Nb微合金化对Cr-Ni-Mo-V系高强钢组织及力学性能的影响

对含Nb与不含Nb的Cr-Ni-Mo-V系高强钢进行880℃×1 h淬火+300℃×3 h回火处理,并采用SEM、EBSD、TEM和物理化学相分析等技术分别对其微观组织和析出相进行观察分析。结果表明,添加了0.035%Nb的试验钢组织得到细化,马氏体板条块尺寸从3.1μm下降至2.9μm,且Nb的添加使得MC型析出相的含量增加,析出相尺寸分布得到优化,尺寸在18～200 nm的析出相含量明显增加。由于析出相含量的增加,固溶C含量有所下降,加之含Nb试验钢中的原始C含量稍低,导致含Nb钢的强度稍有下降,但仍达到2000 MPa水平。而马氏体组织的细化及析出相尺寸分布的优化使含Nb试验钢韧性明显提升,室温和-40℃低温冲击吸收能量(KU₂)均提高至44 J。     

WELDOX 700E钢Johnson-Cook本构模型及动态断裂机理

利用拉伸试验机、霍普金森拉杆装置对高强度WELDOX 700E钢进行了静、动态拉伸力学性能测试,研究了WELDOX 700E钢的静、动态力学性能,并利用OM、SEM观察分析了WELDOX 700E钢不同应变速率下的断裂机理。结果表明:随着应变速率由0. 000 25 s~(-1)提高至4000 s~(-1)时,WELDOX 700E钢的屈服强度提高53. 4%,并伴随有绝热升温现象;同时,通过对试验数据进行本构方程拟合,得到了WELDOX 700E钢的Johnson-Cook本构方程:σ_i=(921. 6+1147. 2ε_i~(0. 81))(1+0. 085ln■~*)。静、动态拉伸条件下,WELDOX 700E钢呈现出典型的微孔聚集型韧窝断裂形貌,显微孔洞以马氏体板条界面、第二相粒子为形核点,在拉伸正应力的持续作用下显微孔洞长大、聚集,直至断裂,且随着应变速率的增加,拉伸试样颈缩区的马氏体板条平均宽度由891 nm降至395 nm,显微组织形变加剧与强度增加的趋势一致。     

含复合(Ti,Mo)C析出相的马氏体钢的氢捕获与解吸附

采用热脱氢分析装置 (TDS) 研究了含复合 (Ti,Mo)C析出相的马氏体钢的氢的捕获与解吸附行为。结果表明,36-60 nm的未溶球形(Ti,Mo)复合析出相在室温电化学充氢过程中不能捕获氢,而回火析出的1-5 nm的复合 (Ti,Mo)C析出相是有效的氢陷阱,尽管其氢陷阱激活能相对较低,为16.4-22.1 kJ/mol,与晶界、位错处的氢陷阱激活能相近,同时远低于纯的共格TiC析出相的氢陷阱激活能,但在大气中放置时,被回火析出的1-5 nm的复合 (Ti,Mo)C析出相捕获的氢无法解吸。     

钛铌微合金化齿轮钢的奥氏体晶粒长大研究

 采用热模拟渗碳方法研究了Ti、Ti-Nb微合金化的20CrMnTi和20CrMnTiNb渗碳齿轮钢在930~1200℃的奥氏体晶粒长大规律。结果表明，添加0. 038%(质量分数，下同)的钛和0. 048%的铌的20CrMnTiNb钢中含有铌和钛的析出相，其粒子间距为0. 361μm；而含0. 054%的钛的20CrMnTi钢中仅含有较大尺寸的TiN析出相，粒子间距为0. 471μm，前者奥氏体晶粒粗化倾向明显低于后者。20CrMnTiNb钢经1000℃奥氏体化10h后奥氏体晶粒长大不明显，且无混晶现象，适合高温渗碳工艺。     

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...     

1500MPa级高强度钢42CrMoVNb的氢吸附行为

采用阴极充H和H热分析等实验方法,研究了新开发的1500 MPa级高强度钢42CrMoVNb在不同奥氏体化温度淬火和不同温度回火后的H吸附行为,并与常用钢42CrMo进行了对比.结果表明,在淬火态及不同温度回火处理后,42CrMoVNb钢充H试样的H逸出曲线峰值温度θp在200-250℃之间.回火温度从200℃升高到5...     

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.     

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 对电解抛光方法制备钢铁材料EBSD样品进行了研究,找到了合适的电解抛光工艺参数。以商业用钢为例,用微分干涉显微镜观察电解抛光后的试样表面状态,可看到传统机械抛光过程中造成的抛光损伤已经去除,表面比较平滑,可以得到质量较高的EBSD图象。     

回火温度对42CrMo钢组织和力学性能的影响

通过显微组织观察和力学性能检测,分析了42CrMo钢在不同回火温度下微观组织形貌和力学性能的变化。通过三维原子探针(3DAP)技术分析500 ℃回火温度下42CrMo钢中元素分布情况,研究了Cr、Mn、Mo等合金元素对钢性能的影响。结果表明,42CrMo钢水淬后在450 ℃回火时显微组织为回火屈氏体,在500~650 ℃区间回火时显微组织均为回火索氏体,随着回火温度的增加,颗粒状碳化物增多;抗拉强度和规定塑性延伸强度降低,-40 ℃低温冲击性能升高。在500 ℃回火可达到12.9级螺栓力学指标(R_m≥1200 MPa,KV₂≥27 J),力学性能最佳,且满足低温环境下螺栓用钢的使用要求。3DAP结果表明,钢中的合金元素通过固溶强化和沉淀强化提高了钢的性能。     

氮-甲醇保护气氛对45CrNiMoVA高强钢氢致断裂的影响

采用化学成分分析、断口形貌分析、显微组织分析、力学性能测试等方法对断裂后的45CrNiMoVA钢制高强扭杆进行了分析,并开展了氮-甲醇保护气氛下零件表面氢含量的测定,探讨了氢致缺陷对高强钢零件扭转疲劳的影响机理,提出了防止渗氢的预防措施,并进行了试验验证。结果表明,在氮-甲醇保护气氛下进行高强钢加热可导致氢的侵入,产生氢脆现象,影响高强钢零件扭转疲劳寿命。将氮-甲醇可控气氛更改为氮气保护,配合花键部位人工涂刷防脱碳涂料可有效防止表面氧化脱碳。采用改进工艺,高强钢扭杆未发生断裂现象。