低合金超高强度钢中的相变及组织控制

概述了低合金超高强度钢中所涉及的相变及组织控制方法。马氏体相变是低合金钢获得超高强度的最基本的途径,通过优化热处理或形变热处理工艺获得细化的马氏体板条是保证超高强度的关键。马氏体钢中足够的塑韧性通过适度回火来保障,回火过程中组织控制的关键是避免脆性渗碳体碳化物的析出。对低合金超高强钢起重要作用的贝氏体主要有两种,下贝氏体和无碳化物贝氏体,其中下贝氏体主要与马氏体一起形成复合组织,细化马氏体板条尺寸。无碳化物贝氏体通过得到超细亚结构或超细板条而获得超高强度,同时利用贝氏体转变的不完全性获得稳定的高碳残留奥氏体来保证塑韧性。残留奥氏体在低合金超高强钢韧性改善方面起着重要作用,Q-P(或Q-P-T)钢和TRIP钢中较多的残留奥氏体可赋予低合金超高强钢超乎寻常的高塑韧性。     

中间相变产物对超高强度钢强韧性的影响

研究了30Cr3Si2NiMoWNb超高强度钢奥氏体化后在30.0~3.5℃/min之间冷却的相变产物,及对随后低温回火后强韧性的影响。研究结果表明降低冷却速度即使形成贝氏体组织,但钢的强度高于常规油冷淬火,而韧性和塑性则有一定程度的下降;马氏体相变之前形成25%~30%的下贝氏体使低温回火后的强度进一步提高,但不影响断裂韧性;然而,相变组织中出现珠光体和上贝氏体则急剧恶化低温回火后的强度和韧性。     

高强度热轧双相钢分段相变行为及性能

研究了C-Mn-P-Cr成分设计热轧双相钢分段冷却过程的相变行为,分析了分段冷却工艺参数和卷取温度对铁素体和马氏体相变组织及性能的影响。结果表明,在分段冷却控制相变过程中,两段水冷间隔空冷开始温度和空冷时间影响铁素体转变体积分数、形态和晶粒尺寸,从而也影响残留亚稳奥氏体的体积分数和分布。卷取温度影响亚稳奥氏体的转变,进而也影响马氏体的自回火过程和铁素体的过时效过程。两段水冷间隔空冷温度宜控制在650~660℃,以促进多边形铁素体均匀充分转变。空冷开始温度降为630~640℃,则会出现针状铁素体。当650~660℃空冷时间从5 s延长到8 s,铁素体体积分数从65%增加到87%,且马氏体明显细化。卷取温度250~300℃时,铁素体马氏体两相界面处有约300 nm的较大碳化物颗粒,且马氏体内部有一定程度的回火,析出了少量的细小碳化物,会使得屈服强度偏高约80 MPa。采用150~200℃卷取可获得较为理想的双相组织和力学性能。     

带腐蚀产物超高强度钢的电化学行为

采用动电位极化、电化学阻抗、扫描电镜(SEM)、扫描Kelvin探针(SKP)和Raman光谱研究了300M和AerMet 100超高强度钢盐雾实验后试样的电化学行为.结果表明,300M钢在盐雾实验中生成的腐蚀产物为γ-FeOOH和Fe(OH)3;AerMet 100的腐蚀产物为β-FeOOH,Fe3O4和γ-Fe2O...     

AerMet100超高强度钢激光相变硬化研究

对AerMet100超高强度钢进行了激光相变硬化试验,并对淬硬层的显微硬度分布及其物相变化进行了测试与分析.结果表明,激光相变硬化后淬硬层的硬度得到提高,比基体提高了约200 HV0.2;在同样的激光处理工艺条件下,经激光相变硬化后原始状态为淬火态试样的淬硬层的硬度和深度比退火态试样的要高和深;相变硬化后,随着回火时间的延长,逆转变奥氏体含量增多,硬化层硬度降低.     

