NM500耐磨钢的QLT热处理工艺

对NM500耐磨钢进行940℃淬火+两相区淬火+回火(QLT)热处理，研究了两相区淬火温度(820～880℃)和回火温度(200～600℃)对试验钢显微组织和力学性能的影响。结果表明，在两相区淬火温度从820℃升至880℃的过程中，试验钢为马氏体和铁素体双相组织，且铁素体含量逐渐降低，马氏体含量增多，试验钢的强度和硬度提高，-40℃冲击吸收能量从67 J降低至33 J。在870℃两相区淬火，200～600℃范围内回火时，随回火温度的升高，板条马氏体和残留奥氏体逐渐分解，碳化物形态和分布发生变化；试验钢抗拉强度和硬度逐渐降低，低温冲击性能先降低后升高，试验钢达到良好强韧性匹配的回火温度区间为200～250℃。     

淬火温度对40Si2Ni2CrMoV钢组织及析出行为的影响

通过OM、SEM、TEM等手段,研究了40Si2Ni2CrMoV钢不同温度淬火(840、860、880、900 ℃)和300 ℃回火后的显微组织和力学性能,并利用相分析法对钢中的析出相进行了定性及定量表征。结果表明,在800~900 ℃淬火时,随着淬火温度的升高,试验钢的组织为板条马氏体,并呈现先细化后粗化的趋势,在880 ℃时组织最细,且均匀性较好;析出相弥散分布于马氏体基体中,随着淬火温度的升高,析出相逐渐回溶。结合力学性能研究,认为880 ℃是该试验钢较合适的淬火温度。     

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。     

淬火温度对5Cr15MoV钢空冷淬火组织与性能的影响

通过1000~1200 ℃间隔50 ℃的系列加热温度对5Cr15MoV马氏体不锈钢进行空冷淬火试验,并采用光学显微镜、EBSD和洛氏硬度计对不同温度淬火后组织和硬度进行检测,研究了淬火温度对试验钢组织、晶粒尺寸、残留奥氏体含量以及硬度的影响。结果表明,试验钢淬火后组织为马氏体+未溶合金碳化物+残留奥氏体。随着淬火温度升高,马氏体板条尺寸增大,未溶碳化物量逐渐减少直至消失,残留奥氏体含量先增加后减少。试验钢的硬度变化趋势为先增加后显著降低,在淬火温度为1050 ℃达到最大值60.8 HRC。试验钢硬度主要是马氏体的含碳量、晶粒尺寸、残留奥氏体含量和碳化物含量综合作用的结果。     

高应变速率下共析珠光体钢的微观组织演变

利用分离式霍普金森压杆(SHPB)对原始组织为层片状珠光体的高碳钢进行了高应变速率变形实验,借助SEM、TEM对变形后珠光体的微观组织演变规律进行了分析研究。结果表明:在高应变速率变形条件下,共析珠光体钢发生绝热剪切现象,原始珠光体组织中存在着绝热剪切带,绝热剪切带的宽度约为1.5μm,绝热剪切带外部区域存在着高密度位错、位错胞以及亚晶,而绝热剪切带内部区域则在动态回复和动态再结晶的作用下演变成晶粒尺度均在亚微米量级的超微细复相组织(铁素体+渗碳体)。     

83钢回火温度与力学性能的关系

对某新型超高强度钢(83钢)进行950℃淬火不同温度回火(200～700℃),除测定其静态力学性能外,利用霍普金森杆采用动态压缩和强迫剪切方法对其动态压缩性能进行了研究,并分析了回火温度对其性能的影响.结果表明,83钢在250～450℃范围内回火后存在回火脆性,塑韧性较差,绝热剪切破坏较严重,在其他温度下回火,随回火温度的升高,材料塑韧性和绝热剪切破坏程度逐步改善.     

锯片基材75Cr1钢的热处理工艺及其组织性能

研究了锯片基材75Cr1钢不同热处理工艺下的组织、晶粒度、碳化物分布以及力学性能。结果表明:780~840 ℃之间淬火,组织为细小的针片马氏体+少量残留奥氏体。随淬火温度升高,硬度略有升高,但均在63 HRC水平附近,晶粒度由10级降至8级,晶粒不均匀程度也更加明显;随回火温度升高,组织由回火屈氏体转变为回火索氏体,细小的颗粒状碳化物增多。800 ℃淬火+540 ℃回火,75Cr1钢组织为回火索氏体,细小碳化物弥散分布,硬度36.5 HRC,具有良好的强度和塑韧性匹配。     

