先进高强DP980钢动态再结晶行为

在Gleeble 3500多功能热模拟试验机上,对高强DP980钢进行了单道次压缩实验,研究了该钢在1323～1423 K和0. 05～10 s-1变形条件下的热变形行为,分析了变形温度和变形速率对流变应力曲线的影响,揭示了变形软化机制,分析了在热变形过程中微观组织的演变规律,分阶段建立了热压缩变形抗力本构模型。结果表明:流变应力对变形温度和应变速率都很敏感,随变形温度的增加和变形速率的减小而减小,低应变速率下呈动态再结晶型软化机制;应变速率ε· 0. 1 s-1时,呈动态回复型软化机制。同一变形温度下,低应变速率易于该钢中奥氏体再结晶的启动;同一变形速率下,变形温度越高,奥氏体再结晶现象越明显。分阶段所建立的本构模型预测值与实验值的相关系数达到0. 9978,平均相对误差绝对值为2. 67%,证明此模型具有较高精度。     

热处理工艺对高C-Cr高强耐磨钢组织和性能的影响

设计了一种高C-Cr高强耐磨钢,测试了末端淬透性,研究了不同热处理工艺对微观组织演变和性能的影响,测试了力学性能和耐磨损性能,利用SEM和TEM表征了微观组织。试验结果表明,随距离淬火端距离的增大,试验钢的硬度呈现单调递减的趋势,0~2.5 cm为硬度平缓降低阶段,布氏硬度在63~65HRC的区间。马氏体淬火+回火处理后,试验钢基体组织主要为马氏体板条,板条尺寸大小不一。经贝氏体等温淬火处理后,贝氏体板条相互平行,板条尺寸平均。贝氏体板条间存在薄膜状的残留奥氏体,贝氏体板条内部存在长度为100~150 nm的碳化物析出相,析出相与贝氏体板条呈60°取向排列。磨损过程中,达到800转时,马氏体基体试验钢失重168 mg,贝氏体基体失重192 mg,增加了14.28%,马氏体基体的耐磨损性能更高。而贝氏体基体的力学性能却明显高于马氏体基体,屈服强度达到1 955 MPa,抗拉强度达到了2 485 MPa,伸长率仍然达到了7%。     

分级均匀化处理对7A55合金组织与性能的影响

研究了不同的均匀化热处理制度对7A55铝合金显微组织和性能的影响。利用OM和SEM观察了合金的微观组织,测试了其硬度与力学性能。试验结果表明,经不同的均匀化处理后,7A55铝合金的硬度、强度和伸长率均呈现增大的趋势。相较铸态合金,经三级均匀化处理后合金硬度(HV)提高了27%,抗拉强度提高了12.3%,伸长率提升了58.3%。均匀化处理可以显著改善铸态组织,包括晶界处的非平衡共晶相及晶内的粗大第二相。多级均匀化处理后的效果好于单级均匀化处理。特别是经三级均匀化处理后,晶界处的共晶相尺寸变得细小且不连续,晶内的粗大第二相完全固溶到晶内。     

时效处理对7A20铝合金时效硬化响应和晶间腐蚀的影响

研究了自然时效(NA)效应对7A20铝合金人工时效硬化行为的影响,测试了其维氏硬度和力学性能,运用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜表征了其微观组织演变情况。结果表明:固溶处理后的试样在室温放置过程中表现出明显的自然时效效应。经3天(NA3)和8天(NA8)自然时效处理后的试样,人工时效初期均出现了时效软化效应,经2 h人工时效后,显微硬度分别降低25.3%和22.7%。不同热处理后试样的基体晶粒无明显差异,但晶内结构却有明显差别。热处理后的试样,在晶界处均存在20 nm左右的PFZ区。NA3+160 ℃×40 h和NA8+160 ℃×40 h的试样,晶内短棒状析出相数量增多。固溶处理后直接进行人工时效,抗晶间腐蚀性能最好,腐蚀深度为80~120 μm。NA3和NA8试样经160 ℃×40 h人工时效后,其晶间腐蚀深度分别达到了100~140 μm和120~160 μm,且有明显的脱落现象。     

