低碳马氏体钢的微观组织及其对强度的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、背散射电子衍射(EBSD)以及透射电镜对17CrNiMo6钢经淬火和低温回火后的马氏体组织进行了定量分析,并且研究了其对强度的影响.结果表明:17CrNiMo6钢Packet(板条束)尺寸和Block(相似取向的板条束)宽度随原奥氏体晶粒尺寸的减小而减小,而Lath(板条)宽度在0.3μm左右,对原奥氏体晶粒尺寸变化不敏感.17CrNiMo6钢板条马氏体的屈服强度与原奥氏体晶粒尺寸、Packet尺寸以及Block宽度都符合Hall-Petch关系,而Block宽度是对强度起作用的组织控制因素.     

奥氏体化温度对微硼耐磨钢组织性能的影响

采用力学性能测试、金相分析及TEM微观结构分析,研究了淬火温度及保温时间对低合金耐磨钢显微组织和力学性能的影响,并通过端淬试验研究了奥氏体化温度对淬透性的影响.结果表明:在830～910℃温度范围内,淬透性随奥氏体化温度升高而提高,当奥氏体化温度超过910℃时,钢板淬透性降低.850℃保温30～45 min的亚温淬火组织中,存在尺寸为1μm左右的高缺陷铁素体弥散分布,使钢板韧性得到提高;910℃保温45～60 min完全淬火后,钢板具有良好的强韧性;奥氏体温度超过930℃以及延长保温时间都会使原始奥氏体晶粒粗化,导致钢板韧性降低.     

组织细化对中碳Cr-Mo钢力学性能的影响

通过循环热处理和改变奥氏体化温度两种方法获得不同的原奥氏体晶粒尺寸,研究了不同晶粒尺寸对高温回火中碳Cr-Mo钢力学性能的影响.结果表明,当奥氏体化温度低于1 050℃时,实验钢的强度随奥氏体化温度的升高而提高.在相同的奥氏体化温度下,强度随着晶粒的细化而上升.在整个研究范围内,随着晶粒的细化,实验钢的韧性有一定的提高,塑性略有下降.晶粒细化显著提高了钢的低温冲击韧性.     

淬火工艺对马氏体高强钢组织和性能的影响

摘要：采用拉伸、冲击、金相、电子背散射衍射、透射电镜、X射线衍射等试验手段,研究了在线直接淬火+回火（DQT）与离线再加热淬火+回火（RQT）工艺对马氏体高强钢组织性能的影响。结果表明,2种试验钢组织均为板条马氏体,RQT试验钢原奥氏体晶粒及板条束呈等轴状,板条块较短,板条较宽,DQT试验钢原奥氏体晶粒呈扁平状,板条束贯穿整个晶粒,板条块呈细长状,板条宽度较小;位错强化是DQT试验钢强度较RQT高的主要原因;板条束为控制DQT和RQT试验钢韧性的最小单元;DQT试验钢大角晶界比例较低,其具有较大的马氏体板条束尺寸以及更高的位错密度,断裂应力较低,低温韧性较差。     

调质工艺对蒸汽发生器拉杆用X12Cr13钢组织和性能的影响

通过试验研究了调质工艺对蒸汽发生器拉杆用半马氏体型不锈钢X12Cr13微观组织和力学性能的影响。结果表明:在相同的回火温度下,随着淬火温度的提高,晶粒明显长大,残余奥氏体增多,强度先升高后降低,塑性及韧性下降;在相同的淬火温度下,随着回火温度的升高,板条马氏体形态减弱,碳化物尺寸增加,而晶粒尺寸变化不大,强度逐渐降低,塑性及韧性不断升高。     

低合金钢板条组织中影响低温韧性的“有效晶粒尺寸”

采用OM,SEM,TEM及EBSD等方法,对低合金钢板条组织的精细组织结构进行了研究,并测试了不同热处理条件下试验钢的低温韧性。研究过程中,从晶体学、亚单元对性能的定量影响规律、解理裂纹扩展路径的实际观察等3个方面分别研究控制低温韧性的"有效晶粒尺寸"。几个不同方面的研究结果均表明,板条块(block)是决定低合金钢板条组织低温韧性的最小亚单元,即板条块尺寸是影响低温韧性的"有效晶粒尺寸"。     

