热变形对耐蚀重轨钢动态再结晶及组织的影响

高强耐蚀重轨U68CuCr是国内新近研制开发的钢轨新品种,通过在Gleeble-1500热模拟试验机上对耐蚀重轨钢进行单道次压缩试验,测定了在不同变形温度、变形量和变形速率条件下的真应力-真应变曲线,分析了热变形参数对珠光体动态再结晶行为的影响.利用金相显微镜和扫描电镜观察了不同变形条件下空冷得到的珠光体显微组织,测定了珠光体片间距和珠光体球团等显微组织参数,分析了热变形参数对珠光体组织影响的规律.研究表明:变形温度升高、变形速率降低、变形量增大的条件下,利于耐蚀重轨钢动态再结晶的发生;当变形温度和变形量一定时,变形速率越低,发生动态再结晶的可能性越大,应力峰值和临界应变减小;发生动态再结晶后得到珠光体组织,其珠光体片层间距和珠光体球团尺寸比未发生再结晶得到的珠光体更细小.     

应变速率对3003铝合金热变形动态再结晶组织的影响

采用Gleeble-1500热模拟试验机对3003铝合金进行变形温度为400℃,应变速率为0.01～10.0 s-1的等温压缩实验,获得热变形过程中的真应力-真应变曲线。结果表明:应变速率ε≥1.0 s-1时,实际变形温度高于预设温度,产生变形热效应。合金发生动态再结晶的临界应变随着应变速率的升高而增加,在较高应变速率条件下(ε≥1.0 s-1),流变应力曲线出现锯齿形波动,合金发生了不连续动态再结晶。利用光学显微镜和透射电镜分析了应变速率对3003铝合金热变形组织演变的影响。结果表明:应变速率越小,合金越容易发生动态再结晶,当应变速率为10.0 s-1时,由于变形热效应的作用,合金也发生了动态再结晶。低应变速率(ε≤0.1 s-1)条件下,提高应变速率可以明显细化晶粒,并且在相同应变下,动态再结晶体积分数随应变速率的增大而减小,综合考虑动态再结晶晶粒的大小和组织均匀性,较佳的应变速率为0.1 s-1。     

时效处理对P92钢组织及硬度的影响

对经淬火+回火后的P92钢进行650 ℃不同时间时效处理。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对淬火和不同时间时效处理试样进行组织及析出相观察及分析;采用洛氏硬度计对其进行硬度测试。结果表明,P92钢淬火组织为板条马氏体+残留奥氏体+M₂₃C₆+MC。经不同时间时效处理后的基体组织均为回火托氏体,同时存在有M₃C、MC、M₂₃C₆等碳化物。时效150 h时Laves相开始析出,且随着时效时间延长,析出物尺寸增大,P92钢的硬度不断降低。时效初始硬度约为24 HRC,时效250 h后硬度约为20 HRC。     

长期服役P92钢力学性能及微观组织研究

长期服役的P92钢由于长时间在高温高压环境下工作,其组织和性能均发生了显著变化,因此研究其性能和组织变化规律,揭示性能变化的内在因素对保证P92钢长期安全稳定运行具有重要意义。文中以服役时间50 000 h的P92钢为研究对象,通过分析其化学成分、光学金相组织、显微硬度,常温拉伸、冲击、扫描电镜及能谱分析,结果表明：长期服役之后的P92钢母材屈服强度、抗拉强度仍保持较高水平,断后伸长率略微下降。冲击吸收功从140 J降低至20～30 J,冲击韧性下降明显。通过扫描电镜观察析出形态及析出位置,发现大量大尺寸析出相在晶界及亚晶界聚集析出,严重弱化晶界是材料冲击性能严重下降的主要原因。     

回火条件对P92钢熔敷金属组织及性能的影响

针对超超临界(USC)机组主蒸汽管道用大径厚壁新型铁索体P92钢,自行配置P92钢焊条进行堆焊取得P92钢的熔敷金属.通过不同的回火温度及时间对熔敷金属组织及性能影响的系列试验,综合分析了回火温度及时间对P92钢熔敷金属微观组织及性能的影响.结果表明:不同的回火温度下会得到不同的组织,随着回火温度的增加及回火时间的延长钢的强度和硬度都会下降.     

试样缺口组织对P92钢焊缝冲击功的影响

根据对P92钢进行焊接工艺评定时出现的焊缝冲击韧性问题,从标准V型冲击试样的缺口组织方面研究了P92钢焊缝冲击韧性.结果表明,P92钢焊缝冲击韧性随焊缝柱状晶与V型缺口角度的增加而增加,缺口尖端组织晶粒的大小对其焊缝冲击韧性有重要影响.     

