纳米贝氏体/马氏体钢的热稳定性

将低温贝氏体相变前淬火得到由马氏体、贝氏体铁素体和残余奥氏体组成的纳米贝氏体钢,使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)等手段观察在不同温度回火的纳米贝氏体钢的显微组织和硬度变化,研究了预相变马氏体对纳米贝氏体钢热稳定性的影响。结果表明:含有马氏体的纳米贝氏体钢在中低温(473~773 K)回火后其硬度比回火前的高,回火温度高于823 K其硬度迅速下降到266.2HV(923 K)。预形成的马氏体在473~573 K回火后向附近的残余奥氏体排碳,后者的碳含量提高到峰值1.52%,提高了残余奥氏体的热稳定性,延迟后者在高温时的分解,从而提高了纳米贝氏体钢的高温热稳定性;回火温度高于723 K则残余奥氏体分解成碳化物,贝氏体铁素体粗化、回复形成新的铁素体晶粒。     

温轧工艺对纳米贝氏体相变速率、组织和力学性能的影响

采用温轧加等温热处理工艺制备纳米贝氏体钢,研究了形变温度对纳米贝氏体相变速率的影响。结果表明,形变过冷奥氏体在503 K的贝氏体等温转变时间由常规等温淬火的50 h缩短至20 h,纳米贝氏体钢的抗拉强度为2127 MPa、延伸率为4%。在实验温度范围内进行的过冷奥氏体形变均能促进纳米贝氏体相变,相变速率随着形变温度的降低而提高。过冷奥氏体形变量大于30%后残余奥氏体组织明显细化,块状残余奥氏体全部转变为薄膜状。温轧工艺可在不恶化其它力学性能的前提下加速低温贝氏体相变,从而缩短热处理时间使生产成本降低。     

回火温度对两相区退火海工钢组织和性能的影响

对690 MPa级海工钢进行“淬火+两相区退火+回火”三步热处理,研究了回火温度对其组织和性能的影响、分析了力学性能变化与组织演变和残余奥氏体体积分数之间的关系。结果表明：回火后实验钢的显微组织为回火贝氏体/马氏体、临界铁素体和残余奥氏体的混合组织。随着回火温度的提高贝氏体/马氏体和临界铁素体逐渐分解成小尺寸晶粒,而残余奥氏体的体积分数逐渐增加;屈服强度由787 MPa降低到716 MPa,塑性和低温韧性明显增强,断后伸长率由20.30%增至29.24%,-40℃下的冲击功由77 J提升至150 J。残余奥氏体体积分数的增加引起裂纹扩展功增大,是低温韧性提高的主要原因。贝氏体/马氏体的分解和残余奥氏体的生成,引起组织细化、晶粒内低KAM值位错的比例逐渐提高和小角度晶界峰值的频率增大,使材料的塑性和韧性显著提高。     

TMCP工艺对X100管线钢M/A岛的影响

M/A岛是X100管线钢典型组织,对钢的强韧性有着重要的影响。利用热模拟和显微分析技术研究了冷却速度、变形量和等温温度对X100管线钢中M/A岛的影响规律。结果表明:随着冷速增加,M/A岛体积分数和平均尺寸都减小,由在晶界处分布的较大块状向板条间隙弥散分布的细小片层状转变;随着变形量增加,M/A岛体积分数先增加,变形量为40%达到最大,变形量达到50%时,M/A岛体积分数降低;快冷后随着等温温度升高,M/A岛平均尺寸增大,等温温度为450℃时体积分数最大,温度继续升高体积分数减小。观察到M/A岛形貌多呈棱角状、链条状、片条状和针状,分布在晶界和基体内,岛内精细结构观察到微孪晶马氏体。     

