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。     

分级固溶处理对8Cr4Mo4V钢的微观组织和硬度的影响

对8Cr4Mo4V航空轴承钢进行分级固溶处理,即在1000~1060℃的初级固溶处理和在1080~1100℃的二级固溶处理,并观察和测试其组织和硬度,研究了分级固溶温度的影响。结果表明,随着初级固溶温度的提高(二级固溶处理为1080℃×10 min),钢中未溶碳化物的体积分数从4.37%逐渐降低到3.43%,但是晶粒没有明显长大。随着二级固溶温度的提高(初级固溶处理为1060℃×30 min),未溶碳化物的体积分数从3.51%逐渐降低到2.84%,平均晶粒尺寸显著增大。当初级固溶温度较低或二级固溶温度较高时,8Cr4Mo4V钢的回火硬度较高。为了使8Cr4Mo4V钢具有高硬度同时避免晶粒粗化,初级固溶温度宜为1020~1050℃,二级固溶温度宜为1080~1090℃。对这种钢进行1020℃×20 min+1090℃×10 min固溶处理后,其平均晶粒尺寸为12.1 μm,回火硬度为63.8 HRC,冲击吸收功为15.28 J,室温抗拉强度为2664.3 MPa。     

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%。     

热处理工艺对新型轻质奥氏体耐磨钢的组织与力学性能的影响

以新型轻质高锰、高铝的奥氏体耐磨钢为研究对象,利用XRD,OM,SEM,EDS观察显微组织和析出物,研究不同的热处理工艺对新型钢种的组织与力学性能影响。结果表明:该新型轻质奥氏体耐磨钢的最佳优化热处理工艺为1050℃保温1h水韧,550℃时效2h,空冷。在最佳热处理工艺条件下奥氏体基体内弥散析出细小的钙钛矿结构(Fe,Mn)3AlC的κ-碳化物颗粒,不仅强化了奥氏体基体,其力学性能也得到明显改善;最优工艺处理后实验钢的硬度、强度、冲击韧度达到了最佳匹配,其抗拉强度为825MPa,屈服强度为574MPa,冲击韧度值为156J/cm2(V型缺口),硬度为271HB;与只进行水韧处理相比实验钢的屈服强度提高40.0%,硬度提高32.2%。     

基于组织和结构调控9CrV钢大尺寸活塞性能的优化EI北大核心CSCD

研究了热处理和结构调控对直径为190 mm的9CrV钢仿形活塞不同部位显微组织和力学性能的影响及其机理。结果表明,经850℃×5 h-230℃×4 h等温淬火、230℃×4 h回火后,9CrV钢活塞的表层至心部依次为下贝氏体、贝氏体+索氏体+M/A岛、珠光体类组织;表层的抗拉强度和冲击吸收功均高于心部。淬火温度降至800℃、回火温度升至400℃,使表层的抗拉强度提高到1610 MPa、冲击吸收功降低到7.4 J,心部的冲击韧性有所提高但是强度降低。经800℃×5 h-230℃×4 h等温淬火、230℃×4 h+400℃×4 h二次回火后,表层的抗拉强度达到1672 MPa、冲击吸收功达到9.8 J,且改善了心部的冲击韧性,使活塞整体的强度与韧性趋于平衡。淬火加热温度的降低保留了适量的未溶碳化物颗粒,阻碍了奥氏体的长大和细化了晶粒,从而提高了钢的强度。在230℃回火使残余奥氏体转化为下贝氏体、防止在400℃回火(提高心部韧性)时生成薄壳碳化物和平衡了整体韧性。综合热处理和活塞结构的调控,实现了大尺寸活塞的整体强韧性平衡。     

淬火温度对7Ni钢低温力学性能的影响

使用OM、SEM、TEM和XRD等手段观察并表征在不同温度淬火的7Ni钢的组织形貌和逆转奥氏体含量的变化,研究了淬火温度对7Ni钢的低温强度和低温韧性的影响。结果表明:当淬火温度从830℃提高到930℃时钢的低温韧性急剧下降,低温抗拉强度和屈服强度明显降低。同时,随着淬火温度的提高延伸率下降,与低温强度的变化趋势基本一致。在830℃淬火的试验钢,原奥氏体晶粒和马氏体板条束最为细小。而当淬火温度超过830℃时钢中的原奥氏体晶粒和马氏体板条束都显著长大,钢的低温强度和低温韧性随着晶粒尺寸与板条束宽度的增大而下降,粗化的组织对钢的低温强度与低温韧性都有不利的影响。随着淬火温度的提高钢中的逆转奥氏体含量基本上呈下降趋势,在830℃淬火的试验钢中逆转奥氏体含量最高,其低温冲击功也最高。     

