高强汽车双相钢的连续退火与组织性能研究

目的 提升高强DP980双相钢的力学性能,优化连续退火工艺。方法 对高强汽车双相钢进行了连续退火处理,研究了连续退火均热温度、均热时间、过时效温度对冷轧双相钢显微组织、物相组织和力学性能的影响。结果 对于不同退火均热温度处理的双相钢,其组织均为铁素体(F)+马氏体(M),随着均热温度从715 ℃升高至865 ℃,残余奥氏体体积分数逐渐减小,抗拉强度、屈服强度先增后减,断后伸长率逐渐减小,在均热温度为815 ℃时,双相钢的抗拉强度和屈服强度达到最大值。随着均热时间从0.5 min延长至5 min,双相钢的晶粒尺寸逐渐增大,残余奥氏体体积分数先减后增,抗拉强度、屈服强度先增后减,断后伸长率先减后增,在均热时间为1.5 min时,抗拉强度和屈服强度达到最大值。随着过时效温度从245 ℃上升至395 ℃,双相钢中的马氏体体积分数逐渐减小,当过时效温度为395 ℃时,出现了贝氏体,奥氏体体积分数先增后减,抗拉强度、屈服强度逐渐减小,断后伸长率逐渐增大。结论 冷轧DP980双相钢适宜的连续退火工艺如下:均热温度为815 ℃、均热时间为3 min、过时效温度为295 ℃。此时双相钢具有较好的强塑性。     

退火温度对冷轧Fe-Mn-Al-C低密度钢性能的影响

在850-1050℃范围内系统分析了冷轧Fe-Mn-Al-C钢的力学性能、金相组织、XRD图谱以及断裂行为,研究其在退火过程中奥氏体、铁素体、碳化物与力学性能的转变规律。结果表明,在850℃退火处理后冷轧Fe-Mn-Al-C钢的组织为奥氏体+带状d-铁素体+a-铁素体+k碳化物,晶间网状铁素体和较高的碳化物含量使钢板具有较高的强度但是塑性极差,发生解理断裂;在900-1050℃钢板的基体为奥氏体组织,a-铁素体含量下降,而带状d-铁素体破碎呈不连续岛状分布;当d-铁素体长大程度超过奥氏体组织时,铁素体含量增大,XRD峰值升高;退火组织的转变导致抗拉强度随温度的升高而下降,断后伸长率提高;在1000℃时强塑积达到最高值,得到强度与韧性的良好组合,抗拉强度为1003.1 MPa,断后伸长率为41.28%,强塑积为41.41 GPa·%。为了使冷轧Fe-Mn-Al-C钢具有良好的强韧性,退火温度不可低于950℃。同时,Fe-Mn-Al-C钢的测量密度为6.55 g·cm-3,减重效果显著,达到16.6%。     

回火温度对两相区退火海工钢组织和性能的影响

对690 MPa级海工钢进行“淬火+两相区退火+回火”三步热处理,研究了回火温度对其组织和性能的影响、分析了力学性能变化与组织演变和残余奥氏体体积分数之间的关系。结果表明：回火后实验钢的显微组织为回火贝氏体/马氏体、临界铁素体和残余奥氏体的混合组织。随着回火温度的提高贝氏体/马氏体和临界铁素体逐渐分解成小尺寸晶粒,而残余奥氏体的体积分数逐渐增加;屈服强度由787 MPa降低到716 MPa,塑性和低温韧性明显增强,断后伸长率由20.30%增至29.24%,-40℃下的冲击功由77 J提升至150 J。残余奥氏体体积分数的增加引起裂纹扩展功增大,是低温韧性提高的主要原因。贝氏体/马氏体的分解和残余奥氏体的生成,引起组织细化、晶粒内低KAM值位错的比例逐渐提高和小角度晶界峰值的频率增大,使材料的塑性和韧性显著提高。     

正火温度对建筑耐火钢的组织与性能的影响

研究了正火温度对耐火钢组织与力学性能的影响。结果表明,当正火温度为700℃和750℃时,组织由针状或者条状铁素体和少量马氏体组成;升高正火温度至800℃,耐火钢基体组织中条状铁素体含量有所减少,而块状铁素体含量有所增多;继续升高正火温度至850℃,基体组织中主要为块状铁素体;当正火温度为700℃和750℃时,虽然耐火钢的强度较高,但是塑性较差,且屈强比高于0.8,无法满足耐火钢的使用要求;正火温度为800℃时,耐火钢的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别为595 MPa、465 MPa和22%。     