超高强度钢扩散型相变测试及其动力学模型

基于Gleeble3500热模拟试验机开展了一系列BR1500HS钢圆棒试样的等温相变测试,得到了其扩散型相变的热膨胀曲线,结合试样微观组织观察结果综合确立扩散型相的种类,进而绘制出BR1500HS钢扩散型相变的等温转变曲线(TTT曲线),曲线呈“双C型”,“鼻温”分别为480和640℃,这两个温度下对应孕育期最短。最后,引入Johnson-Avrami动力学方程建立了该材料扩散型相变动力学模型,所建立的模型可以预测超高强度钢扩散型相变温度区间内任一转变条件下扩散型相转变体积分数与时间的关系:针对转变温度而言,在较低温度下转变速率决;针对转变阶段而言,在转变中间阶段转变速率快,具体定量关系由模型表达式给出。     

32SiMnMoVA低合金超高强度钢激光相变硬化机理

研究了32SiMnMoVA低合金超高强度钢激光相变硬化后淬硬层的显微硬度分布和组织结构，探讨了其激光相变硬化机理，结果表明．激光淬硬层显微硬度分布主要与激光加热时所产生的温度场分布有关，激光相变硬化机理主要是马氏体强化和晶粒细化。     

高强度超低碳贝氏体钢的焊接性能

针对抗拉强度1 000 MPa超低碳贝氏体钢焊接工艺特点,研究了焊接工艺参数对焊接接头组织性能的影响。结果表明:热输入和焊道间温度对焊接接头组织和性能均有一定的影响,该钢种适用于小热输入焊接工艺,采用GM120实心焊丝进行φ(Ar)80%+φ(CO_2)20%气体保护焊时,其最佳热输入范围为10.38~15.26 k J/cm,预热温度为100℃,道间温度为150℃,此工艺参数所焊接头具有优异的拉伸、弯曲和低温冲击性能。     

超高强度钢焊缝性能的合理选择

本文通过对超高强度钢脆性破坏原因的分析,以高压气瓶破坏性试验为例,论证了超高强度钢以“等韧性”原则选择焊缝性能的合理性。     

超高强度钢疲劳塑性区内的应变诱发马氏体相变

对一种低碳马氏体型超高强度钢疲劳断口薄膜试样的电子衍射分析表明,疲劳塑性区内的残余奥氏体在交变应力的作用下转变为马氏体.本文就这种应变诱发相变对疲劳性能的作用机理进行了分析讨论.     

终轧工艺及轧后冷速对GCr15SiMn钢相变组织的影响

采用Gleeble3800热/力模拟试验机研究了终轧工艺和轧后冷速对GCr15Si Mn轴承钢相变组织转变的影响,结合动态CCT曲线及不同工艺下的组织与显微硬度分析。结果表明:变形速率对试验钢的组织转变没有太大影响;随着变形量的增加,二次碳化物析出增多,珠光体转变温度升高,珠光体转变量增加且球团直径减小;当冷速由1℃/s升高为5℃/s时,晶界处二次碳化物析出明显减少,网碳基本消失,组织将会出现马氏体,马氏体转变温度为163℃,终轧后控制冷却速度可以达到控制组织转变类型的目的。     

三种超高强度钢的动态力学性能

利用分离式霍普金森杆（SHPB）对3种超高强度钢G54、A100、G31的动态压缩性能进行了研究,并对微观组织进行了观察分析。结果表明,在应变速率10^-3~1000 s^-1范围内,A100和G54钢高应变速率敏感性比较高,G31钢高应变速率敏感性较低;在应变速率1000~5000 s^-1范围内时,A100和G31钢的高应变速率敏感性较高,G54钢的高应变速率敏感性较低。3种超高强度钢中,绝热剪切敏感性最低为G31钢,G54、A100钢的绝热剪切敏感性接近。     

汽车用超高强度钢的合金化方式及组织控制

超高强度钢因其优异的强度及塑韧性而在汽车行业得到广泛应用.针对汽车用超高强度钢,详细介绍了其合金化方式及强化机制,并详细阐述了奥氏体相及其相变所产生的组织增塑效应,以及对组织的调控方法.     