时效工艺对AerMet100钢强韧性能的影响

采用正常时效、预时效+正常时效、双时效等多种时效工艺对热锻后的Aer Met100钢进行热处理,研究时效工艺对Aer Met100钢回火组织及力学性能的影响。结果表明:正常时效处理后Aer Met100钢的抗拉强度较高(1978 MPa),但是冲击韧性较低(冲击功74J);双时效处理后冲击韧性较高(冲击功102J),但是抗拉强度较低(1662 MPa);经过预时效+正常时效(510℃×30 min,+482℃×5 h)处理得到优良的强韧性能,其抗拉强度为1946 MPa,冲击功为104 J。强韧性提高的原因是:510℃预时效促进了C原子扩散,提高了膜状逆转奥氏体含量及其稳定性,有利于韧性的改善;同时,预时效保温时间短(≤30 min),析出相M2C未与基体脱离共格关系,析出的强化作用提高了强度。     

耐热钢时效后韧度与强度变化的机理

采用冲击试验仪器化试验方法和拉伸试验方法对汽轮机缸体用耐热钢不同状态（未经时效、经过593℃时效5600h）的动态断裂韧度及抗拉强度和塑性进行了研究,同时进行了SEM和物相分析。结果表明,在不同试验温度条件下,与未时效相比,经时效后材料的KId值和断口的侧膨胀值均有所降低;抗拉强度稍有增加,塑性略有降低。在时效试样的晶内与晶界处碳化物数量略有增加,主要是含铬的M23C6相有微量从基体中弥散析出;部分碳化物颗粒发生聚集和长大,试样中第二相平均粒径相对稍大。     

新型建筑用25CrMoNiVNbTi超高强度钢的室温性能评价

对新型建筑用25CrMoNiVNbTi超高强度钢在室温下的组织和性能进行了评价。采用拉伸实验、硬度测试、示波冲击测试、金相显微镜、扫描电镜和透射电镜等手段评价了25CrMoNiVNbTi超高强度钢的强度、硬度、韧性和微观组织及其精细结构。结果表明:新型建筑用25CrMoNiVNbTi超高强度钢具有很好的强韧性,室温下该钢的抗拉强度达到1100 MPa左右,冲击功达到100J左右。冲击断口分析表明断面有较多的韧窝,为韧性断裂,微观组织分析表明该钢调质处理后的组织为回火索氏体,晶界处含有较多位错,位错相互缠结产生较强的应力场,从而显著提高了钢的强度。镍的添加和粒状回火索氏体结构使得该钢具有较好的韧性。     

Fe-Mn-Al-Nb系轻质低温钢的组织和性能

本工作设计了一种低层错能并具有稳定奥氏体组织的轻质Fe-Mn-Al-Nb系低温钢,经680℃回火2.5 h,其屈服和抗拉强度分别达到了442 MPa和658 MPa,且低温韧性达到了148 J,相比传统Ni系低温钢的低温韧性提高了80～120 J.对低温冲击后的组织进行表征发现,这主要是由于产生了大量纳米孪晶协调变形,极大地提高了实验钢的低温韧性.另外,通过对实验钢回火前后的组织进行表征,发现回火后析出了大量纳米级的NbC,明显提高了Fe-Mn-Al系钢板的屈服强度和抗拉强度,同时对延伸率的影响较小.     

回火温度对5.5Ni低温钢组织和力学性能的影响

用XRD,SEM及TEM等手段表征5.5Ni钢在不同回火温度下逆转变奥氏体的含量、形貌和尺寸等的变化,研究了回火温度对5.5Ni钢力学性能的影响规律。结果表明:在580-600℃回火后5.5Ni钢的抗拉强度和屈服强度变化不明显;在620℃回火后抗拉强度小幅度提高,屈服强度却大幅度降低,延伸率持续升高;在580-620℃回火,随着回火温度的提高5.5Ni钢中的逆转变奥氏体体积分数虽逐渐增加,冲击功却不断降低。稳定程度高且细小均匀弥散分布的片层状逆转变奥氏体,是在580℃回火后冲击功高达148 J的主要原因。钢中有两类逆转变奥氏体,一类是片层状的,宽度为20 nm,长度不一,有利于提高钢的低温韧性;另一类是块状的,呈团簇状分布,尺寸约为200 nm,对钢的低温韧性有害。     

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。     

Cr12MoV钢的强韧化热处理工艺研究

研究了球化退火工艺，淬火温度和回火温度对Cr12MoV钢的碳化物形态，晶粒大小、硬度、冲击功的影响。结果表明，该钢经1100℃预淬火的球化退火工艺处理后再经980℃淬火，240℃回火后具有较好的强韧性配合，在保持硬度不变的情况下，其冲击功提高了80％。     

应用炉卷轧机开发700MPa级高强韧性钢板

700MPa级高强韧性钢板具有强度高、低温韧性好以及焊接性能优良的特点.然而,传统的铁素体/珠光体钢的屈服强度一般低于500MPa,不能满足强度要求.本研究采用现代炉卷轧机并结合控轧控冷工艺在安阳钢铁公司研制开发出700MPa级高强韧性钢板,其屈服强度大于560MPa、抗拉强度大于670MPa、延伸率大于16%、-40℃冲击功大于47J.     

