圆坯连铸GCr15SiMn的成分偏析和接触疲劳寿命研究

利用金属原位分析技术和钻孔化学分析方法对高淬透性轴承钢GCr15SiMn的Φ450 mm连铸圆坯和Φ130 mm圆钢的C、Si、Mn、Cr元素横截面的分布情况进行分析。采用推力片式接触疲劳试验机进行了材料的接触疲劳寿命测试。结果表明：GCr15SiMn连铸圆坯C元素的偏析倾向较大,易产生中心正偏析,而Cr、Si、Mn元素的偏析倾向较小。通过采取稳定低过热度浇铸、三段强电磁搅拌等措施,铸坯的中心碳偏析得以改善。采用(1240±20)℃×5 h高温扩散、初轧首道次变形量≥90 mm大变形轧制的Φ130 mm圆钢的碳偏析可以得到进一步的改善,试验钢在5.3GPa高应力负载下的接触疲劳额定寿命L₁₀达到3.58×10⁶次,接近电渣重熔钢的水平。     

温成形钢及其汽车安全结构件的成形技术

以一种新型具有低奥氏体化温度和高淬透性的第三代汽车钢0.1C-5Mn冷轧板为原材料,按照与热成形基本一致的工艺流程,成功试制出温成形零件。结果表明:温成形钢板的加热温度比传统热成形温度低100~150℃;温成形模具较热成形模具简化;温成形工艺成本更低、效率更高。温成形后的零件尺寸精度高、形状复杂,对在温成形后的零件上截取的试样进行板拉伸试验,试样的抗拉强度不小于1.3 GPa,且伸长率大于12%,说明其力学性能尤其是塑性优于以22Mn B5钢为原料的热成形零件。研究表明,温成形钢及其汽车安全结构件可逐步替代、升级传统22Mn B5热成形钢汽车安全结构件。     

热变形对轴承钢G80T晶粒细化行为的影响

利用Gleeble-3800热模拟变形试验机,对高温轴承钢G80T的动态再结晶行为及相关力学性能进行了研究。通过对该钢在1 050℃下以10s-1的变形速率进行0%~70%的不同形变量的单道次压缩,研究了不同形变量下热变形钢的微观组织结构及硬度。结果表明:当形变量在20%时,无动态再结晶发生;当形变量达到40%时,热变形组织出现了部分的再结晶晶粒;随着形变量的进一步加大,再结晶晶粒数目增多,形变量达到60%后,形变组织形成了平均晶粒尺寸为2.8μm的完全再结晶组织。同时由于形变和晶粒尺寸大幅度细化,钢中的碳化物也随着形变量的增加而逐步减少。通过对压缩应力-应变曲线软化行为的分析,认为该钢的再结晶属于动态再结晶;在1 050℃进行60%的形变可以实现该钢的完全动态再结晶,将平均晶粒尺寸从原始的22μm细化到2.8μm,同时将钢的硬度从820 HV提高到895 HV。研究结果表明,动态再结晶是细化高温轴承钢G80T晶粒尺寸和提高性能的一种有效措施。     

冷却速率对奥氏体型FeMnAlC钢组织和性能的影响

利用SEM、TEM、XRD、EPMA等手段,研究了水冷、空冷和炉冷对奥氏体基FeMnAlC钢微观组织和力学性能的影响.研究结果表明,3种冷却工艺都获得了以奥氏体为基体的微观组织,均含有大量孪晶,随冷却速度的降低,沿晶界析出的铁素体和κ碳化物逐渐增多,微观结构呈现出从以位错为主到调制结构再到矩形畴界的转变过程,组织演变受...     