调质工艺对Cr-Ni-Mo-V超高强韧钢组织和力学性能的影响

利用扫描电镜、金相显微镜、冲击试验机结合维氏硬度计研究了780、830和880℃淬火+500～580℃高温回火处理对Cr-Ni-Mo-V超高强韧钢显微组织和力学性能的影响。结果表明,随回火温度的升高,尺寸较大碳化物会发生溶解转变,合金碳化物由基体中不断弥散析出。硬度和冲击性能均随回火温度升高呈现先增大后降低的趋势,与碳化物弥散析出形貌和残留奥氏体分解转变有关;3种温度淬火试验钢均在540℃回火时出现二次硬化峰值,最高值分别为488、517、532 HV20,在540～560℃回火出现最大冲击吸收能量,分别为49.7、58.5、51.0 J。为充分保证钢的强韧性,最佳热处理工艺为830℃亚温临界淬火+560℃回火。     

淬火工艺对40Cr15Mo2VN高氮钢组织和硬度的影响

40Cr15Mo2VN钢是一种可用于制作轴承的高氮不绣钢。对尺寸为φ12 mm×12 mm的40Cr15Mo2VN钢试样分别在900℃、950℃、1 000℃、1 050℃和1 100℃奥氏体化45 min后油淬,部分试样淬火后进行了-70℃×2 h冷处理。随后检测了试样的显微组织(包括晶粒度和残留奥氏体量)和硬度。结果表明:随着泮火温度的提高,钢中球状碳化物减少,其分布也逐渐不均匀;淬火后再冷处理的钢的硬度随着淬火温度的升高而提高;淬火后冷处理和未冷处理的钢,其晶粒度均随着淬火温度的升高而减小,且均是1 100℃淬火的钢的残留奥氏体含量最高。     

300M钢的热变形行为及其变形组织演变研究

基于热压缩实验,对300M钢在应变速率为10s-1下的热变形行为及其变形组织演变进行了研究。结果表明:在试样高度压下量为50%,变形温度为700～750℃时,300M钢的应力-应变曲线呈流变失稳型,且变形组织出现绝热剪切;当变形温度为800～1000℃时,300M钢的应力-应变曲线呈双峰不连续动态再结晶型,且热变形过程出现了两轮动态再结晶;当变形温度为1050～1180℃时,300M钢的应力-应变曲线呈单峰不连续动态再结晶型,且热变形过程只发生了一轮动态再结晶。     

AZ31镁合金中绝热剪切带的组织演变规律

为了深入了解镁合金绝热剪切带与裂纹的关系,进而揭示镁合金在高速冲击载荷作用下局部变形绝热剪切的组织演变规律,采用分离式Hopkinson压杆对AZ31镁合金的帽状式样进行冲击压缩实验,而后利用光学显微镜,扫描电镜和维氏硬度计分别对冲击后的AZ31试样进行分析。结果表明,绝热剪切带形成于最大剪应力方向,随着冲击载荷的不断增加,沿着切应力方向上的微孔洞和微裂纹不断长大,直至彼此相互连接成裂纹,最终导致材料的断裂。经对剪切带及周围组织维氏硬度的测量发现,剪切带内细小晶粒区的硬度明显高于周围组织。     

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。     

工程机械用Q1100钢的热处理工艺

以一种屈服强度为1100 MPa的高强度工程机械用钢为对象,研究了再加热淬火温度(880～980 ℃)和回火温度(200～650 ℃)对Q1100钢显微组织和力学性能的影响。结果表明,淬火温度从880 ℃升高至980 ℃,试验钢的平均奥氏体晶粒尺寸从8 μm增加到24 μm,试验钢的屈服强度和抗拉强度都呈先升高后降低的趋势,并在920 ℃时达到最大,而-40 ℃冲击性能则随之持续降低。试验钢经920 ℃淬火+200～650 ℃回火后,随着回火温度的提高,试验钢的马氏体板条合并,板条形貌逐渐模糊,碳化物数量和形貌也随之发生改变,强度大幅下降,塑性和韧性则先降低后升高。试验钢最佳的热处理工艺为920 ℃淬火+200～250 ℃回火。     

