含硅过共析钢晶界铁素体形成的热力学分析

将合金元素在珠光体相变时无分配状态下形成的含Ｓｉ合金渗碳体做为一种介稳相处理，利用规则溶液亚点阵模型和有关文献中的数据，计算了含Ｓｉ合金渗碳体相对于无Ｓｉ渗碳体的自由能增量δＧＦｅ３ＣＳｉ，得到了渗碳体中含Ｓｉ量和δＧＦｅ３ＣＳｉ的对应关系；并利用Ｓｉ在不同温度下的分配系数，计算了Ｓｉ对ＦｅＣ合金介稳态γ／［γ＋Ｆｅ３Ｃ］相界碳浓度（Ａ′ｃｍ）的影响。所得结果认为，含Ｓｉ过共析钢珠光体转变时在原奥氏体晶界出现连续网状铁素体，是Ｓｉ增加含Ｓｉ渗碳体自由能，从而提高了介稳态γ／［γ＋Ｆｅ３Ｃ］相界碳浓度（Ａ′ｃｍ）的结果。     

共析钢的过冷奥氏体动态相变和组织超细化

通过在Gleeble-1500热模拟试验机上进行单轴热压缩实验,研究了共析钢中过冷奥氏体在A1-Ar1之间变形时的组织演变,探讨了共析钢中复相组织球化超细化的机理.结果表明:随着应变量的增加,片层珠光体在原始奥氏体晶界形成的铁素体生长前沿形核长大,并向原始奥氏体晶内推进,直至相变完成.片层珠光体生成后继续变形,发生渗碳体的溶断和球化,及铁素体的动态回复再结晶等轴化等过程.渗碳体的球化有两种机制,其一是由于Gibbs-Thomson效应,珠光体中片层状渗碳体发生溶断和球化,生成的大颗粒渗碳体主要分布在铁素体晶界;其二是纳米级渗碳体粒子伴随铁素体动态再结晶在晶内重新析出.实验证实,在合适的变形工艺条件下可以得到亚微米级铁素体与亚微米、纳米级颗粒状渗碳体的双相组织.     

渗碳体粒子尺寸对低碳钢铁素体动态再结晶的影响

利用单向热压缩实验和OM、SEM、EBSD及TEM技术,研究了低碳钢铁素体晶粒尺寸相似、渗碳体粒子尺寸不同的两种原始组织在700℃、0.01 s-1条件下的组织演变过程,分析了渗碳体粒子尺寸对铁素体动态再结晶的影响.实验结果表明:变形过程中,在尺寸较大的渗碳体粒子附近容易产生大的应变梯度,通过粒子激发形核导致动态再结晶核心的形成.在变形初期,动态再结晶核心主要在尺寸大于1.0 μm的渗碳体粒子附近形成;随着应变量的增加,动态再结晶核心也可以在0.5-1.0 μm的渗碳体粒子附近形成;而小于0.3 μm的渗碳体粒子附近无法形成大的应变梯度,只能钉扎位错和亚晶界,阻碍动态回复和动态再结晶的发展.     

高碳铬过共析钢球化退火工艺研究

为确定合适的Cr5高碳铬过共析钢的球化退火温度和时间,对该钢的球化退火工艺进行了研究。结果表明,Cr5钢合理的球化退火温度为820～840℃,在此温度范围退火后,钢的组织为铁素体基体和弥散分布的Cr23C6、Cr7C3及Fe3C碳化物。     

工艺参数对过共析钢过冷奥氏体动态转变的影响

利用Gleeble 1500热模拟试验机进行单轴热压缩实验,研究了含Al过共析钢和不含Al过共析钢过冷奥氏体形变过程中,形变温度和应变速率对组织演变的影响。结果表明:过共析钢过冷奥氏体形变过程中的动态转变经历动态相变和相变所得珠光体的动态球化、超细化。过冷奥氏体动态相变抑制晶界网状渗碳体的形成。动态转变所经历的两个过程均为热激活过程,受形变温度和应变速率的影响。降低形变温度,使过冷度增加;降低应变速率,使完成应变的时间延长,两者均减小了过冷奥氏体完成动态相变所需的应变量,使相变所得的珠光体经历的变形程度增加,有利于珠光体实现球化、超细化。合金元素Al的添加阻碍铁、碳原子的扩散,推迟过冷奥氏体动态相变的发生,细化所得的球化、超细化复相组织。     

