不同碳含量贝氏体合金钢等温淬火后的组织与性能

研究了3种碳含量(0.22C、0.34C、0.45C)的贝氏体钢在960℃奥氏体化+Ms点以上10～50℃等温淬火工艺下碳含量对贝氏体组织转变和力学性能的影响。结果表明,3种试验钢经过等温淬火处理后均获得由贝氏体铁素体和残留奥氏体相间分布组成的无碳化物贝氏体组织;随着碳含量的降低,贝氏体相变时间显著缩短,贝氏体铁素体板条变厚,硬度和抗拉强度呈下降趋势,但冲击性能显著提高,这主要是与低碳钢贝氏体转变温度更高,贝氏体铁素体板条粗大但高碳含量的大块状残留奥氏体减少有关。     

非调质NM400复相耐磨钢的相变行为

为进一步优化非调质NM400复相耐磨钢不同组织配比,利用Gleeble-3800热模拟试验机探究了试验钢在连续冷却条件下的组织转变规律,并结合金相法和硬度法,绘制出试验钢的动态连续冷却转变(CCT)曲线。结果表明,当冷速低于1 ℃/s时,试验钢组织为铁素体+粒状贝氏体+珠光体,部分粗大的原奥氏体晶粒转变为粒状贝氏体和珠光体。在冷却速率为5~40 ℃/s时,试验钢不再发生珠光体转变,显微组织均为铁素体+贝氏体+马氏体。并随着冷速的增加,马氏体含量不断增加,硬度升高;此外,不同分段冷却方案下,较低的中冷温度以及较长的空冷时间均有利于铁素体和贝氏体的转变。同时,残留奥氏体含量则随铁素体含量的增大而增大;由于试验钢的Ms点较高,马氏体板条较宽,并且有自回火现象发生。     

热处理工艺对纳米贝氏体钢显微组织的影响

研究了终冷温度和等温时间对中低碳纳米贝氏体钢显微组织演变的影响。结果表明,实验钢采用缓冷至低于Ms0温度后等温工艺,可获得纳米贝氏体钢。随着终冷温度降低,贝氏体增多,残留奥氏体的含量先升高后降低,300℃终冷,组织中未转变奥氏体大量转变为贝氏体,残留奥氏体减少,贝氏体板条最细,可达200~300 nm;300℃等温,随着等温时间增加,碳含量不同的未转变奥氏体,在低于实验钢Ms0温度高于未转变奥氏体Ms'温度时,相继发生贝氏体转变,组织中贝氏体的含量不断升高,等温5 h后,贝氏体含量高于75%。     

配分温度对Q-P-T钢组织与性能的影响

采用SEM、TEM、EBSD、XRD等手段,研究了Q-P-T工艺配分温度(320、380和450℃)对28Mn2SiCrNiMo钢组织及性能的影响规律。结果表明:试验钢在320℃配分后,获得针状下贝氏体+马氏体+残留奥氏体组织;380℃配分后,获得板条状上贝氏体+马氏体+残留奥氏体组织;450℃配分后,组织为马氏体+残留奥氏体,无贝氏体生成。当配分温度为320℃时,强度、塑性和韧性的配合达到最佳,强度为1524MPa,总伸长率为18.7%,V型缺口冲击功为58J。配分过程中贝氏体的形成,分割原奥氏体晶粒,细化组织,阻碍了裂纹的扩展,使得试验钢的冲击韧性大幅提升。     

配分温度对Q-P-T钢组织与性能的影响北大核心CSCD

采用SEM、TEM、EBSD、XRD等手段,研究了Q-P-T工艺配分温度(320、380和450℃)对28Mn2SiCrNiMo钢组织及性能的影响规律。结果表明:试验钢在320℃配分后,获得针状下贝氏体+马氏体+残留奥氏体组织;380℃配分后,获得板条状上贝氏体+马氏体+残留奥氏体组织;450℃配分后,组织为马氏体+残留奥氏体,无贝氏体生成。当配分温度为320℃时,强度、塑性和韧性的配合达到最佳,强度为1524MPa,总伸长率为18.7%,V型缺口冲击功为58J。配分过程中贝氏体的形成,分割原奥氏体晶粒,细化组织,阻碍了裂纹的扩展,使得试验钢的冲击韧性大幅提升。     