中碳珠光体型高速车轮钢的韧化机理

 韧性是影响高速车轮运行安全的关键性能指标。为了阐明中碳珠光体型高速车轮钢的韧化机理,对夹杂物改性和组织韧化两方面进行了深入研究。研究结果表明,硫化物包裹氧化物的夹杂物改性提高了车轮钢的韧性。车轮钢中的氧化物夹杂容易在夹杂物与基体界面处产生裂纹,并向周围基体扩展;当氧化物被硫化物包裹后,裂纹仅在夹杂物本身产生,保护了周围基体。在w（Mn）＝0.75%的成分体系下,当硫的质量分数提高到0.006%及以上时,硫化物在固相线温度以上析出,可以实现对氧化物的较好包裹,改善车轮钢的韧性;硫化物在车轮热加工过程中会发生回溶与再析出,破坏复合夹杂物的包裹效果,提高硫质量分数或降低热加工温度,可以提高复合夹杂物的热稳定性。奥氏体晶粒尺寸和先共析铁素体体积分数是车轮钢组织韧化的关键控制因素。细化奥氏体晶粒尺寸、提高铁素体体积分数,断口中解理面尺寸减小,韧性撕裂区增多。     

热处理工艺对9Ni钢板低温韧性影响规律的研究

研究了不同热处理工艺对9Ni钢板低温韧性的影响。结果显示:采用QLT热处理工艺时,首次淬火温度对最终性能的影响较小,回火温度对钢板的强韧性影响最大。两相区淬火显著提高钢板低温韧性主要有3个原因:在两相区温度内钢板未完全奥氏体化,组织中含有软相铁素体;两次淬火可以细化晶粒;回转奥氏体提高韧性。9Ni钢板的低温冲击韧性得以提高是多个因素共同作用的结果。     

亚临界区淬火温度对一种新型“锰代镍”低温钢组织演变及力学性能的影响

利用X射线衍射仪(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)和透射电子显微镜(TEM)研究了亚临界区淬火温度对一种新型"锰代镍"低温钢组织演变及力学性能的影响。结果表明,随着亚临界区淬火温度的升高,室温亚稳奥氏体的体积分数逐渐降低。当亚临界区淬火温度为700和740℃时,亚稳奥氏体主要以片层状在回火马氏体板条间析出,且排列方向与周围的马氏体板条平行,这种片层状亚稳奥氏体分布较为均匀,尺寸较小,厚度约为100nm,且稳定性较高;当亚临界区淬火温度为780℃时,试验钢中出现尺寸较大的块状奥氏体,在回火马氏体界面的交叉处不均匀析出。分析表明,不同热处理制度下基体"有效晶粒"尺寸、所生成的亚稳奥氏体体积分数及其稳定性的不同是导致不同亚临界区淬火温度下试验钢低温韧性差异的主要原因。     

奥氏体化温度对51CrV4钢淬火组织和性能的影响

 为了找出51CrV4钢最佳的奥氏体化温度和最佳的综合力学性能，研究了奥氏体化温度对51CrV4钢淬火组织和性能的影响。试验结果表明，随着奥氏体化温度的升高，奥氏体晶粒逐渐长大，淬火后组织硬度呈先增大后减少的趋势，经460 ℃回火后的强度先增大后减小；当奥氏体化温度为880 ℃时，奥氏体晶粒细小均匀，得到的马氏体组织致密，强度和硬度均达到最大值；当奥氏体化温度达到910 ℃时，奥氏体晶粒粗大，而且试验钢出现明显的脱碳现象，强度、硬度和塑性明显下降。研究表明，在实现完全奥氏体化前提下，为保证晶粒均匀且不出现脱碳现象，51CrV4钢获得良好性能的最佳淬火温度为880 ℃。     

退火温度对超薄取向硅钢织构及磁性能的影响

 为了研究中/高频用超薄取向硅钢制备工艺中退火温度对组织、织构及磁性能的影响,以商用0.27 mm规格无底层取向硅钢成品板为原料采用初次再结晶法制备了0.08 mm厚的超薄取向硅钢。系统研究了800~1 000 ℃温度范围内退火对超薄取向硅钢退火组织、织构及磁性能的影响。结果表明,过渡带中的η取向({0kl}<100>)与相邻形变基体呈大角度取向差晶界,再结晶开始时,η取向组分优先在过渡带边界“弓出”形核;随着退火温度升高,再结晶平均晶粒尺寸增大,{114}<481>等非η取向晶粒尺寸优势愈发明显,η组分体积占比降低,晶粒尺寸均匀性变差;稍低温退火时超薄取向硅钢综合磁性能较好,退火温度为800 ℃时,磁感应强度B₈₀₀=1.82 T,铁损P_1.5/400=11.66 W/kg,获得本试验条件下最佳综合中频磁性能。     