低温临界区退火时间对22MnB5钢组织和性能的影响

为了研究22MnB5钢在退火过程中的组织演变规律,细化热冲压成形后马氏体板条束,通过扫描电镜(SEM)、能谱分析、电子背散射衍射(EBSD)分析技术和拉伸实验等方法,研究了不同低温临界区退火时间对22MnB5钢显微组织和力学性能的影响,并阐述了不均匀奥氏体在退火过程中的转变机制及合金元素对粒状珠光体形成的影响.研究表明,经低温临界区不同退火时间保温及随后等温处理后,得到不同的珠光体形态,在770℃保温0.5 h,并在700℃等温处理后,得到铁素体基体上分布颗粒状碳化物的粒状珠光体组织;随着临界区保温时间的延长,奥氏体转变逐渐均匀,使部分奥氏体在随后的等温过程中发生共析转变,得到多边形铁素体+片层状珠光体组织.粒状珠光体组织有利于细化淬火后的马氏体板条束,提高综合力学性能.     

800MPa级冷轧耐候双相钢连续冷却相变及组织性能研究

为了探索一种800 MPa级冷轧耐候双相钢的连续冷却转变规律及退火后组织性能变化,利用For-master-FⅡ全自动相变仪及连续退火模拟实验机,进行了连续冷却转变(CCT)曲线的测定及连续退火实验.结果表明:实验钢的过冷奥氏体在很低的冷却速度(0.5℃/s)下即可发生马氏体转变,而珠光体转变较少.当冷速为80℃/s时,仅发生马氏体转变;退火后实验钢显微组织中的马氏体呈带状分布,经最优工艺退火后实验钢的显微组织为多边形铁素体(79%)+块状马氏体(16%)+细小的残余奥氏体(5%),残余奥氏体主要分布于马氏体晶粒内部或铁素体的晶界处;实验钢屈服强度为387 MPa,抗拉强度为863 MPa,延伸率为18%,强塑积达到15534.     

含δ铁素体Mn-Al系TRIP钢冷轧退火过程的组织性能

研究了临界区退火温度和退火时间对含δ铁素体的Mn-Al系冷轧TRIP钢(Fe-0.18C-6.4Mn-2.8Al)的组织和性能演变行为的影响。结果表明,随着临界区退火温度的提高和退火时间的延长,实验钢的残余奥氏体(RA)含量和强塑积呈现先增大后减小的趋势。在750℃退火2 min实验钢的组织由δ铁素体、临界区铁素体及残余奥氏体组成,其RA含量为24.7%,抗拉强度为773 MPa,断后延伸率39.4%,强塑积为30.46 GPa·%。RA主要集中在粗大δ铁素体与原马氏体边界、原马氏体区域内再结晶铁素体晶界周围以及粗大δ铁素体内的亚晶界附近。     

卷取温度对冷轧DC01钢板显微组织与成形性能的影响

通过拉伸试验、金相检验和成形试验,分析了热轧卷取温度对冷轧DC01钢板显微组织和成形性能的影响。结果表明：随卷取温度由680℃升高至730℃,冷轧DC01钢板的屈服强度和抗拉强度均呈不同程度的下降趋势,下降幅度在20～30 MPa,断面收缩率A₈₀提升约2%,最高可达41.5,塑性应变比r提升约0.4,最高可达2.05,加工硬化指数n变化不大,冷轧DC01钢板的综合成形性能与罩式退火DC01钢板的相当;在730℃高温卷取条件下,DC01钢板的热轧组织和冷轧组织均为铁素体+少量珠光体,冷轧过程中再结晶阻力较小,有利于γ纤维织构的形成,使材料的塑性应变比r大幅提高,从而改善材料的冲压成形性能;在730℃高温卷取条件下,冷轧DC01钢板的相对锥杯值和胀形高度与罩式退火DC01钢板的相当,其冲杯高度达到了罩式退火DC01钢板的86%,综合成形性能良好。     

正火工艺对冷轧态低合金低温钢组织及拉伸性能的影响

采用拉伸性能、显微硬度测试及OM、SEM、TEM等实验方法研究了正火工艺对冷轧态低合金低温钢板组织演变和拉伸性能的影响。结果表明,热处理温度为700℃时,冷轧试样仅处于回复阶段,铁素体基体内为严重的位错缠结组态和位错网格结构;正火温度升高至750℃和800℃时,冷轧组织再结晶及相变过程同时发生,以M/A小岛为特征的粒状组织出现;860℃完全正火组织为等轴铁素体和弥散珠光体,位错呈稀疏的位错墙组态。23%压下率冷轧试样经860℃正火后铁素体晶粒尺寸由10%压下率冷轧试样的12.0μm细化到10.2μm。正火温度为860℃时,冷轧试样达到最佳的强塑性配合,10%和23%压下率试样的强塑积分别为20 007 MPa%、17 850 MPa%。与700℃正火试样相比,860℃正火试样拉伸断口附近及颈缩区组织中微孔数量显著降低,拉伸变形能力改善。     