均热温度对不同成分980 MPa级高强钢组织和性能的影响

采用Gleeble-3500热模拟试验机对两种不同成分的1.4 mm厚冷硬带钢进行退火热模拟试验,并利用万能拉伸试验机、光学显微镜、扫描电镜、EDS对所得热模拟退火试样进行力学性能和组织分析。结果表明,其他退火参数相同,低C高Mn成分前提下,添加合金元素Cr、Mo及高Si含量的C-Mn-Si(高)+Cr+Mo钢和不添加合金元素Cr、Mo且低Si含量的C-Mn-Si(低)钢经760、780 ℃均热退火可得到力学性能满足要求的980 MPa级双相钢。不同均热温度下,C-Mn-Si(高)+Cr+Mo钢组织均为铁素体、岛状马氏体和少量贝氏体,区别在于均热温度高的铁素体晶粒细小且数量较多,呈凹凸不平形貌,马氏体含量少一些,贝氏体呈针状或团簇状;C-Mn-Si(低)钢组织则由铁素体、马氏体、少量的贝氏体和残留奥氏体组成,区别在于均热温度高,铁素体晶粒细化,轧制特征不明显,马氏体含量少,贝氏体呈粒状且量较少。残留奥氏体呈亮白色条状,这种亮白色的特征主要是因为Mn的局部富集。两种试验钢组织差异本质上是Cr、Mo和Si 3种合金元素的含量差异影响过冷奥氏体稳定性引起的。     

低碳20Mn2SiVB钢贝氏体相变及其TRIP效应

用光学显微镜、扫描电子显微镜及X射线衍射仪对20Mn2SiVB钢在贝氏体区不同温度等温不同时间所获得的组织和形态进行了研究。试验表明,20Mn2SiVB钢在贝氏体等温转变时,首先在奥氏体晶界析出贝氏体铁素体,随着等温时间的延长,铁素体板条增多,分割奥氏体晶粒,形成贝氏体铁素体和其板条间的富碳奥氏体岛;在920 ℃奥氏体化,420 ℃贝氏体区等温不同时间后空冷所获得组织为：无碳化物贝氏体、粒状贝氏体、残留奥氏体和马氏体,各相的体积分数随着保温时间的不同有所变化。在920 ℃奥氏体化420 ℃等温5 min后,试样可获得较好的综合性能,具有一定的TRIP效应,其R_m≈ 1090 MPa;A。≈ 15.4%     

等温处理对20Mn2SiVB钢的组织与力学性能的影响

研究了20Mn2SiVB钢经920℃完全奥氏体化后,在不同温度等温时的显微组织及力学性能。结果表明,20Mn2SiVB钢在不同温度转变时可以得到数量不等的无碳化物贝氏体、粒状贝氏体、铁素体、残余奥氏体和马氏体组织;经550℃等温处理的力学性能最佳。     

60Si2CrVA钢的低温贝氏体组织

用热膨胀法测定了 60Si2CrVA钢的相变点Ac1、Ac3和Ms,并用模拟热处理炉对试样进行了 1000℃保温 30min的奥氏体化、250℃(稍高于Ms点)×72h的低温等温转变处理。采用光学显微镜、透射电镜和X射线衍射仪对处理后 60Si2CrVA钢的组织和相组成进行了研究。结果表明, 60Si2CrVA钢热处理后得到由板条状贝氏体铁素体和薄膜状残留奥氏体组成、硬度为 463HV30的低温贝氏体组织,残留奥氏体的体积分数为 13. 7%,而不是传统的下贝氏体组织。     

回火温度对控制冷却贝氏体钢组织与性能的影响

采用力学试验机、光学显微镜、透射电镜、X射线衍射仪研究了回火温度对控制冷却贝氏体钢组织与性能的影响。研究了试验钢3%塑性变形后残留奥氏体的稳定性。结果表明,200~350℃,随着回火温度的提高,抗拉强度、横断面硬度、残留奥氏体含量均缓慢降低,而规定塑性延伸强度、屈强比、断面收缩率和冲击性能随之提高,450℃回火时强韧性指标均大幅降低。3%塑性变形后残留奥氏体转变比例随回火温度提高呈先增加后降低趋势。显微组织与TEM分析表明,450℃回火时性能变化与贝氏体铁素体多边形化以及原有板条铁素体与薄膜残留奥氏体交替排列的结构改变有关。350℃是该钢适宜的回火温度。     