20CrMnTiH钢热压缩微观组织演变及动态再结晶模型

采用Gleeble-3500热模拟机对20CrMnTiH在温度为950℃~1 150℃、应变速率为0.01s~5s-1、变形量为60%条件下进行等温压缩实验,研究热压缩变形过程中变形温度和应变速率对材料流变应力和微观组织演变的影响规律。在对实验数据回归分析的基础上,建立20CrMnTiH动态再结晶模型;将建立的材料模型导入有限元软件DEFORM-3D中,模拟热压缩过程中的动态再结晶。结果表明,升高变形温度和降低应变速率均有利于20CrMnTiH发生动态再结晶,变形后再结晶晶粒尺寸增大,且动态再结晶体积分数增加;模拟结果与实验结果吻合。     

锰、镍含量对P92钢焊缝组织性能的影响

通过实验研究了不同锰,镍含量对P92钢焊缝组织性能的影响.结果表明,锰、镍含量均超过母材规定的上限.焊缝的冲击值降低;锰含量接近母材上限,镍含量高于母材上限,冲击值能够满足要求;在保证Mn+Ni<1.5wt%的情况下.锰含量增加对P92熔敷金属的强度及显微组织无明显影响.     

高温回火P91钢显微组织演变及再结晶机理

通过热膨胀法测定试验所用P91钢的相变点,采用OM、TEM及EBSD等,研究P91钢在710、730、760、770、790、810、830、840℃回火过程中显微组织及特殊晶界的演变过程。发现随着回火温度的升高,P91钢中的板条马氏体形貌特征逐渐模糊,位错密度逐渐降低,并且出现等轴状的铁素体组织。经EBSD分析,高角度晶界的含量同样随回火温度的升高而逐渐升高并趋于稳定,而小角度晶界的含量显著减少。分析表明,P91钢在高温回火过程中发生了再结晶,形成了等轴晶铁素体,通过亚晶聚合及晶界迁移机制来形核,从而实现再结晶。     

7085铝合金的热变形组织演变及动态再结晶模型

通过等温压缩实验,系统研究热变形参数(变形温度、应变速率及应变量)对7085铝合金热变形组织演变的影响。结果表明:升高变形温度以及降低应变速率,均有利于7085铝合金的动态再结晶发生,导致变形后的7085铝合金位错密度降低,再结晶晶粒尺寸增大;随着应变量的增加,变形后的合金位错密度降低,动态再结晶体积分数增大。采用线性回归方法建立包括峰值应变方程、临界应变方程、动态再结晶动力学方程以及动态再结晶晶粒尺寸方程的7085铝合金动态再结晶模型。     

热处理对国外P92钢显微组织及晶粒度的影响

对国外P92钢进行不同温度(1040、1060、1080 ℃)淬火和1060 ℃淬火+不同温度(740、760、780 ℃)、不同时间(1、3、5、7 h)的回火热处理,研究热处理参数对其显微组织、晶粒度及硬度的影响。结果表明,经淬火后P92钢组织为板条状马氏体+残留奥氏体,随淬火温度的升高,马氏体组织板条逐渐变粗大,平均晶粒度由9级增大至7级。P92钢经1060 ℃淬火后,随着回火温度的升高和回火时间的延长,P92钢硬度逐渐降低,回火马氏体板条逐渐合并并向回火索氏体过渡,且回火过程中碳化物在晶界和晶内析出并不断长大。     

钒对20MnSi钢的热变形再结晶的影响

利用在Gleeble-1500热模拟实验机上进行的单道次压缩实验来研究20MnSi和20MnSiV钢的动态再结晶;双道次压缩实验来研究二者的静态再结晶,并进行对比分析,得到微合金元素钒对20MnSi钢热变形再结晶行为的影响。     

SUPER82B硬线钢热变形行为及其数学模型研究

文章利用Gleeble-1500热模拟试验机研究了SUPER82B硬线钢在温度为900℃~1050℃、变形速率为0.10s-1~10s-1条件下的热变形行为。通过奥氏体再结晶动力学回归计算了SUPER82B硬线钢的动态再结晶激活能、峰值应力σm与变形温度、应变速率之间的关系,动态再结晶临界应变εc和动态再结晶完成应变εs与ln(Z)的计算模型,给出了反映该钢动态再结晶进行过程的动态再结晶状态图等,为合理预报和控制SUPER82B硬线钢的组织和性能提供基本依据。     