奥氏体高温转变区二段冷却速率对铁素体相变的影响

采用Gleeble热力模拟机对C-Mn钢热压缩变形后过冷奥氏体高温转变区进行二段冷却速率控制,通过冷却过程中施加微小应变,并根据应力-温度曲线,结合金相组织观察,研究了二段冷却速率对铁素体相变开始温度和相变组织的影响。结果表明:在过冷奥氏体高温转变区冷却相同时间,相对于连续冷却,当前段快冷,后段缓冷时,铁素体相变开始温度下降,相变的铁素体体积分数增加;当前段快冷速率为100℃/s时,铁素体相变开始温度下降幅度能达到100℃,铁素体体积分数增加近1倍。因此,应用前置式超快冷,并随后缓冷的冷却方式有助于提高铁素体转变量,并降低铁素体相变的温度,以细化铁素体晶粒。     

奥氏体变形对22CrSH齿轮钢连续冷却相变的影响

为了研究奥氏体变形对22CrSH齿轮钢连续冷却相变的影响,在Gleeble 1500热模拟机上,将22CrSH钢在950℃变形0.4及未变形处理,然后连续冷却.利用膨胀曲线、光学显微镜、透射显微镜,结合各种腐蚀方法,分析了22CrSH钢相变行为及相变组织.研究表明:奥氏体变形使多边形铁素体加珠光体混合组织的临界冷速增大;当奥氏体变形及降低冷速时,大量的晶界仿晶型铁素体占据了奥氏体晶界,贝氏体相变向针状铁素体相变转变;变形使奥氏体在中温相变区稳定性增加,室温组织中M/A岛的数量增多.     

淬火-配分处理对30CrMnSiA钢冲击韧性的影响

淬火-配分(Quenching and Partitioning, Q&P)钢由于具有优异的综合性能而备受关注。本文设计了一步等温和二步等温处理工艺,通过改变淬火温度和等温温度获得了不同含量一次马氏体(PM)、残余奥氏体(RA)、二次马氏体(FM)及贝氏体(BF)的多相微观结构。采用XRD、EBSD综合分析了淬火配分处理对马氏体/贝氏体形态、位错密度、体积含量、变体选择行为以及冲击韧性的影响。示波冲击试验结果表明:330 ℃是一步淬火配分和二步淬火配分处理的最佳淬火温度,该温度能够获得最佳的冲击韧性。与一步淬火配分处理比较,二步淬火配分处理可以提高复相组织中的RA含量,并降低FM含量。最优的淬火温度和配分温度有利于降低马氏体/贝氏体(M/B)中的位错密度、增加RA和大角度晶界(HAGB)体积含量,从而显著改善Q&P钢的冲击韧性。     

热轧TRIP钢组织性能的研究

采用实验室热轧机对高硅和低硅TRIP钢(A钢和B钢)进行控制轧制试验,研究了热轧后等温淬火对热轧TRIP钢组织性能的影响.通过显微组织观察,力学性能分析,探讨了两种钢的应变诱导相变和相变诱发塑性行为.研究表明:A、B钢均能够获得铁素体、贝氏体和大量稳定残余奥氏体的混合组织,具有较高的力学性能;残余奥氏体稳定性是提供TRIP的重要因素,B钢中贝氏体和残余奥氏体较多,相变诱发塑性效果更好,其性能优于A钢;等温时间影响热轧TRIP钢的力学性能,随等温时间的延长,A、B钢的伸长率增加,等温时间超过120 min,导致碳化物析出,残余奥氏体的稳定性降低;B钢经热轧后在400 ℃等温25 min,抗拉强度和伸长率分别达到了784 MPa和36%的最高值.     

控轧控冷工艺对高强度X100管线钢组织的影响

对一种X100管线钢进行热模拟试验,研究了过冷奥氏体的相变规律,提出了一种得到以粒状贝氏体+板条贝氏体为主的混合组织的控轧控冷工艺制度,分析了精轧变形量、冷却速度及终冷温度对实验钢微观组织的影响。结果表明,随着变形量的增大实验钢的微观组织逐渐细化,高强度的板条贝氏体含量减少而粒状贝氏体含量增多;随着冷却速度的增加和终冷温度的降低实验钢组织中的板条贝氏体含量明显提高,组织也逐渐细化;组织中板条贝氏体含量较高时实验钢具有较高的强度,但过多的板条贝氏体和针状M/A岛对材料的韧性造成不利的影响。     