热处理温度对SPCC冷轧钢带组织及力学性能的影响

对SPCC冷轧钢带进行不同温度的热处理,热处理温度为550、600、650、700、750℃,保温时间5 min,然后快速水冷。研究不同热处理温度对SPCC冷轧钢带组织及力学性能的影响。结果表明,随着热处理温度的升高,SPCC冷轧钢带的屈服强度及抗拉强度升高,延伸率则降低,洛氏硬度增大。经550、600℃热处理后的SPCC冷轧钢带的金相组织为铁素体+球粒状珠光体,经750℃热处理后的金相组织则为铁素体+岛状珠光体。     

P92钢高温拉伸断口形貌的研究

采用热模拟法进行600~1300℃温度区间P92钢的高温拉伸实验。利用SEM,LSCM对不同拉伸温度下的断口形貌及近断口组织进行分析,并对P92钢的力学性能进行研究。结果表明:P92钢拉伸时,抗拉强度由467.32MPa下降到24.32MPa,屈服强度由56.88MPa下降到1.07MPa;不同拉伸温度下,断口表现以韧性断裂为主,韧性与脆性特征共存的现象。在600~900℃时,P92钢发生了动态回复过程,断口形貌表现为韧窝特征。冷却至室温,P92钢近断口处组织均为马氏体+残余奥氏体组织+M7C3+MC+M23C6+M6C+M3C型碳化物。随着温度升高,P92钢发生了动态再结晶,断口形貌以塑孔为主。P92钢近断口处组织为马氏体+残余奥氏体组织+MC+M6C型碳化物。     

热轧钛微合金化TRIP钢的组织与性能研究

对钛微合金化TRIP钢进行连续冷却转变曲线的测定,分析轧制与冷却工艺对其组织与性能的影响。结果表明:实验钢的奥氏体/铁素体、奥氏体/马氏体相变点分别在500~650℃和450℃左右;组织由铁素体/贝氏体及少量残余奥氏体组成;随着终轧温度的升高,实验钢的屈服强度和抗拉强度有所降低;随着空冷结束温度的降低,实验钢的屈服强度降低;当终轧温度和空冷结束温度分别为796℃和722℃时,实验钢的屈服强度,抗拉强度和强塑积分别为661,888MPa和25042MPa·%,其对应组织为细小的铁素体及板条贝氏体,铁素体基体上存在大量细小的析出物。     

变形终止温度对GCr15轴承钢显微组织的影响

采用MMS300热模拟试验机对GCr15轴承钢的热变形工艺进行模拟,研究变形终止温度对其显微组织的影响。结果表明,变形终止温度在770~870℃内变化时,其显微组织均为片层状珠光体+沿晶界分布的先共析碳化物,并且先共析碳化物周围存在铁素体薄膜。随着变形终止温度的升高,晶粒尺寸和珠光体团的尺寸均增加,珠光体的片层间距略微减小,硬度增加。通过回归分析获得维氏硬度与片层间距倒数的拟合方程HV=38.3S-1+92.7。变形终止温度在810~870℃内升高时,碳化物的网状程度增加。与810℃相比,变形终止温度为770℃和790℃时,碳化物的网状程度较严重。     

800MPa冷轧热镀锌双相钢组织性能及其织构演变

对800MPa级热镀锌双相钢热轧、冷轧及退火后的显微组织进行了观察,分析比较了热轧和退火后的力学性能,并考察了其织构演变过程.结果表明:实验用钢经820℃保温140s热镀锌退火后,可获得抗拉强度819MPa,伸长率为17%的铁素体+马氏体双相钢,铁素体晶粒尺寸在1.5~4μm之间,马氏体体积分数为34%左右;热轧织构密度较弱,但已呈现出γ织构的雏形;冷轧后α织构和γ织构密度显著增长;热镀锌退火后α织构变化不大,不利织构{001}〈110〉织构密度有较大程度地攀升,γ织构取向密度值波动很大,最大织构组分为{112}〈110〉织构;快冷过程中形成的马氏体阻碍了有利织构{111}的发展,使得不利织构{001}〈110〉得到一定程度的发展.     