热变形对超高强度不锈钢流变应力及动态再结晶行为的影响

利用Gleeble-3800热模拟试验机研究了一种新型超高强度不锈钢在变形温度850~1150 ℃,应变速率0.01~10 s-1条件下的热压缩变形行为,建立了钢的热变形方程及动态再结晶晶粒的尺寸模型。结果表明,变形过程中,变形温度降低和应变速率增加都会使钢的高温流变应力增加。应变速率相同时,随着变形温度的升高,动态再结晶程度逐渐增加;而当变形温度相同时,随着应变速率的降低,动态再结晶晶粒发生长大。试验钢的变形激活能为452.02 kJ/mol,热变形方程为：=6.93309×1016[sinh(0.00467σ)] 7.2154exp(),动态再结晶临界应变εc与形变温度和应变速率的关系为：εc=8.89×10-3(exp())0.07328,动态再结晶晶粒尺寸模型为DDRX=947.28×Z-0.123。     

焊后热处理对P92钢焊接接头显微组织和力学性能的影响

采用光学金相显微镜和力学性能测试等方法,研究了电阻履带式和中频感应两种不同的焊后热处理方法对P92钢焊接接头显微组织和力学性能的影响。结果表明:中频感应处理下的焊缝组织较为细小,马氏体板条界面变得更加模糊;焊接接头各层母材、热影响区及焊缝硬度值分布均匀,内、中和外层的硬度差值较小;焊缝及热影响区冲击吸收能量沿壁厚方向分布较为均匀,且均高于P92母材标准要求值。因而,中频感应加热法不仅可以很好地改善焊缝组织,而且在壁厚方向上,可以使焊缝韧性等力学性能更加均匀。      

P91钢的热压缩动态组织演化数值模拟

针对电站大口径厚壁无缝管典型用钢T/P91(10Cr9Mo1VNb),利用Gleeble-3500热模拟试验机采集了T/P91耐热钢的高温流动应力-应变曲线。以Avrami方程为基础,结合单项热压缩实验发生完全动态再结晶试样的金相分析,回归得到方程中的模型参数,从而确立P91合金钢在不同变形条件下的动态再结晶数学模型。采用De-form数值模拟软件对热模拟实验动态再结晶过程进行数值模拟,对比金相实验结果,验证P91合金钢动态再结晶数学模型的正确性。     

微合金元素Nb对高碳合金钢动态再结晶行为的影响

为研究微合金元素Nb对高碳合金钢动态再结晶行为的影响,利用Gleeble-3500热模拟试验机进行单道次压缩试验,测定了高碳合金钢在变形温度为950~1150 ℃、应变速率为0.01~5 s^-1的流变应力曲线,利用Zeiss光学显微镜观察了奥氏体动态再结晶晶粒形态,通过回归计算获得了相应的再结晶激活能,建立了热变形方程。结果表明:较高的变形温度和较低的应变速率有利于含铌高碳合金钢发生动态再结晶;含铌高碳合金钢的动态再结晶晶粒尺寸随着变形温度的升高而增大,当变形温度为1050 ℃时,含铌高碳合金钢已大量出现动态再结晶晶粒;0.040%铌加入到高碳合金钢中,在应变速率为0.1 s^-1,变形温度为1150 ℃时推迟了钢的动态再结晶开始时间约2.23 s,动态再结晶形变激活能增加了52.26 kJ/mol。     

P92钢的焊接连续冷却转变曲线

利用热膨胀法,通过Gleeble1500热模拟机测定了P92钢焊接连续冷却转变过程中的膨胀曲线。采用共聚焦显微镜,扫描电镜对不同冷却速度下的试样进行显微组织观察及分析;利用显微硬度计测量了不同冷速下的显微硬度。通过对P92钢连续冷却特性分析和比较得出P92钢的焊接连续冷却转变曲线(SH-CCT曲线)。结果表明,P92钢的焊接CCT曲线分为两个区域,在高温区的类珠光体转变区,在低温区的马氏体转变区。P92钢在0.01~0.1℃/s的冷速范围内获得类珠光体+马氏体+残留奥氏体的混合组织;当冷却速度大于等于0.5℃/s时,获得马氏体与残留奥氏体的混合组织。     

含Nb管线钢动态再结晶特性的实验研究

为了消除利用CSP技术生产管线钢时较易出现的混晶缺陷，在Gleeble-1500热模拟实验机上对X60含Nb管线钢进行了高温压缩变形实验，研究了变形条件对其动态再结晶行为的影响，从而为利用CSP技术生产X60含Nb管线钢的工艺优化提供了一定的理论依据。