低合金超级贝氏体钢组织形态的研究

针对贝氏体研究中的超级贝氏体组织,设计了试验用钢70MnSi2CrMo,经低温等温处理,获得贝氏体铁素体+残余奥氏体的组织,利用X射线衍射XRD、扫描电子显微镜SEM、透射电子显微镜TEM等仪器对其进行相组成和形态的检测分析.结果表明:在马氏体转变开始温度Ms点稍上的中低温区等温处理,贝氏体铁素体沿γ相晶界转变,无碳化物析出;α相转变排碳导致成分起伏,α/γ交界处过冷奥氏体稳定性增加,难以转变成马氏体;贝氏体铁素体的转变特征、过饱和的碳浓度、高密度位错、以及纳米尺寸相界面和亚结构等,影响着超级贝氏体钢的力学性能.     

双相钢断裂特征和精细结构的观察

本文对双相钢的断裂特征和精细结构进行了研究。采用反复腐蚀抛光法制样,用扫描电镜观察了双相钢的解理断裂的开裂相和裂纹扩展途径,并得出了双相钢的断裂模式。用双喷射加离子清洗减薄制膜,在透射电镜下观察了马氏体岛和铁素体的精细结构。结果指出:马氏体岛的精细结构与临界间退火温度有关,较低的临界间退火温度,马氏体岛的亚结构以孪晶马氏体为主,不过这种孪晶马氏体的组态在同样含碳量的淬火钢中比较少见。临界间退火温度升高,板条马氏体量增多;在铁素体中有马氏体相变诱发的高密度位错,有时还形成胞状结构。     

奥氏体化温度对30CrMnSiNi2A钢等温淬火后组织和性能的影响

本文利用透射电镜研究了30CrMnsiNi2A钢在不同奥氏体化温度下马氏体区等温淬火后组织的变化。发现随奥氏体化温度升高,马氏体板条间残余奥氏体膜增厚。试验表明,30CrMnSiNi2A钢的拉伸强度在920℃处出现一小的峰值;屈服强度在960℃以下无明显变化。     

钛微合金化热轧TRIP钢的连续冷却相变研究

用Formastor-FII相变仪研究了钛微合金化TRIP在不同开冷温度下的连续冷却相变,建立了实验钢的连续冷却转变曲线,分析了铁素体、贝氏体及马氏体的相变规律.结果表明,随着冷却速率的增加,实验钢依次经过铁素体、贝氏体及马氏体相区,在较宽的冷却速率范围内,均可获得贝氏体及马氏体组织,其Ms点为450℃左右;随着开冷温度的降低或冷却速率的提高,实验钢的铁素体及贝氏体开始转变温度降低,抑制了铁素体及贝氏体相变;随着冷却速率的增加,实验钢的显微组织由铁素体+粒状贝氏体逐步转变为板条贝氏体+板条马氏体及板条马氏体组织;当冷却速率较低时,铁素体由晶内铁素体和晶界铁素体组成,晶内铁素体形核质点为复杂的氧化物及硫化物.     

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。     

一种汽车用微合金非调质钢的连续冷却转变

测定了一种汽车用微合金非调质钢的过冷奥氏体连续冷却转变曲线,研究了冷却速率对相变组织及显微硬度的影响。结果表明：试验钢的临界点A_c3为838℃,A_c1为732℃;当冷却速率小于0.2℃/s时,试验钢的连续冷却转变产物为铁素体、珠光体和贝氏体;当冷却速率为0.2℃/s时,转变产物中出现马氏体;当冷却速率为5℃/s时,铁素体、珠光体消失,转变产物为贝氏体和马氏体;随着冷却速率的增大,马氏体含量逐渐增多,贝氏体含量逐渐减少,甚至完全消失;当冷却速率增大至20℃/s时,转变产物均为马氏体;随着冷却速率的增大,试验钢的显微硬度呈先快速增长,后增长速率变缓的趋势。     