回归制度对7A20铝合金RRA过程中组织性能的影响

系统研究了RRA处理过程回归制度对7A20铝合金组织性能的影响,测试了力学性能和电导率,利用OM和TEM(HRTEM)表征了晶界和晶内的微观组织结构。结果表明:在160 ℃的回归温度下,随回归时间的延长,抗拉强度由630 MPa降低到525 MPa;经120 ℃保温12 h的再时效处理后,抗拉强度由645 MPa升高到710 MPa;回归时间越长,再时效引起的强度增量越大,80 min时达到最大值185 MPa。在200 ℃的回归温度下,回归时间为10 min时,便达到峰值强度715 MPa。随回归温度提高,导电率先升高后降低,与回归时间呈正相关关系。经160、200和240 ℃下峰值强度对应的回归处理后,基体晶粒尺寸分别为55、65和70 μm,相差不大。200 ℃×10 min的回归处理+再时效处理后,晶界处存在不连续的MgZn₂相,尺寸在10~20 nm,与基体呈非共格关系;晶内存在弥散分布的纳米级η′强化析出相,与基体呈共格或者半共格关系;晶界处存在45~55 nm宽度的PFZ(Precipitation free zone)区。     

时效处理对Al-0.78Mg-1.02Si-0.68Cu合金硬化行为及微观组织的影响

利用光学金相显微镜(OM)、能谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)、维氏硬度仪表征分析了预时效处理(PA)、自然时效(NA)和人工时效(AA)过程对Al-0.78Mg-1.02Si-0.68Cu合金的硬化行为及其微观组织演变。结果表明,预时效处理提高了T4P态的初期硬度,却明显弱化了NA硬化效应,T4态NA硬化值34HV,而T4P态只有25HV。180℃AA过程,显微硬度总体呈现先升高后降低的趋势,硬化曲线可以分为三个区域:20～60min之间硬化速率较高(Ⅰ);60～480min之间硬化速率较低(Ⅱ),在480min达到峰值硬度127HV;随后呈现降低的趋势(Ⅲ)。T4P态NA后,晶内为与基体共格的GP区;AA处理后,晶内主要为与基体半共格的亚稳η″析出相,晶界处存在长度15～40nm的不连续析出物和宽度45nm左右的PFZ区。     

热处理对高铝或硅TRIP钢组织性能的影响

鉴于1.0Si高Si型TRIP钢表面质量的恶化,本文设计了一种新型1.5Al高Al型TRIP钢。研究了退火温度和贝氏体区等温时间对两种钢力学性能的影响,并表征了1.5Al钢的微观组织。结果表明,随退火温度的升高,1.0Si和1.5Al试验钢的抗拉强度均先升高后降低,在840℃的退火温度下呈现抗拉强度的最高值;随贝氏体区等温时间的延长,1.0Si和1.5Al试验钢的抗拉强度均降低,而伸长率均逐渐提高,1.5Al试验钢的抗拉强度和伸长率均高于1.0Si钢; 1.5Al钢中的残留奥氏体存在两种形态,铁素体晶粒间的块状残留奥氏体,宽度在180 nm左右,贝氏体板条间的薄膜状残留奥氏体,宽度在80 nm左右。     

高强Q&P钢中残留奥氏体的TRIP行为

用EBSD和XRD表征了QP钢不同应变量下的残留奥氏体(RA)演变情况,分析探讨了其演变机制。结果表明:淬火温度为200℃时,QP钢具有良好的综合力学性能,抗拉强度达到1605 MPa,伸长率达到12%。RA主要呈粒状均匀分布在铁素体和马氏体的边界处,尺寸在0. 2～0. 5μm。随变形的进行,RA的含量呈现逐渐降低的趋势,且前期的降低幅度较大;经8%的应变后,62%的RA发生了TRIP效应,应力也基本达到稳态值。试样拉断后,断口附近的RA含量约2. 8%,整个单向拉伸过程68%的RA发生了TRIP效应。     

预时效处理对 Al-Zn-Mg-Cu 合金硬化响应及微观组织的影响

研究了预时效处理对Al-Zn-Mg-Cu铝合金薄板力学性能和微观组织的影响,测试了显微硬度和力学性能,表征了TEM微观精细组织。结果表明:固溶处理后在180 ℃立即进行人工时效处理,可获得Al-Zn-Mg-Cu合金的显著时效硬化效果,且在8 h后达到峰值硬度195 HV0.5,与基体呈共格关系的η′相为主要强化相;120 ℃×10 min为最佳的预时效处理制度,经14天的室温停滞后,相比于固溶+自然时效态,硬度降低了13 HV0.5,降幅达到10.7%,具有明显的抑制自然时效作用;预时效+自然时效态试样,经烘烤硬化处理后,屈服强度和抗拉强度分别达到了465和545 MPa,强度增量分别达到170和95 MPa,同时伸长率达到12.5%。