轧后冷却工艺对Si-Mn-Cr-Ni-Mo低合金超高强钢组织和性能的影响

设计了一种以无碳化物贝氏体为主要组织的1500 MPa级Si-Mn-Cr-Ni-Mo系超高强度钢,对比研究了实验钢轧后经空冷、先水冷至550℃后空冷和先水冷至450℃后空冷3种冷却工艺的显微组织和力学性能。结果表明:实验钢轧后直接空冷获得无碳化物贝氏体+少量M/A组织,先水冷后空冷得到无碳化物贝氏体+少量马氏体组织。组织中对性能尤其是韧性性能有显著影响的残留奥氏体薄膜的形貌和分布随冷却工艺的变化而变化,空冷冷却残留奥氏体薄膜分布在贝氏体铁素体板条间,先水冷再空冷冷却残留奥氏体薄膜不仅存在于贝氏体铁素体板条间,在板条内部也可以观察到少量细小的膜状残留奥氏体,分割贝氏体铁素体板条,起到了细化晶粒的作用,有益于实验钢力学性能的提升。先水冷至550℃后空冷,实验钢的抗拉强度可达1600 MPa,-20℃冲击吸收功为28 J,具有最优的综合力学性能。     

超级贝氏体钢中残留奥氏体的行为

针对超级贝氏体钢中残留奥氏体组织对钢的强韧性贡献,设计了试验用钢60Mn2SiCr。通过对样品完全奥氏体化后不同温度和时间的等温处理,并通过SEM、TEM和MAUD软件分析了在超级贝氏体组织中残留奥氏体的存在、分布及数量。结果表明,残留奥氏体以薄膜状分布在贝氏体铁素体条束之间或针片内部;随等温温度的变化,其数量存在极值现象,在钢的Ms点稍上温度等温处理,可以获得残留奥氏体体积分数极大值为17.64%。此时,钢的强度为1930 MPa,伸长率7.44%,断面收缩率15.66%,具有良好的强韧性配合。     

65Mn钢弹垫贝氏体等温淬火工艺

65Mn钢弹垫常见热处理缺陷有硬度不均匀、不足或过高,氧化与脱碳,热处理裂纹,脆断等,导致产品不能满足市场和客户对日益增长产品质量的要求。本文研究贝氏体等温淬火工艺对65Mn钢组织和性能的影响。结果表明:等温加热温度对65Mn钢弹垫的金相组织和硬度有直接影响;随着等温时间的延长,贝氏体等温淬火组织中残余奥氏体以及铁素体含量减少,弹性疲劳寿命明显提高。65Mn钢弹垫采用810℃加热→320+5℃等温120 min热处理工艺,获得细小下贝氏体+适量马氏体、残余奥氏体以及铁素体的复相组织,可满足用户的使用要求。     

模具钢无碳化物贝氏体的相变行为及其对磨损性能的影响

研究了H13模具钢的常规马氏体(油淬火+580℃回火)和无碳化物贝氏体(300℃等温处理)的相变行为，以及显微组织对其冲击磨损性能的影响。结果表明：试验钢经贝氏体等温后形成了由板条状贝氏体铁素体和残留奥氏体组成的无碳化物贝氏体组织；贝氏体铁素体+残留奥氏体组织的冲击磨损性能在磨损后期(1.5和2.0 h)优于马氏体组织。这是由于马氏体组织容易产生微裂纹，产生大量犁削，从而导致耐磨性能降低，而无碳化物贝氏体组织在冲击磨损过程中使表层发生剧烈的塑性变形，诱导微观组织中的残留奥氏体转变成α相铁素体，能够阻止试验钢基体在冲击磨损过程中产生切削，从而提高其耐磨性。     

不同贝氏体区等温温度下TRIP钢的组织和性能

为开发具有良好强塑配合的超高强汽车用TRIP钢,设计本试验钢。利用CCT-AY-Ⅱ型连续退火模拟机研究了不同贝氏体区等温温度对试验钢组织和性能的影响。通过DIL 805A型热膨胀仪测定了试验钢的Ac1、Ac3及Ms、Mf点。使用拉伸试验机测定了试验钢的力学性能,通过SEM、EBSD及XRD等技术观察了试验钢的组织及残留奥氏体量。结果表明:试验TRIP钢两相区保温温度为800℃,贝氏体区等温温度为410℃时,综合力学性能最佳,抗拉强度与屈服强度分别达到1114 MPa和485 MPa,伸长率可达20%。试验钢的屈服强度主要由铁素体决定,抗拉强度和伸长率则主要与贝氏体、残留奥氏体及其碳含量有关。     

