38CrMoAl钢奥氏体晶粒长大动力学研究

研究了VAR和EAF两种不同洁净度的38CrMoAl渗氮钢的奥氏体晶粒长大动力学。将38CrMoAl试验钢加热到940℃和1 000℃奥氏体化,并保温15～600 min,利用金相试验方法观察奥氏体晶粒的变化。结果发现,随着奥氏体化温度的升高和保温时间的延长,38CrMoAl钢晶粒长大趋势较明显;高洁净度的38CrMoAl钢(VAR)中AlN第二相颗粒较少,钉扎晶界作用弱,因而晶粒更易于长大。VAR和EAF两种洁净度的38CrMoAl钢奥氏体晶粒长大激活能分别为193 kJ/mol和321 kJ/mol。     

钙处理对齿轮钢中硫化物形貌的影响

采用金相、扫描电镜、能谱仪等分析手段,研究了钙处理DIN18CrNiMo7-6齿轮钢铸态组织中硫化物夹杂物的形貌、成分和特征参数,并讨论了成分对硫化物形态和分布的影响。结果表明,钙抑制Ⅱ类硫化物的形成,铝和硫的作用反之。随wCa/wAlsol.比值的增加,氧化物向低熔点方向转化。     

夹杂物特征参数对40CrNi2Mo钢塑性的影响

用定量金相、扫描电镜和能谱分析等方法获取了用2种工艺冶炼的40CrNi2Mo钢中夹杂物尺寸特征参数,研究了这些参数对钢塑性的影响。结果表明:由于夹杂物的体积分数和尺寸比较小,夹杂物间距的增大,在塑性断裂时由夹杂物形成的微孔洞很难以内颈缩形式聚合,微孔洞间的局部剪切也不容易扩展。由此判断,真空自耗重熔钢的断面收缩率比电渣重熔钢的高。钢中的夹杂物对其均匀延伸率、形变硬化指数和拉伸强度没有影响。     

一种新型胀断连杆用中碳非调质钢

 采用降低铁素体相韧性、提高铁素体相硬度及适当脆化原奥氏体晶界的方法,开发出一种新型胀断连杆用铁素体-珠光体型中碳非调质钢,从钢种设计、微观组织、力学性能及胀断特征等方面对此钢种进行了介绍。硅和磷元素的铁素体固溶强化作用及钒元素析出强化和组织细化作用,使得开发钢不仅具有较高的强度水平和屈强比,同时具有远高于传统的胀断连杆用高碳钢C70S6的优异高周疲劳性能。此外,模拟胀断试验结果表明,开发钢的断口呈典型脆性解理断裂,胀断前后的变形量很小,具有优于C70S6钢的胀断性能,可采用胀断工艺制造连杆。     

Mn含量对Fe-Mn合金组织及力学性能的影响

利用扫描电镜、透射电镜、背散射电镜及拉伸和冲击试验研究了锰对含锰量为3%~12%的Fe-Mn合金组织和力学性能的影响。结果表明,当锰含量介于3%~9%时,随着锰含量的上升,高温相变产物(多边形铁素体和准多边形铁素体)受到抑制,合金的屈服强度和抗拉强度逐渐增加而均匀延伸率和总延伸率逐渐下降;当锰含量增加至12%时,合金中残留的少量亚稳ε马氏体和奥氏体在形变初期发生相变,产生的相变塑性使合金呈现出屈服强度下降的假象,但合金的抗拉强度、均匀延伸率和总延伸率均上升。由于晶界锰原子浓度的增加会减弱界面的结合力,故合金的冲击韧性随锰含量的增加而显著下降。为使Fe-Mn合金获得较好的综合力学性能,应控制锰含量小于7%或在基体中引入适量的亚稳相。     