低成本高焊接性能船板钢EH36的开发

工业化试制了3种厚度规格(20,26和36mm)的新型低成本高焊接性能船板钢EH36。试制钢板的显微组织由多边形铁素体和针状铁素体构成,其力学性能满足EH36级别船板要求并具有优异的低温韧性。采用焊接热模拟评价了钢板的焊接性能,当热输入由30kJ/cm升高至160kJ/cm时,粗晶区原奥氏体晶粒尺寸逐渐增大,其组织也逐渐由粒状贝氏体向晶界铁素体+晶内针状铁素体+晶内多边形铁素体转变,维氏硬度逐渐下降,低温韧性优异。得益于TiN粒子对奥氏体晶粒长大的抑制作用,微量B元素对先共析铁素体转变的抑制作用以及BN粒子对晶内铁素体形核的促进作用,焊接粗晶区获得了有利于韧性的细化组织,保证了粗晶区具有优异的低温韧性。双丝埋弧焊试验也验证了钢板具有优异的焊接性能。     

The effect of through-thickness anisotropy on the cryogenic mechanical properties of an Al-Cu-Li-Zr alloy (Vintage III 2090-T81)

The cryogenic mechanical properties of a 12.7-mm (0.5-in.) Vintage III 2090-T81 (Al-3.05Cu-2.16Li-0.11Zr by weight) plate material were studied. The results indicate that the through-thickness anisotropy in the yield strength of Vintage I 2090-T81 is reduced in the Vintage III material by utilizing a partial recrystallization step during the thermomechanical processing but at some cost to the elongation and cryogenic fracture toughness. Sharp discontinuities in the microstructure resulting from this thermomechanical treatment give rise to distinct differences in the variation of the work hardening behavior with temperature between those regions which undergo recrystallization and those which do not. The lower elongations observed in Vintage III 2090-T81 result from a decrease in work hardenability that appears to be associated with increased slip heterogeneity. The reduced cryogenic toughness is due, in part, to the disruption of the monolithic unrecrystallized grain structure previously observed in Vintage I 2090-T81. The results suggest that a fully unrecrystallized structure is beneficial for cryogenic toughness in the longitudinal orientation.     

TMCP工艺对低碳Ni-Nb钢组织转变和力学性能的影响

 为了研究TMCP工艺对低碳Ni-Nb钢显微组织转变类型和晶粒尺寸的影响规律,研究了不同TMCP工艺下的显微组织特征及其对力学性能的作用机理。结果表明,在未变形轧制情况下,当冷却速度小于5 ℃/s时,显微组织为铁素体和珠光体,铁素体晶粒尺寸随着冷却速度的增大而减小;在变形轧制情况下,随着冷却速度的增加,组织中的铁素体晶粒尺寸明显减小;当冷却速度增大到5 ℃/s时,微观组织中出现了大量粒状贝氏体。试制钢板试验表明,当冷却速度为4 ℃/s时,试验钢的组织为准多边形铁素体,可以有效提高钢的低温韧性;当冷却速度达到6 ℃/s时,试验钢微观组织中出现大量粒状贝氏体,明显降低钢的低温韧性。     

An Ultra-low Carbon, Thermomechanically Controlled Processed Microalloyed Steel: Microstructure and Mechanical Properties

In the current study, a novel ultra-low carbon, high-molybdenum-bearing microalloyed steel has been thermomechanically processed. Transformation of this steel during continuous cooling has been assessed. Variation in the microstructure and mechanical properties at different finish rolling temperatures has been studied. The average grain size, misorientation of grain boundary, and distribution of ferrite grains have been analyzed by using electron backscatter diffraction. The lower yield strength (251 to 377?MPa) with moderate tensile strength (406 to 506?MPa) along with high ductility (30 to 47?pct) has been achieved in the selected range of finish rolling temperatures. Superior impact toughness value in the range of 153 to 162?J is obtained in the subsize specimen even at subzero temperatures (233?K [?40?°C]), which is attributed to fine average ferrite grain size. The acicular ferrite dominated microstructure obtained at the 1023?K (750?°C) finish rolling temperature is the most attractive microstructure for pipeline applications due to its excellent combination of strength and toughness.     