不同冷却方式对20Mn2SiVB钢组织和性能的影响

对20Mn2SiVB钢在两相区不同温度加热后经不同的冷却方式进行处理,并研究了该钢的组织和性能。结果表明,该钢在冷却过程中组织均为未溶的先共析铁素体、从奥氏体中析出的共析铁素体、少量的无碳化物贝氏体、粒状贝氏体和马氏体。拉伸试验表明,20Mn2SiVB钢在800℃奥氏体化后经风冷可取得最佳的力学性能。     

20Mn2SiVB钢在两相区加热贝氏体区等温过程中的组织与性能

采用光学显微镜、扫描电镜和x射线衍射仪对20Mn2SiVB钢在两相区加热贝氏体区等温不同时间所获得的组织形态和相结构进行了研究,并进行了拉伸试验.结果表明,20Mn2SiVB钢经760℃两相区加热后在420℃贝氏体区等温过程中,首先在奥氏体晶界析出贝氏体铁素体,随着等温时间的延长,铁素体板条增多,分割奥氏体晶粒,形成贝氏体铁素体和其板条间的富碳奥氏体小岛.所获得组织为先共析铁素体、无碳化物贝氏体、粒状贝氏体、残留奥氏体和马氏体.拉伸试验表明,在760℃加热420℃等温5 min后,试样可获得较好的综合性能,其抗拉强度σb≈970 MPa,伸长率δ6≈14.9%.     

两段式冷却对C-Mn钢奥氏体中温转变的影响

采用Formastor全自动相变仪进行了两段式冷却条件下C-Mn钢的热膨胀试验,并结合组织观察和显微硬度测量,研究了冷却速度以及发生部分先共析铁素体转变对奥氏体中温转变的影响。结果表明:随着冷却速度的增大和先共析铁素体含量的增加,贝氏体相变开始温度和结束温度均降低,贝氏体转变量减少;奥氏体随冷却速度的增大,转变产物由铁素体+珠光体逐渐变为魏氏组织铁素体+珠光体、网状铁素体+魏氏组织+贝氏体、马氏体的趋势;而对已发生部分先共析铁素体转变的过冷奥氏体,随先共析铁素体含量的减少,组织由魏氏组织+贝氏体向魏氏组织+马氏体转变。     

超高强TRIP钢的热处理工艺对组织与力学性能的影响

研究了抗拉强度超过1000MPa的冷轧TRIP钢的热处理工艺对组织和力学性能的影响,并对其工艺进行了优化。结果表明,超高强TRIP钢在两相区的加热温度升高到820～840℃时,钢的抗拉强度下降而伸长率增加;贝氏体等温温度偏低(380℃)或者偏高(440℃)时,钢的伸长率较低。两相区加热温度对铁素体量的影响不大,降低贝氏体等温温度和延长等温时间都能增加贝氏体量。当贝氏体量高于38%时再增加贝氏体量来提高TRIP钢的强度效果不明显,可通过提高残留奥氏体量及其碳含量来提高力学性能。试验钢优化的热处理工艺:820℃×90s+420℃×240s;优化的组织含量配比:53%铁素体+36%贝氏体+11%奥氏体;优化的力学性能组合:抗拉强度1140MPa和伸长率22%。     

奥氏体化温度对无碳化物高强贝氏体钢相变组织和性能的影响

对含碳量0.35wt%的无碳化物高强贝氏体钢进行等温贝氏体相变试验,并通过膨胀法、显微组织观察、XRD和拉伸试验等方法研究奥氏体化温度(860～1260℃)对该贝氏体钢相变和组织性能的影响。结果表明,860℃奥氏体化时,贝氏体转变量略高于其它温度,残余奥氏体含量较高,继续升高奥氏体化温度,贝氏体转变量和残奥含量变化不大。此外,随着奥氏体化温度的升高,贝氏体相变动力学加快,这是原始奥氏体晶粒尺寸增加,贝氏体生长空间增大引起的。当奥氏体化温度较低时,虽然贝氏体相变速率较慢,但由于原始奥氏体晶粒细化,残奥含量较多等原因,钢的抗拉强度和伸长率均较高。因此,从提高钢性能角度出发,应降低无碳化物高强贝氏体钢热处理时的奥氏体化温度。