乘用车用新型冷作模具钢Cr8真空气淬后的组织与性能

采用硬度计、光学显微镜和扫描电镜等对比分析了国产HNC53和日本KD11max两种Cr8型冷作模具钢真空气淬处理后的组织和性能,并分析了两种钢热处理前后的碳化物演变规律对性能的影响。结果表明,由于HNC53钢降低了P、S含量,控制在标准范围内,与KD11max钢相比原始组织中大块状共晶碳化物尺寸变小,且均匀分布在基体中;两种钢在1030 ℃真空气淬+520 ℃高温回火之后组织为马氏体和大颗粒状共晶碳化物及细小二次析出碳化物,与热处理前相比大块状共晶碳化物颗粒尺寸减小,数量减少;520 ℃回火后HNC53钢中析出较多的二次碳化物颗粒,均匀分布在马氏体基体上。HNC53钢与KD11max钢的硬度和韧性相差不大。     

Experiments on formation of the adiabatic shear band in sheet metal

Formation of the adiabatic shear band in sheet metal is investigated with experiments for high strength steel sheets, 60 C and 60 TRIP. Since the adiabatic shear band is formed as a result of adiabatic shear failure with a narrow band of concentrated shear strain, the adiabatic shear band plays an important role in the analysis of high speed deformation phenomena. For shear band experiments with a tension split Hopkinson bar, specimens are designed to induced large shear strain. The experimental results show that the shear deformation modes of two sheet metals, 60 TRIP and 60 C, are quite different from each other in that the adiabatic shear band is observed only in 60 C. The shear deformation in 60 TRIP is restrained by the abrupt increase of strength due to the plastic strain, which interferes with propagation of the shear crack. Instead, a tensile crack developed at the corner where the shear crack should have been initiated. As a result, the load-displacement curves show that the tensile load of 60 TRIP specimens becomes higher than that of 60 C at the same displacement.     

高应变速率下45钢绝热剪切变形特征

基于退火、正火、调质三种不同热处理状态的45钢的帽型试样强迫剪切实验,在Hopkinson压杆的不同速率加载条件下,利用金相显微镜和扫描电镜测试方法研究了材料绝热剪切的变形特征和敏感性,分析了组织因素对绝热剪切的影响规律。结果表明,材料的组织不同,其绝热剪切变形的特征也不同。45钢正火态、调质态中均出现转变带,其余为形变带。随着加载速率和材料强度的提高,绝热剪切带由形变带变为转变带,剪切带宽度越窄,绝热剪切越敏感。     

挤压态钨合金绝热剪切局域化及微裂纹萌生现象研究

研究变形量对挤压态钨合金动态力学行为的影响及钨合金绝热剪切带内的微观开裂行为。结果表明,加载方向垂直于纤维取向时,随变形量由0增加至40.8%,挤压态钨合金绝热剪切敏感性显著增大;由对钨合金绝热剪切带内微观组织的SEM观察可知,靠近绝热剪切带中心处出现在微裂纹且微裂纹萌生于W-M界面及W颗粒内部;进一步的TEM观察可知,剪切带内W-M界面处存在大量的位错塞积,W颗粒中则出现亚晶内部及沿亚晶界扩展的微裂纹     

Numerical and Experimental Investigation of Adiabatic Shear Bands in Metals under Low-Velocity Impact Conditions

Adiabatic shear bands are localized regions of intense plastic deformation that form when materials are subjected to high-strain-rate loading and are generally considered to be precursors to fracture. The objectives of this paper were to study adiabatic shear bands generated in commercially pure titanium and pearlitic AISI4140 steel utilizing a controlled- penetration impact setup and to model the dynamic shearband formation process using a Lagrangian finite- element code. Results showed that utilization of the controlled- penetration impact experimental apparatus significantly lowered the required impact velocity for formation of adiabatic shear bands in the materials tested. The length and location of the formed shear bands were controllable and extremely sensitive to the prescribed depth of penetration, allowing for the generation of crack- free shear bands. Microhardness testing of the band material revealed it to be considerably harder than the surrounding material, which possibly indicates rapid quenching of the heated band material. The finite- element simulation results showed that it is possible to realistically model adiabatic shear banding for a range of different materials.     

30MnCrNiMoB低合金钢绝热剪切带的形成机制与微结构

研究了３０ＭｎＣｒＮｉＭｏＢ低合金钢在穿甲弹冲击下绝热剪切带（ＡＳＢ）的形成机制。指出在高速变形（冲击）条件下ＡＳＢ的形成是应变硬化、热软化和位错动态发时导致的应变软化等因素相互耦合产生的塑性失稳现象。进一步确认ＡＳＢ内具有周期性微观结构，并说明ＡＳＢ中周期性开裂与微结构的关系。