析出物降低了钢时效后的韧性。经1000℃，1050℃固溶处理＋负温处理后，试验铜在535℃时效处理时强度均达到最大值，原因是在高密度位错的板条马氏体和残余奥氏体基体上析出均匀弥散、细小的强化相。随着时效温度继续升高强度开始下降，其原因有二，其一析出相聚集长大，破坏了与基体间原有的共格关系；其二逆转变奥氏体转变量的增加。     

时效温度对HSLA100钢组织与性能的影响

研究了HSLA100钢轧态及时效过程中组织与力学性能的变化.结果表明:HSLA100钢轧态组织为高密度位错的板条贝氏体,板条间分布着少量M-A岛.经450℃时效处理后,大量球状ε-Cu相沉淀析出,此时钢板屈服和抗拉强度最高,而-40℃冲击功最低.在450～720℃时效时,随时效温度升高,高密度板条贝氏体发生回复,ε-Cu相粗化成短棒状,屈服强度连续下降,但在650℃时效时仍达到760 MPa的较高水平;抗拉强度在650℃时达到最低值后小幅上升:-40℃冲击功持续升高至700℃附近达到峰值.钢质纯净度是影响HSLA100钢低温韧性的一个主要因素,虽然通过升高时效温度可在一定程度上提高钢的低温冲击韧度,但增幅有限.     

时效温度对HSLA高强船体钢组织和性能的影响

采用固溶+时效的热处理方法研究了时效温度对HSLA(High Strength Low Alloy)高强船体钢组织性能的影响。结果表明,试验钢在450℃处出现强度峰值,这是由大量纳米级的Cu析出物(<5 nm)和少量Nb(C,N)粒子的共同强化造成。过时效状态下,基体的软化作用加强,且Cu析出粒子尺寸显著增大(10～30 nm),沉淀强化作用也逐渐减弱,钢的强度下降。时效过程中基体软化和析出相沉淀强化的共同作用决定了HSLA高强船体钢的性能变化规律。试验钢在650～670℃范围内时效不仅获得了670～780 MPa的强度,而且保证-40℃冲击功在80 J以上,体现出良好的强韧性匹配。     

高韧性不锈钢FV520(B)的析出硬化行为研究

研究了350、420、470、520、560、600、630℃时效温度下沉淀硬化不锈钢FV520(B)的TEM组织、硬度和示波冲击韧度。结果表明:时效过程中,FV520(B)钢主要以富铜相-εCu析出为主。硬度在420℃时效出现峰值,而韧性最差,主要与组织中细小富铜相共格析出有关。随着时效温度增加,富铜相逐步脱溶长大,基体再结晶,硬化程度逐步降低。FV520(B)钢的韧性主要决定于冲击裂纹扩展功。时效组织对FV520(B)钢冲击裂纹萌生功影响较小,对裂纹扩展功有着较大的影响。     

650 ℃时效SP2215奥氏体耐热钢管的微观组织和力学性能

通过OM、SEM、TEM和显微硬度、室温冲击以及高温拉伸试验,研究了650 ℃时效不同时间后SP2215奥氏体耐热钢管的微观组织、力学性能及断裂机理。结果表明,固溶态SP2215钢微观组织由奥氏体,少量孪晶及未溶NbN和Z相组成;650 ℃时效时Cr23C6优先在奥氏体晶界析出,且随时效时间延长逐渐增多、粗化并形成连续网状;球形富Cu相在奥氏体晶内析出且尺寸稳定,时效2012 h约为15 nm;SP2215钢晶内室温显微硬度在时效50 h时基本达到最大值,之后趋于稳定,这与稳定富Cu相的析出强化作用有关;SP2215钢具有明显的高温时效脆化倾向,时效2012 h室温冲击吸收功较固溶态降低约78.5%,室温冲击断裂随时效时间延长由韧性断裂向沿晶脆性断裂转变,这是由Cr23C6在奥氏体晶界析出并逐渐聚集、粗化导致的。SP2215钢在650 ℃,2.5×10-4 s-1应变速率下拉伸时出现锯齿流变（Portevin-Le Chatelier, PLC）现象,锯齿类型为Type(A+B),随时效时间延长PLC逐渐“减弱”,但锯齿类型不变;随时效时间延长SP2215钢高温拉伸屈服强度基本保持稳定,抗拉强度和断面收缩率逐渐降低,高温拉伸断裂由韧性断裂向准解理脆性断裂转变。     

时效工艺对Ti-26合金棒材组织和拉伸性能的影响

对经过790℃固溶处理后的Ti-26合金棒材进行了不同温度及时间的时效处理，研究了时效温度和时间对Ti-26合金棒材显微组织和拉伸性能的影响。研究结果表明：在450-550℃范围内，随时效温度升高，合金组织有针状“相弥散物析出。升温至510℃，相同时效时间内析出α相数量最多，高于510℃，部分析出α相开始溶解。合金时效处理10h内，随时效时间延长，合金组织针状α相弥散物数量增加，且针状α相存在跨晶界长大现象。合金经510℃×10h时效处理，OL相形核和长大达到最佳匹配，Ti-26合金获得理想的强度和塑性匹配。     