MICROSTRUCTURE EVOLUTION OF HYPEREUTECTOID STEELS DURING WARM DEFORMATION II. Cementite Spheroidization and Effects of Al

利用Gleeble 1500热模拟试验机进行单轴热压缩实验, 研究了合金元素Al的添加对过共析钢等温球化及温变形过程中渗碳体球化及所得超细(α+θ)复相组织的影响. 结果表明: 等温球化时, Al的添加使过共析钢获得较细小的渗碳体颗粒与较小铁素体晶粒的复相组织; 在温变形过程中, 合金元素Al能够阻碍Fe和C原子的扩散, 减缓片层渗碳体的熔断球化及渗碳体粒子的粗化, 抑制渗碳体粒子在铁素体内部的再析出, 获得超细(α+θ)复相组织.     

Microstructure Evolution and Mechanical Hardening of Hypereutectoid Pearlitic Steel During Cold Rolling

The microstructure evolution of different cold rolling reductions (from 0 to 81.6%) was studied by SEM (scanning electron microscopy) and TEM (transmission electron microscope). The study showed that the orientation multiplicity of pearlitic lamellas resulted in inhomogeneous deformation of different pearlitic lamellas, and with the increase of reduction, the microstructure underwent a course of "homogeneity → inhomogeneity → homogeneity". The result of XRD (X-ray diffraction) analysis indicated that cementite did not decompose and dissolve into ferrite; the results of the mechanical property test suggested that the relationship between Rp0.2 (yield strength) and ε (true strain) was in good agreement with Hollomon relationship. With the equation Rp0.2 = 1465ε0.18, the yield strength of the steel in different reductions could be well predicted.     

GCr15轴承钢中渗碳体的奥氏体化行为研究

利用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、维氏硬度计以及thermo-cale和photoshop软件对经不同温度奥氏体化、淬火后的GCr15轴承钢试样的显微组织进行了分析研究.结果表明:720～750℃奥氏体化时.碳原子进行短程扩散,几乎无奥氏体生成;755℃为奥氏体化的转折点,碳原子进行长程扩散,奥氏体出现;奥氏体化温度为780℃时,不但珠光体中的渗碳体全部粒化,先共析渗碳体也溶解碎断,剩余渗碳体以细小弥散的颗粒状分布在奥氏体基体中.     

加热温度对低碳微合金钢相变的影响

采用Gleeble—1500热模拟机对低碳Mn—Nb—Ti钢进行了不同加热温度下的奥氏体变形和变形后的冷却实验．通过光学显微镜和扫描电镜分析了加热温度对奥氏体有效晶粒尺寸的影响．和不同有效晶粒尺寸的奥氏体相变后显微组织的变化。结果表明，随着加热温度的提高，变形奥氏体的有效晶粒尺寸增大；相变后的显微组织中铁素体由等轴状逐渐过渡到准多边形以至形成长条状，微细碳化物逐渐减少，小岛逐渐增多，小岛的长宽比不断增大最后形成细长条状。     

热处理对渗碳钢耐腐蚀性影响的计算机预测及试验验证

以计算机技术为基础,构建了一个三层预测模型.该模型以预备热处理、化学热处理、淬火为输入参数,以年腐蚀深度为输出参数;并进行了试验验证.结果表明,计算机模型经过学习训练后,能有效地进行热处理对渗碳钢耐腐蚀性影响的预测,其输出的渗碳钢年腐蚀深度的预测值与试验值的相对误差为0.67％～3.23％.该预测模型具有较大的实用价值.     

温压缩变形过程中渗碳体的球化行为

在Gleeble-3500热模拟试验机上对原始组织为层片状珠光体的高碳钢进行温度为640～700℃、应变速率0-01～10s-1,最大真应变为1的温压缩变形.采用扫描电镜研究了该过程中渗碳体片层的组织演变情况,并用DEFORM-3D软件模拟了温变形过程中试样内部等效应变的分布情况.结果表明,温压缩变形过程中存在着形变不均匀性,使得试样心部和边缘组织形态有明显差异,随着应变速率的降低,边缘层片状珠光体组织球化为粒状珠光体;在变形过程中珠光体组织主要发生渗碳体片层的球化,随着应变量、应变速率以及变形温度的增加,渗碳体球化率明显增大.     