奥氏体化温度对900 MPa级HSLA钢显微组织和晶体学演变的影响

采用OM和SEM研究了奥氏体化温度对HSLA钢组织演变和低温韧性的影响.结果 表明:奥氏体化温度由850℃升高至950℃(实验钢的AC3温度为819℃)并保温30 min后,奥氏体的平均晶粒尺寸由7.22 μm增大到17.39 μm,在850～950℃淬火后的显微组织均为板条马氏体,屈服强度和抗拉强度均呈下降趋势,延伸...     

AMS5616钢的回火脆性

本文研究了AMS5616钢经990℃淬火、不同温度回火后的室温力学性能,特别是室温冲击韧性的变化。发现该钢在450～550℃回火,存在一个明显的回火脆性区。显微组织研究表明:该回火脆性主要与残余奥氏体的大量分解和M_3C型碳化物向M_(23)C_6型碳化物的转化有关。     

9Cr2Mo钢中贝氏体的组织形貌

采用光学显微镜和扫描电子显微镜等技术手段观察了经1100℃奥氏体化的9Cr2Mo钢在不同温度的盐浴中等温淬火后贝氏体的组织形貌。结果表明：9Cr2Mo钢1100℃奥氏体化后,在410℃的硝盐浴中等温得到羽毛状的经典上贝氏体组织,在350℃的硝盐浴中等温得到针状（或片状）的下贝氏体组织;上贝氏体铁素体铁素体是在奥氏体晶界处形核并向晶内生长,碳化物在铁素体条间分布;下贝氏体是在奥氏体晶内形核,碳化物分布在铁素体片中间,碳化物大多数与片条的主轴方向交角排列,但角度不等。     

Cu对9Ni钢强度和低温韧性的影响

研究了Cu含量(质量分数)对9Ni钢强度和低温韧性的影响,并结合显微组织观察和精细结构分析了含铜9Ni钢的强韧化机理.结果表明,经过淬火+两相区淬火+回火(QLT)处理,Cu含量由0提高到1.5%,9Ni钢的室温屈服强度和抗拉强度分别提高约150和105 MPa;随着Cu含量的提高-196℃低温冲击功呈现先增加后降低的趋势,Cu含量为1.0%时达到最高值157 J,而所有含铜9Ni钢的冲击功均保持在较高的水平。随着Cu含量的增加,钢中二次回火马氏体增加而铁素体减少;颗粒或短杆棒状Cu析出物在基体上析出,组织强化与析出强化共同使钢的强度提高。同时,Cu的加入提高了二次回火马氏体板条边界上的逆转奥氏体含量,并富集于逆转奥氏体中提高其稳定性,从而提高了钢的低温韧性。     

Ti-55531钛合金室温强-塑-韧匹配化热处理工艺研究

目的 采用Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Zr(Ti-55531)钛合金,研究了不同热处理工艺条件下室温强-塑-韧性能的匹配关系,为满足不同强度、断裂延伸率、断裂韧度综合服役性能要求提供热处理工艺参考。方法 在单相区固溶+时效、双相区固溶+时效2种制度下进行了热处理试验,分析了不同单相区固溶冷却方式(空冷、炉冷)和时效温度、双相区固溶温度等条件下的室温拉伸性能(抗拉强度σb、断裂延伸率A)和断裂韧度KIC,揭示了Ti-55531钛合金室温强度、塑性、断裂韧度的匹配关系。结果 经单相区固溶+空冷+时效处理得到了细片层状次生αs相,随时效温度的升高,αs相尺寸增大,抗拉强度降低,延伸率和断裂韧度升高;经单相区固溶+炉冷+时效处理得到了较粗的α片层,随时效温度从500 ℃升高至600 ℃,α片层尺寸增大,抗拉强度降低,延伸率和断裂韧度升高,但呈现出较高的脆性;随着双相区固溶温度的升高,初生αp相尺寸显著降低,促进后续时效处理过程中析出了更细小的次生αs相,提高了强度,降低了延伸率和断裂韧度。结论 得到了2种能够实现良好强-塑-韧性能匹配的热处理工艺路线:1)850 ℃/1 h固溶后炉冷至600 ℃保温8 h,可得到片层组织以及较高的断裂韧度(KIC=110.01 MPa.m^1/2)、良好的强度(σb=1 111 MPa)和断裂延伸率(A=9.69%);2)810 ℃固溶+空冷+600 ℃/3 h时效,可得到初生αp+次生αs相的双态组织,实现了高强度(σb=1 287 MPa)和高断裂延伸率(A=12.76%),同时断裂韧度达到60.4 MPa.m^1/2。     

添加硼对低合金钢的显微组织及性能的影响

本文论述了含硼低合金结构钢(25MD4和MCD4)冷却时M_(28)(B,C)_沉淀以及奥氏体化时该相重溶的主要特性。介绍和讨论了这两种钢的淬透性和奥氏体转变条件的详尽研究结果。这些结果表明,(可固溶)硼的最佳含量为10～30ppm。还分别确定了不可重固溶的硼碳化物和晶间沉淀物的作用。马氏体淬火和回火(550°或650℃)状态钢的冲击强度取决于硼含量。指明了晶间沉淀物M_(28)(B,C)_数量和冲击韧性之间的关系。这些结果更好地说明了硼的作用,从而推荐采用含这种元素的低合金钢。