FV520(B)钢时效组织和力学性能分析

通过透射电镜、电子拉伸、示波冲击试验,分析了马氏体沉淀硬化不锈钢FV520(B)850℃油淬后分别在560、600和630℃时效后的组织和力学性能。结果表明,淬火态FV520(B)钢560℃和600℃时效处理后,组织均为过时效马氏体+残余奥氏体,但细微组织有较大的差别,630℃时效处理后,组织为过时效马氏体+马氏体+ 残余奥氏体;560℃时效后强度最高;三种时效温度下,FV520(B)均具有较高的冲击韧度,600℃时效后冲击韧度最高;时效温度对FY520(B)冲击韧度的影响主要决定于其对塑性变形功(Apl)的影响。     

FV520(B)钢时效组织和力学性能分析

通过透射电镜、电子拉伸、示波冲击试验，分析了马氏体沉淀硬化不锈钢FV520（B）850℃油淬后分别在560、600和630℃时效后的组织和力学性能。结果表明，淬火态FV520（B）钢560℃和600℃时效处理后，组织均为过时效马氏体＋残余奥氏体，但细微组织有较大的差别，630℃时效处理后，组织为过时效马氏体＋马氏体＋残余奥氏体；560℃时效后强度最高；三种时效温度下，FV520（B）均具有较高的冲击韧度，600℃时效后冲击韧度最高；时效温度对FV520（B）冲击韧度的影响主要决定于其对塑性变形功（Ad）的影响。     

时效温度对15-5PH不锈钢组织及耐蚀性的影响

随时效温度的增加马氏体组织逐渐细化,马氏体板条间析出NbC颗粒;当时效温度达到550 ℃时有球状富Cu相析出。580 ℃开始有较弱的奥氏体衍射峰出现,即在时效中发生了马氏体向奥氏体的逆转变,620 ℃时,富Cu相由共格相转变为非共格相并聚集长大呈短棒状;随着时效温度的升高,腐蚀失重率逐渐增大,自腐蚀电位依次降低,电化学阻抗值不断减小,耐蚀性降低。     

固溶温度对15-5PH不锈钢耐点蚀性能的影响

用化学浸泡、极化曲线、循环极化曲线和电化学阻抗谱等方法研究了不同温度固溶后直接时效状态的15-5PH马氏体沉淀硬化不锈钢的耐点蚀性能,并用金相显微镜、X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析其显微组织和析出相。结果表明,15-5PH不锈钢随着固溶温度的升高,自腐蚀电位减小,自腐蚀电流和腐蚀速率增大,耐点蚀性能下降。不同温度固溶后时效的基体组织均为板条马氏体和少量奥氏体,且均有NbC相析出。在1000℃下固溶后时效组织较均匀,析出相少,耐点蚀性能优异。在1070℃下固溶后时效组织中有Cu析出,进而导致其耐点蚀性能下降。     

回火温度对Q1100超高强钢组织和性能的影响

采用力学性能测试、显微组织观察、扫描电镜观察,研究回火温度对Q1100超高强钢组织和性能的影响规律。结果表明:试验钢900 ℃保温后水淬再200~300 ℃回火后,为回火板条马氏体组织;在 400 ℃和500 ℃回火后,为回火屈氏体组织;在600 ℃回火后,为回火索氏体组织。试验钢具有较高的回火稳定性,在400~600 ℃回火时,α铁素体仍保持板条马氏体的形状和位向。在200 ℃回火后,小角度晶界含量较多,阻碍微裂纹扩展,韧性较好,随着回火温度的升高,小角度晶界占比逐渐减少,在400 ℃回火后,小角度晶界占比较少,碳化物的析出恶化试验钢的韧性,发生了回火脆性,韧性最差,500 ℃和600 ℃回火后,试验钢的小角度晶界占比较400 ℃相差不明显,但试验钢回复程度较大且600 ℃回火发生部分再结晶,回火软化作用较大,韧性较高。当回火温度为200 ℃时,试验钢具有最佳的综合性能,屈服强度为1164.38 MPa,抗拉强度为1429.70 MPa,断后伸长率为14.66%,硬度为430.27 HV3,标准试样-40 ℃冲击吸收能量为92.30 J。     

Fe-1.18Cu合金的时效强化

含铜高纯低碳钢具有高强度、高韧性等多种优良的性能，研究铜在钢中的沉淀规律具有重要意义。本文借助JEM-2010高分辨透射电镜研究了Fe-1．18Cu合金的时效组织，初步探讨了其时效强化机制。结果发现，在时效峰处，在铁素体基体上析出亚稳富铜颗粒。这种富铜过渡相形成的GP区对合金起强化作用。在时效过程中，析出颗粒周围存在着高密度的位错和层错。析出颗粒阻碍位错运动，提高合金的强度。     