T91铁素体耐热钢过冷奥氏体转变过程中临界冷却速度的研究

利用DIL805A/D高精度差分膨胀仪,通过线膨胀行为测量与微观组织分析,获得T91铁素体耐热钢连续冷却转变过程中相关动力学信息,结合冷却后T91钢组织特征,确定了T91钢过冷奥氏体转变过程中的临界冷却速度.研究表明:T91钢过冷奥氏体连续冷却过程中只存在铁素体和马氏体转变区,而不出现贝氏体和珠光体转变.在冷却速度为10K/min时该钢获得完全板条马氏体组织,9K/min时组织中开始出现铁素体,即10K/min可以定为T91钢奥氏体向马氏体转变的上临界冷却速度;当冷却速度介于3～9K/min时为马氏体和铁素体的混合组织,冷却速度为2K/min时T91钢中不存在马氏体转变,室温组织为铁素体,即2K/min可以定为T91钢奥氏体向马氏体转变的下临界冷却速度.     

30CrMnSiNi2A钢等温淬火获得马氏体和贝氏体组织与性能的研究

本文研究了30CrMnSiNi2A钢等温淬火获得马氏体和贝氏体组织与力学性能的关系。试验结果表明:采用适当的等温淬火来控制马氏体和贝氏体的相对含量,可显著提高该钢的强韧性,对提高飞机的可靠性有重要的实际意义。     

高强汽车双相钢的连续退火与组织性能研究

目的 提升高强DP980双相钢的力学性能,优化连续退火工艺。方法 对高强汽车双相钢进行了连续退火处理,研究了连续退火均热温度、均热时间、过时效温度对冷轧双相钢显微组织、物相组织和力学性能的影响。结果 对于不同退火均热温度处理的双相钢,其组织均为铁素体(F)+马氏体(M),随着均热温度从715 ℃升高至865 ℃,残余奥氏体体积分数逐渐减小,抗拉强度、屈服强度先增后减,断后伸长率逐渐减小,在均热温度为815 ℃时,双相钢的抗拉强度和屈服强度达到最大值。随着均热时间从0.5 min延长至5 min,双相钢的晶粒尺寸逐渐增大,残余奥氏体体积分数先减后增,抗拉强度、屈服强度先增后减,断后伸长率先减后增,在均热时间为1.5 min时,抗拉强度和屈服强度达到最大值。随着过时效温度从245 ℃上升至395 ℃,双相钢中的马氏体体积分数逐渐减小,当过时效温度为395 ℃时,出现了贝氏体,奥氏体体积分数先增后减,抗拉强度、屈服强度逐渐减小,断后伸长率逐渐增大。结论 冷轧DP980双相钢适宜的连续退火工艺如下:均热温度为815 ℃、均热时间为3 min、过时效温度为295 ℃。此时双相钢具有较好的强塑性。     

焊缝粒状贝氏体组织的相变过程

采用热模拟方法,研究了焊接冷却过程中 15MnVN 钢焊缝中粒状贝氏体的相变过程。结果表明,焊缝粒状贝氏体的相变过程可以划分为铁素达形核、铁素体纵向长大、铁素体横向长大、铁素体交叉分割奥氏体和残余奥氏体岛收缩五个阶段。     

W6Mo5Cr4V2钢形变热处理组织的电镜分析

利用透射电子显微技术研究了Ｗ６Ｍｏ５Ｃｒ４Ｖ２钢在７５０－１１５０℃温度范围内等温形变０－６５％后直接淬火或２７０℃等温淬火的显微组织。结果表明：形变诱发了ＭＣ型碳化物，且析出碳化物的分布和形态与形变参数有关；ＭＣ与母相奥氏体的取向为三基矢分别平行，且ＭＣ的析出不影响随后相变产物的形貌；马氏体和贝氏体铁素体的惯习面为〔１１１〕γ，它们与奥氏体、ＭＣ间有这样的关系：〔１１１〕ＭＣ／／（１１１）γ／／