新型低密度高强高韧热轧层状钢研发

 鉴于能源短缺与高安全性要求,钢铁材料的低密度化与高强韧化成为高强钢的研发热点。大量报道证明,铝等元素合金化可以显著降低钢材密度,层状复合组织大幅度提高钢铁材料的韧性。在介绍国内外传统等轴晶粒高强韧钢、层状复合钢铁材料及低密度钢研发结果的基础上,提出了Fe-Al-Mn-C低密度双相钢的低中等合金质量分数（4%～12%）的合金化设计和高温铁素体和奥氏体的几何扁平化组织调控思路,制备出具有铁素体与马氏体相间排列的层片复合双相钢组织结构的高强韧钢研发思路。初步研究结果证明,层片双相钢的组织结构设计是可行的,实现了钢铁材料的高强度化（抗拉强度为1 000～1 500 MPa）、低密度化（6.5～7.5 g/cm3）和高韧性化（室温V型冲击韧性为200～400 J）,突破了传统等轴结构材料的强韧化机制制约,形成了新型层状复合结构强韧化的钢铁材料研发方向。强调未来需要对层片双相钢材料进行深入研究,以实现对化学成分、层片组织结构参数与材料强度、韧性和材料密度关系的定量研究,深入探讨低密度层状双相钢的层状组织调控机制及其强韧化机理,为未来高强韧金属材料研发及应用开辟出创新发展方向。     

TiC纳米析出相对低碳马氏体钢的韧化机理

采用SEM、EBSD、TEM、SAXS、XRD及相分析等方法,对经过相同轧制及热处理工艺的含Ti与无Ti低碳马氏体钢组织及冲击韧性进行分析对比。结果表明:含Ti钢经900℃油淬后,析出大量5～36 nm尺寸范围内的TiC。析出相有效钉扎晶界,马氏体组织得到显著细化,有效晶粒尺寸达到4.6μm;同时TiC的大量析出还使得含Ti钢位错密度下降,弹性模量明显提高。经900℃油淬后,含Ti钢冲击韧性明显改善,冲击吸收功由无Ti钢的53 J大幅提高至265 J。     

变形温度对淬火配分钢微观组织和硬度的影响

用Gleeble-3800试验机对一种低碳CrNi3Si2MoV钢开展了热压缩30％后立即进行淬火配分(Q&P)工艺处理的试验,探讨变形温度对淬火配分钢微观组织和硬度的影响,用SEM和TEM进行微观组织表征,用XRD测量残留奥氏体体积分数.结果表明,与Q&P工艺处理的样品相比,变形后再进行Q&P工艺处理的样品存在残奥量和维氏硬度同时升高的现象,随变形温度的降低,钢的硬度逐渐升高,残奥量先增大后减小,热变形导致钢的Ms温度升高,变形温度为750℃的样品获得最大量的残留奥氏体,达到17.2％,热变形引入的位错促进C的配分,同时提高钢的强度.     

利用TDS方法研究氢在两种马氏体钢中的扩散

采用TDS方法研究了氢在两种马氏体钢中的扩散行为,结果发现氢在高铬低铝的D2钢中的扩散显著低于低铬无铝的D1钢。从充氢试样室温放置时氢体积分数下降规律可知,氢在D1钢和D2钢中的扩散系数分别为1.52×10-7和5.3×10-8cm2/s。D2钢中存在大量细小的碳化物,既对氢的扩散起到阻碍作用,降低氢的扩散系数,又可作...     

新型Q-P-T和传统Q-T工艺对不同C含量马氏体钢组织和力学性能的影响

对比新型淬火-分配-回火(Q-P-T)和传统淬火-回火(Q-T)处理对中、低碳钢力学性能的影响发现,在提高材料的强塑积方面Q-P-T处理远胜于Q-T处理,特别是对中碳钢的效果更为显著.在所研究的试样中,Fe-0.42C-1.46Mn-1.58Si-0.028Nb合金的强塑积经Q-P-T处理后高达31627MPa.%,且延伸率达20.3%,不仅远高于传统Q T处理的试样,而且已满足新一代先进高强度钢预测的性能.显微组织分析表明,Q-T和Q-P-T处理的差异在于残留奥氏体的量和尺寸分布以及马氏体板条的均匀程度.前者含少量(<3%)较薄的薄膜状残留奥氏体,且马氏体板条尺寸范围较宽;而后者含较多较厚的薄片状残留奥氏体,且马氏体板条尺寸分布较窄.因此Q-P-T处理的先进高强度钢具有承受较强的塑性变形和阻止微裂纹扩展的能力.