高温时效对00Cr13Ni6Mo2不锈钢组织及性能的影响

采用拉伸试验、X射线衍射、光学显微镜和透射电镜等研究了一种13Cr超级马氏体不锈钢(00Cr13Ni6Mo2)的高温力学性能和高温时效后的力学性能、物相组成及显微组织。结果表明:00Cr13Ni6Mo2钢在高温下可保持较高的屈服强度,但当超过Af(奥氏体转变完成点)温度后,屈服强度迅速下降;600℃时效后,马氏体基体中的位错密度明显降低,同时产生了一定量的逆变奥氏体,导致时效100 h后其屈服强度从824 MPa降至682 MPa(下降17.2%),而抗拉强度和伸长率变化不大;800℃时效过程中,试验钢的组织完全奥氏体化,在降温过程中组织转变为淬火马氏体,故其具有典型的淬火马氏体性能特征,时效100 h后抗拉强度从858 MPa升至1031 MPa(提高20.2%),同时伸长率从22.5%降至15.0%。     

提高Cr-Ni-Co-Mo马氏体时效不锈钢超低温韧性的热处理工艺

研究了改善Cr-Ni-Co-Mo马氏体时效不锈钢超低温韧性的热处理工艺,即1000 ℃固溶处理后分别进行600 ℃预保温+750 ℃低温固溶处理和一次或两次直接750 ℃低温固溶处理,分析了马氏体、残留奥氏体和逆转变奥氏体含量的变化以及室温和-196 ℃抗拉强度、-196 ℃缺口抗拉强度和冲击性能。结果表明:与常规热处理工艺相比,增加750 ℃低温固溶处理后试验钢中含有较多的残留奥氏体,再经500 ℃时效后可形成更多的逆转变奥氏体,更多的残留奥氏体/逆转变奥氏体含量起到韧化作用,可显著改善试验钢的超低温韧性。进一步对比分析表明,直接进行750 ℃固溶处理工艺过程相对简单,室温和-196 ℃抗拉强度最高,-196 ℃缺口抗拉强度也最高,且缺口敏感性较低,因此更具有优势。     

低碳含Cu中厚钢板富Cu相的时效析出行为

将某低碳含Cu中厚钢板在680℃分别时效不同时间(15、30、45、75、90、120 min)后,利用场发射扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析了中厚钢板不同位置富Cu相的析出和长大机制。结果表明,经时效处理后,试验钢板表面及心部富Cu相呈球状或短棒状,尺寸均主要在5～60 nm之间,但心部富Cu相的平均尺寸要大于表面富Cu相。随着时效时间的延长,表面和心部的富Cu相均发生长大,呈现平均尺寸增加、粒子总数目减少的趋势。基于理论计算,富Cu相平均尺寸的变化满足Ostwald熟化机制,且心部富Cu相长大速率小于表面富Cu相。     

回火温度对40CrNiMo调质钢CMT堆焊HAZ组织性能的影响

针对海洋钻井平台齿轮的修复问题,采用冷金属过渡(CMT)技术在40CrNiMo调质钢表面进行堆焊,利用扫描电镜、显微硬度测试、冲击性能测试和拉伸性能测试等手段,研究了焊后回火温度对40CrNiMo调质钢堆焊热影响区(HAZ)组织和性能的影响。结果表明:随着焊后回火温度的升高,焊接热影响区的硬度逐渐下降,堆焊试样的抗拉强度逐渐下降,伸长率逐渐提高。焊后回火温度为400 ℃和500 ℃时,析出的碳化物在马氏体的条界、束界和晶界上分布,恶化了堆焊试样的冲击性能;焊后回火温度为600 ℃时,碳化物聚集长大和球化,并愈发弥散分布,从而改善了冲击性能。     

回火温度对37CrMnMo钢冲击性能的影响

通过冲击、拉伸试验、光学显微镜和扫描电镜,研究了钻杆接头用37CrMnMo钢在不同回火温度下的显微组织形貌及强度和冲击性能的影响的变化规律。结果表明,37CrMnMo钢经水淬后于500～640 ℃回火后得到回火索氏体,随回火温度的上升其抗拉强度与屈服强度由平缓降低变为陡降趋势。500 ℃的回火组织中碳化物呈现层片状分布,冲击吸收能量为30.94 J;600 ℃回火后碳化物呈均匀弥散分布,冲击吸收能量为117.49 J;经过640 ℃回火后,显微组织中碳化物粗化,直接导致冲击吸收能量下降。故37CrMnMo钢试样在870 ℃淬火后于不同温度回火,碳化物的形貌对其强韧性起着关键作用。