固溶温度及冷却方式对00Cr40Ni55Al3Ti合金组织性能的影响

以热轧态00Cr40Ni55Al3Ti合金为研究对象,采取1150～1250℃固溶+水冷/空冷的试验方案,探究了固溶温度及冷却方式对显微组织与力学性能的影响规律。研究结果表明,在1150～1250℃范围内,合金晶粒及α-Cr相的尺寸随固溶温度升高而增加,超过1150℃后晶粒急剧长大,超过1200℃固溶并空冷后,α-Cr相在晶界片层状析出。合金的显微硬度随固溶温度的升高而下降,冲击吸收能量在1200℃达到峰值;水冷条件下α-Cr相和纳米级γ′相析出受到抑制,与空冷条件相比,硬度、冲击吸收能量分别降低和升高;拉伸性能受冷却方式的影响显著,空冷条件抗拉强度相对较高,1250℃固溶后空冷引起混晶及晶界粗大片层组织出现,导致伸长率与水冷相比下降了26.5%。     

碳含量对冷轧中锰钢双相区退火组织和力学性能的影响

研究了含碳量为0.1%～0.4%的冷轧态中锰钢经650℃退火后微观组织和单轴拉伸性能的变化规律。利用SEM进行了组织形貌表征,采用XRD法测量了残余奥氏体量,通过拉伸试验机测试了钢的单轴拉伸性能。结果表明,冷轧态实验钢在退火过程中都发生奥氏体逆相变,获得具有一定量亚稳奥氏体的超细晶组织;随实验钢碳含量从0.1%增加到0.2%时,钢的抗拉强度(Rm)变化不大(约1000 MPa),而断后伸长率(A)从27%升高到43%时,强塑积(Rm×A)从28 GPa%提高到45 GPa%,而碳含量为0.4%时,钢的强度明显提高(约1200 MPa),但塑性却下降。分析认为,冷轧中锰钢中的碳有利于逆转变奥氏体的形成及稳定,但碳含量过高会形成大量碳锰化合物,不利于奥氏体的形成,从而降低塑性。亚稳奥氏体相的TRIP效应以及超细的晶粒尺寸是获得超高强度、高塑性及高强塑积的主要原因。     

细晶强化和位错强化对中锰马氏体钢的强化作用

 研究了碳和锰含量对淬火中锰马氏体钢的位错密度、残余奥氏体含量、晶粒尺寸等组织结构以及室温力学性能的影响。借助于SEM、EBSD、TEM和XRD表征了材料的微观组织,探讨了马氏体钢的强化机制。结果表明:随着碳含量增加,淬火中锰钢的位错密度和残余奥氏体体积分数逐渐增加,板条束和板条块尺寸逐渐细化,大角晶界百分数逐渐增加,强度逐渐升高;增加锰含量能够提高马氏体钢的位错密度和抗拉强度。分析认为,位错强化和细晶强化是淬火中锰马氏体钢的主要强化机制。马氏体板条尺寸是马氏体抗拉强度的结构控制单元,而原奥氏体晶粒尺寸则是马氏体屈服强度的结构控制单元。     

新型中锰马氏体高强度钢的耐磨性能

 利用销盘式磨料磨损试验和三体冲击磨料磨损试验研究碳质量分数分别为0.12%和0.19%新型中锰马氏体高强度钢的磨损行为,并与Hardox450钢和21C钢进行耐磨性能对比。用磨损失重量表征耐磨性能,利用LOM、SEM和XRD等设备研究材料磨料磨损机制。结果表明,新型中锰钢耐磨性能与Hardox450钢及21C钢相当。在销盘式磨料磨损试验和三体冲击磨料磨损试验中,马氏体高强钢的耐磨性能与材料的硬度呈线性关系,硬度越高,材料耐磨性越好。由于锰的添加,新型中锰钢的优点不仅在于具有锰的固溶强化特性提高耐磨性能,还在于该钢的淬透性几乎与该钢的冷却速度无关,因而该钢具有大规模工业生产的潜力。     

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。     

固溶处理对G80T高温轴承钢组织及力学性能的影响

对单道次热压缩形变60%的高温轴承钢G80T在不同温度下保温后油淬处理,研究保温温度和保温时间对微观组织和力学性能的影响规律,并对微观组织和力学性能之间的关系进行分析。结果表明,随着固溶温度的升高,在1050 ℃之前奥氏体晶粒尺寸先缓慢增加到约7~8 μm,然后随固溶温度的进一步提高而异常长大。试验钢的显微硬度随固溶温度先升高后降低,在1050 ℃固溶时显微硬度达到921 HV0.2,是细晶强化和碳化物析出强化共同作用所致。热力学计算结果表明,热压缩60%的G80T钢在重新奥氏体化过程中的晶粒长大行为受合金元素扩散控制,其扩散激活能为333 kJ/mol。