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 实验采用高压再结晶方法对冷轧15钢进行处理，使用TEM法观察和分析样品的组织形貌，并测量了再结晶晶粒尺寸。结果表明，样品分别在高压3 GPa和4.5 GPa下经600 ℃×30 min退火，比在常压下600 ℃×30 min退火的再结晶晶粒明显细化。随着压力的升高，晶粒尺寸减小。并初步讨论了高压再结晶的机制。     

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 2205双相不锈钢热加工性能差,开裂倾向大,通过采用热拉伸的试验方法,对该钢的高温塑性进行了研究,并用金相法测得铸坯不同温度下的相含量,从而确定了合理的热加工温度范围。然后,对热轧钢板进行了不同温度下相比例检测,得到了合适的热处理温度。结果表明,铸坯加热温度控制在1 250～1 260 ℃,并且在1 050～1 250 ℃之间进行轧制变形时,钢板具有良好的热加工性能;固溶温度控制在1 050～1 100 ℃,钢板性能符合标准要求。     

C-Mn钢过冷奥氏体形变过程中的真应力-真应变曲线分析

分析了不同碳、锰含量的低碳(锰)钢过冷奥氏体在760℃，1s^-1时的单向压缩变形过程中真应力—真应变曲线的特征。结果表明，真应力—应变曲线呈双峰特征，第一个峰是孕育期内变形奥氏体的加工硬化和形变强化相变两个物理过程的结果，第二个峰是铁素体动态回复和(或)再结晶的结果。碳、锰含量提高时相变速度减缓，铁素体动态再结晶能力减弱，分别使得第一峰过后应力软化率减小，第二个峰变得宽阔平坦。     

含铝超低W、Mo高速钢的组织和性能

研究了在现有低合金高速钢基本成分基础上，进一步降低W、Mo等价格较贵的稀有合金元素的含量，同时加入廉价的Al和微量N、Nb、RE等元素的超低合金高速钢的组织与性能。利用光学显微镜（OM）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）及能谱（EDS）分析了超低W、Mo高速钢的显微镜组织及微区成分。对钢的硬度、回火稳定性和耐磨性等性能进行了试验。研究了Al含量对含Al超低合金高速钢热处理工艺及红硬性的影响。     

热变形对含Nb-Mo低碳钢铁素体等温相变的影响

利用热模拟试验机研究了变形对Nb-Mo低碳钢奥氏体-铁素体等温相变动力学的影响。结果表明，形变缩短了相变孕育期，加速了奥氏体-铁素体的等温相变，细化了铁素体组织；在650℃出现了针状铁素体。按照Avrami方程，由试验数据回归得到875℃变形后在700℃和650℃奥氏体向铁素体等温相变的动力学方程。     

New Steel Making Process through Reduction and Sintering of Cementite Powder

A new steel making process through reduction and sintering treatment of cementite powder was proposed, and microstructure of the material obtained by this process was examined by scanning electron microscopy and EBSP analysis.The cementite powder obtained by mechanical alloying was compacted under high pressure up to 1000MPa, and then reduced during sintering in a hydrogen (H2) gas atmosphere at elevated temperatures. The cementite compacts were completely reduced by the sintering at 1073K to 1273K for 18ks. The relative density of sintered material became 95% or more when the temperature was elevated above 1173K. The SEM observation and EBSP analysis indicated that the obtained steel has equiaxed ferrite-pearlite structure with grain size of around 5μm and the crystallographic orientations of ferrite grains are randomly distributed.     

含铌TRIP钢的显微组织和残留奥氏体稳定性分析

研究了含Nb与不含Nb两种冷轧TRIP钢热处理后的显微组织和力学性能,并用X射线衍射法计算了TRIP钢中残留奥氏体含量及残留奥氏体中的碳含量.试验结果表明,TRIP钢中铁素体体积分数随退火温度的升高逐渐减少,在相同热处理工艺下,与不含Nb试样比较,含Nb试样的残留奥氏体中碳含量较高,强塑积较大.残留奥氏体量大约相同时,含Nb试样残留奥氏体更为稳定,综合力学性能也更好.