时效温度对固溶态Fe-Mn-Al-C低密度钢性能与析出相的影响

采用OM、SEM、TEM、VSM等试验方法,对不同时效温度下Fe-27Mn-8Al-1.6C低密度钢的力学性能及析出相变化规律进行了研究。结果表明,试验钢经405 ℃时效处理后,抗拉强度为1225 MPa,强塑积达到44.10 GPa·%,相比固溶态提高了21.4%;固溶态试验钢由奥氏体和由调幅分解形成的к-碳化物组成,经时效处理后,к-碳化物的尺寸和体积分数均有所增大;当时效温度高于455 ℃时,к-碳化物明显长大,呈方形,试验钢发生脆性断裂;随着时效温度的升高,析出相к-碳化物的体积分数增大,试验钢的磁化强度也随之升高。     

2000 MPa级低成本复合强化超高强度钢的二次硬化行为

采用SEM、HRTEM等试验方法,对2000 MPa级低成本复合强化超高强度AIR0509钢的二次硬化行为进行了研究,并与目前广泛应用于航空领域的AerMet100钢进行了对比。试验结果表明:试验钢具有明显的二次硬化现象,在535 ℃回火4 h时达到最佳强韧性配合,室温抗拉强度、屈服强度以及U型缺口冲击吸收能量分别为2020 MPa、1780 MPa和68 J,同淬火态相比屈服强度提高了480 MPa,这是由析出的复合强化相碳化物M₂C与金属间化合物β-NiAl共同作用的结果;此外,同AerMet100钢相比,AIR0509钢抗过时效的能力更强。     

马氏体时效钢循环相变的EBSD分析

利用电子背散射衍射(EBSD)技术和金相实验方法研究了循环相变处理对马氏体时效钢显微组织、晶粒取向及晶界分布特征的影响。结果表明,随着循环处理次数的增加,马氏体时效钢的晶粒逐渐细化,小角度晶界逐渐转变为大角度晶界,经过3次循环相变处理,小角度晶界向大角度晶界的转变达动态平衡,晶粒最细约为5μm,之后晶粒又开始长大;马氏体时效钢的强度随着小角度晶界所占比例的减少而逐渐降低,冲击韧性则随着大角度晶界所占比例的增加而提高,3次循环相变处理后马氏体时效钢的强韧性配合最佳。     

时效处理对NiW750高密度合金组织与性能的影响

基于面心立方结构及细小弥散强化相原理,本文设计了一种新型高密度合金NiW750.将NiW750合金经不同温度时效处理后,测试其准静态力学性能,并用分离式Hopkinson压杆实验(SHPB)测试材料在动态加载条件下的性能,利用SEM、TEM对微观组织进行观察,同时测试组织的显微硬度.结果表明:在650～900℃范围内,随着时效温度的升高,合金的强度先升高,而后降低,韧性变化则相反.在750℃时效后其性能具有最佳配合.在动态加载条件下,合金存在应变率硬化效应,材料发生协同变形,试样内部形成绝热剪切带;而750℃时效后合金硬度升高,变形带周围应力更集中,在应变率为6 800 s~(-1)下试样出现断裂.     

淬火温度对2200 MPa级超高强度钢力学性能与微观组织的影响

采用力学性能测试、光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等材料分析方法研究了淬火温度对2200 MPa级超高强度钢的力学性能及微观组织的影响。结果表明,试验钢最佳淬火温度为1025 ℃,再经后续热处理能获得最佳的强韧性匹配,此时抗拉强度为2244 MPa,屈服强度为1836 MPa,U型缺口冲击吸收能量为59 J,断裂韧性为57.7 MPa·m^1/2。淬火温度较低时,出现粗大一次碳化物富Mo型M₆C碳化物,严重影响强度和韧性。随着淬火温度升高,一次碳化物逐渐减少,直至1000 ℃完全消失,当淬火温度高于1025 ℃时晶粒显著粗化,晶粒尺寸成为主要的负面影响因素。     

Mo与Co含量对18Ni马氏体时效钢性能的影响

采用Formastor-Ⅲ型全自动相变仪对3种马氏体时效钢的Ms、Mf点温度及其力学性能进行测试,确定了2800 MPa级马氏体时效钢的最佳热处理制度。利用扫描电镜和透射电镜研究了Co及Mo含量对其组织与性能的影响。结果表明:Co含量增加使Ms点和Mf点温度分别提高了71℃和91℃,Mo含量的增加使Ms点温度降低192℃,并且使Mf点温度降至室温以下;Co含量的增加对试验钢的峰时效温度影响不大,而Mo含量的增加使其提高了20℃;Co对试验钢强度有一定贡献,但并不如Mo的影响。     

淬火工艺对粉末冶金马氏体不锈钢组织与性能的影响

研究了淬火工艺对粉末冶金超高碳不锈钢的微观组织与力学性能的影响。高碳铬粉末冶金不锈钢经900~1200 ℃淬火并于200 ℃回火后,碳化物主要为M₇C₃,少部分为MC,随淬火温度升高,马氏体中固溶碳增大,硬度与抗弯强度升高;经1150 ℃淬火与低温回火后,力学性能达到最佳,硬度为59 HRC,冲击吸收能量为18.9 J,抗弯强度为3079 MPa,碳化物均匀弥散分布于基体中,其中M₇C₃相平均尺寸约为2 μm,体积分数为17%,MC相尺寸为0.5 μm,体积分数为2%;经1200 ℃淬火后残留奥氏体体积分数为35%,导致硬度下降。     

新型高密度合金的组织与性能

基于面心立方固溶体结构和时效强化机理,设计出一种新型高密度合金NiW750。利用SEM,TEM对合金微观组织进行观察,采用分离式Hopkinson压杆实验研究合金在动态压缩条件下的特点,并将此合金与其领域常用材料超高强度钢G50及钨合金93WNiFe进行对比。结果表明:NiW750合金在3种材料中综合性能最好。在750℃/5h时效后,合金抗拉强度可达1746MPa,冲击韧度( a kU )可达113J/cm^2。在动态加载条件下,材料存在应变率硬化效应,其动态流变应力可达到2250MPa左右。试样在与中心轴线成45°方向形成绝热剪切带,在应变率约5500s -1 条件下,带宽80~150μm,过渡区较宽,避免材料剪切断裂过早出现。     

固溶处理对Fe-Mn-Al-C系低密度钢组织与性能的影响

采用OM、SEM、TEM、XRD等试验方法,对不同固溶温度下Fe-27Mn-8Al-1.6C低密度钢的力学性能和组织演变规律进行了研究。结果表明,Fe-27Mn-8Al-1.6C钢的密度为6.8 g/cm³。固溶处理对该钢的组织与性能影响较大,高温固溶后试验钢奥氏体晶界间有少量к-碳化物,随着固溶温度的升高,晶界间未溶к-碳化物含量减少直至消失,奥氏体中C含量逐渐增加;在1000 ℃固溶处理后,试验钢具有最佳的强塑性配合,抗拉强度为1266 MPa,断后伸长率为34%,强塑积可达43.1 GPa·%;在冷却过程中,试验钢基体发生调幅分解,大量细小的к-碳化物弥散分布在奥氏体内。