超级13Cr油管钢的显微组织与力学性能

以调质处理并经矫直后高温退火的超级13Cr油管钢为研究对象,对其显微组织及力学性能进行了分析.结果表明:该超级13Cr油管钢的显微组织为板条状马氏体+少量长条状δ铁素体,晶粒度等级为9级;随着试验温度从-90℃升高到100℃,其冲击吸收能量增大,-90℃下的冲击吸收能量可达158 J;室温下,其屈服强度为823 MPa...     

135°ECAP+旋锻变形工业纯钛的热稳定性研究

对经过135°ECAP+旋锻变形后的工业纯钛100,150,200,250,300,350,400,450℃和500℃下保温1h退火。采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、拉伸试验机及显微硬度仪等技术研究ECAP+旋锻变形工业纯钛退火后的组织与性能变化。结果表明:在400℃以下退火时,显微组织中位错密度降低,晶界逐渐清晰,变形组织未发生明显变化,材料的抗拉强度和显微硬度略有降低,伸长率增加不明显;在400℃以上退火时,随着退火温度的升高,发生再结晶,晶粒尺寸明显增大,平均晶粒尺寸约为5μm,材料的抗拉强度和显微硬度均出现明显降低,伸长率增加。拉伸断口表明,ECAP+旋锻变形退火后工业纯钛的拉伸断裂均为韧性断裂。随着退火温度的升高,韧窝尺寸变大,韧窝深度变深。     

预应变对Nb微合金化09MnNiDR低温钢高温塑性的影响

利用光学和电子显微镜观察断口组织,并测定断面收缩率来研究预拉伸应变对Nb微合金化低温钢09MnNiDR高温塑性的影响。当试样进行5%变形量预拉伸,800℃时断口组织主要为铁素体,晶界处有网状先共析晶界铁素体,断面收缩率为63%;900℃时断口组织主要为贝氏体和针状铁素体以及大量碳氮化物,断面收缩率降至35%;1000℃时断口组织主要为板条马氏体,断面收缩率升至95%。与未进行预应变试样相比,在800～920℃的温度区间,断面收缩率显著降低,预应变明显恶化了Nb微合金化09MnNiDR钢的高温塑性,这主要与预应变促进了尺寸为十几纳米至几十纳米Nb碳氮化物的沿晶界析出有关。     

一种SCWR包壳管用9-12%Cr低活性F/M钢的组织及析出相研究

运用Thermo-Calc软件进行热力学计算,预测了一种新型9-12%Cr低活性F/M(铁素体/马氏体)实验钢的组织。对淬火回火热处理后的显微组织进行了观察,并对析出物进行电子衍射结构分析和EDS化学成分检测。结果表明,实验钢是典型的回火板条马氏体组织,位于各种晶界上的析出物均为富Cr的碳化物M_(23)C_6,其化学成分随碳化物的形貌变化而变化。对实验钢进行60%冷变形并随后在820℃退火10-300 min,M_(23)C_6在完全再结晶、奥氏体相变过程中进一步球化,Cr、W不断富集,Cr/Fe逐渐升高至2后成分趋于稳定,化学组成接近于(Cr_(15)Fe_6W_2)C_6。     

再结晶退火4J6合金薄带的微观组织特征

对变形量为40%,厚度为1.8 mm的冷轧4J6合金薄带施以不同温度相同保温时间的退火处理,采用金相组织观察,电子背散射衍射(EBSD)实验手段,研究了不同温度退火条件下,冷轧4J6合金薄带的显微组织和主要织构的演变规律以及晶界的取向差分布特征.结果表明,随着退火温度的增加,小角晶界的取向差逐渐减小,晶界的取向差主要分布在55°～60°之间;高斯织构及黄铜织构所占比例逐渐减小,《110》//RD织构逐渐增加.     

退火温度对冷轧Ti-13V-3Al-0.5Cu形状记忆合金组织结构与马氏体相变的影响

使用XRD、TEM、DSC和室温拉伸等分析测试手段,对冷轧后经不同退火温度处理的Ti-13V-3Al-0.5Cu(%,原子分数)合金微观组织结构,马氏体相变行为,力学性能和形状记忆性能进行了研究。经冷轧、退火处理后,合金在室温下的组织主要为α"马氏体相,存在少量残余β母相、α相和Ti₂Cu第二相。随着退火温度的增加,合金形状记忆性能先升高后降低;当退火温度为750℃时,在预应变量为6%的前提下可实现5.3%的可回复应变。其组织结构观察结果表明,经冷轧、退火处理后,合金中α"马氏体形貌由“V”字型自协作组态向择优取向的单一取向马氏体板条转化,界面可动性提升,马氏体临界再取向应力降低,形状记忆性能提高。