控冷工艺下组织及M/A岛对管线钢韧性的影响

 为了研究微观组织、M/A岛体积分数和长宽比对管线钢低温韧性的影响,用OM、SEM、EBSD和TEM等多尺度手段对材料进行了表征。结果表明,不同冷却速度工艺下均得到针状铁素体(AF)+准多边形铁素体(QF)+M/A岛+粒状贝氏体(GB)的组织结构。但随着冷却速度的增加,组织得到显著细化,有效晶粒尺寸由3.21降低到2.88 μm。M/A岛体积分数从11.2%降低到5.8%,M/A岛长宽比也从3.5降低到1.2。在温度不低于-40 ℃时,随着有效晶粒尺寸减小和M/A岛尺寸、长宽比的减小,管线钢的低温韧性大幅提高。但在温度降低到-80~-60 ℃时,以马氏体为主的类圆形M/A岛易脆化断裂,造成材料在M/A岛体积分数最低和长宽比最低时冲击韧性出现最低值,管线钢的低温韧性与大角度晶界所占的百分比没有直接关系。针对试验用高强管线钢,在冷却速度为20 ℃/s、M/A岛体积分数为9.8%左右、长宽比为2.5时,材料具有韧性优异的综合性能。     

B级船板生产工艺研究

本文主要介绍了在生产Ｂ级船板过程中，通过控制开轧温度，终轧温度及变形程度，细化晶粒，改善钢板的组织，以解决船板冲击韧性低的问题，提高船板生产的性能合格率。     

热处理及NbV-N微合金化对船板钢组织性能的影响

为了获得一种良好强韧性匹配的390MPa级船板钢,通过NbV-N复合微合金化及不同热处理工艺(正火+回火、淬火+回火),对实验室钢板的室温拉伸、-40℃冲击性能及钢的微观组织、析出相等进行了分析研究。结果表明,钒、铌的添加能细化晶粒,且氮质量分数的增加使得这种细晶效果更为显著,从而使得钢的强韧性,特别是冲击韧性明显提升。相比轧态,正火+回火、淬火+回火热处理后钢的力学性能均有明显提高,特别是低温韧性有明显改善,这得益于回火过程中大量微合金碳氮化物的弥散析出及钢的有效晶粒尺寸的显著细化。     

中心偏析对FH40低温钢焊接组织性能的影响

利用金相(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)以及能谱(EDS)等手段研究了FH40低温钢焊接接头显微组织演变及其对低温冲击韧性的影响.结果表明,FH40低温钢母材具有优异的综合力学性能,其屈服强度为420 MPa,抗拉强度为518 MPa,-60℃夏比冲击功为162 J,而焊接接头熔合线位置及热影响区的低温韧性急剧降低至16 J.显微组织分析表明,低温钢母材为细小的多边形铁素体+珠光体组织,在心部位置珠光体组织呈带状分布.焊接热影响区的显微组织主要为针状铁素体,但是心部存在明显的马氏体带.针状铁素体硬度为229.7 HV_0.05,比原来的多边形铁素体高约40 HV_0.05,而马氏体的硬度为313.7 HV_0.05,较原来的多边形铁素体高约140 HV_0.05.EBSD结果显示在马氏体带存在较高的内应力,这是造成焊接接头低温韧性急剧下降的主要原因.EDS表明,中心偏析导致热轧低温钢母材形成C、Mn富集的珠光体带,这些C、Mn富集的珠光体带在焊接热影响作用下重新奥氏体化,并在冷...     

Cryogenic fracture toughness of 9Ni steel enhanced through grain refinement

A thermal cycling technique was used to refine the grain size of commercial “9Ni” cryogenic steel. The grain refined alloy was then tempered, a treatment which introduced a small admixture of retained austenite. The reprocessed alloy shows an excellent combination of strength and toughness to temperatures as low as 6 K, and shows little evidence of embrittlement in liquid helium. The microstructure and mechanical properties of the reprocessed alloy are described and compared to those obtained through conventional treatment.