冷速对不同Ni含量低温钢的组织及相变的影响

采用热力模拟试验机研究了Ni含量为0.20%、0.50%、0.80%3种成分低温试验钢T1、T2、T3在不同冷却速率下的组织转变规律及其CCT曲线,采用光学显微镜对组织进行了观察,采用显微硬度计对其硬度进行了测定,分析了Ni含量及冷却速率对显微组织和硬度的影响。结果显示,随Ni含量增加,试验钢的铁素体转变区域、珠光体转变区域逐渐减小,T1试验钢铁素体转变温度范围为739~465℃,珠光体转变温度范围为659~558℃,T2试验钢铁素体转变温度范围为716~509℃,珠光体转变温度范围为644~574℃,T3试验钢铁素体转变温度范围为690~500℃,珠光体转变温度范围为572~513℃。当冷速为10℃/s,V析出强化作用开始减弱,此时硬度值出现一个波谷。控制合理冷速在5~10℃/s之间,Ni含量控制在0.50%~0.80%之间,有利于韧性相针状铁素体、贝氏体复相组织生成。     

超高强度钢的研究进展

针对超高强度钢存在的高强度低韧性、低应力腐蚀性能等问题,综述了这类钢的性能特点、强韧化探索和制约因素,并提出细化纳米相析出技术、超高强度不锈钢、洁净钢技术、材料计算科学和特种定制材料等是超高强度钢发展的重要方向。     

稀土对超高强度钢耐腐蚀性能的影响

采用室内周期浸润模拟加速腐蚀试验,研究了稀土及其加入量对超高强度钢耐海洋大气环境腐蚀性能的影响。通过SEM和XRD观察并分析了锈层形貌和腐蚀产物的成分,采用极化曲线法和失重法分析了电化学行为和腐蚀动力学规律。结果表明:稀土超高强度钢的自腐蚀电位高于非稀土超高强度钢,腐蚀电流密度低于非稀土超高强度钢。稀土可促进具有保护性的α-FeOOH的快速生成和含量增加。在本实验条件下,稀土含量为0.08%的超高强度钢耐腐蚀性最好。     

Si对低合金高强度钢和超高强度钢抗延迟断裂性能的影响

综述了合金元素Si对低合金高强度钢和超高强度钢抗延迟断裂性能的影响,结合延迟断裂的氢脆机制分析了Si改善钢的抗延迟断裂性能的原因,指出开发无碳化物贝氏体钢是提高钢的抗延迟断裂性能的途径。     

Si对低合金高强度钢和超高强度钢抗延迟断裂性能的影响

综述了合金元素Si对低合金高强度钢和超高强度钢抗延迟断裂性能的影响,结合延迟断裂的氢脆机制分析了Si改善钢的抗延迟断裂性能的原因,指出开发无碳化物贝氏体钢是提高钢的抗延迟断裂性能的途径。     

U165超高强度钻杆钢显微结构分析及低温拉伸性能研究

研究了U165超高强度钻杆钢的显微组织结构及其在低温环境下的拉伸性能,并对拉伸断口的宏观及微观形貌进行分析。结果表明:U165超高强度钻杆钢的显微组织为回火索氏体,碳化物主要为(Cr,Fe)_(23)C_6;随温度的降低,该钢的屈服强度和抗拉强度均升高,相比之下,低温对该钢的抗拉强度具有更显著的影响;均匀伸长率、总伸长率以及断面收缩率对温度变化不敏感。     

两种CrNiMnMo合金衬板钢性能的对比研究

为满足某些行业对球磨机衬板性能的苛可要求,设计了一组综合性能较好的低碳CrNiMnMo合金衬板钢.通过改变部分合金元素(Ni、Mn)含量,考察了两种衬板钢性能的改变.结果表明:两种衬板钢的组织均为单相马氏体.高镍低锰合金衬板钢硬度不及低镍高锰合金衬板钢,而冲击韧性和耐腐蚀性优于低镍高锰合金衬板钢,其冲击腐蚀磨损综合性能优于低镍高锰合金衬板钢.