低碳高强舰船用钢固溶时效后的组织与性能

采用扫描电镜、EDS分析、拉伸和低温冲击试验等研究了低碳舰船高强钢在固溶和不同温度时效处理后的显微组织和力学性能。结果表明:试验钢在900 ℃保温30 min固溶处理后的显微组织为多边形铁素体和贝氏体/马氏体,屈服强度和抗拉强度较低,分别为505 MPa和625 MPa。随着时效温度的升高,试验钢的强度出现了先升高后降低的变化趋势,在时效温度为500 ℃时的抗拉强度和屈服强度最高,分别为783 MPa和747 MPa,断后伸长率为11.5%,-20 ℃的冲击吸收能量为96 J。     

Q345钢热处理组织与性能研究

对Q345钢板进行热处理,研究了淬火温度和回火温度对Q345钢显微组织、室温拉伸和冲击性能的影响。结果表明,热轧态Q345钢板的组织为铁素体和珠光体,晶粒大小不一、形状不规则,同时还含有少量混晶组织;随着回火温度的升高,Q345钢的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率和断面收缩率都呈先增加而后降低趋势;当900℃淬火+600℃回火时,Q345钢具有较好的综合力学性能。回火温度为200~680℃时,Q345钢的拉伸断口表现为韧性断裂特征;低温下回火(≤400℃),冲击断口表现为解理和准解理断裂特征,在600℃和680℃较高温度回火后,冲击断口为韧性断裂特征。     

高钢级X100管线钢的韧性和显微组织

通过OM、SEM、示波冲击和落锤试验研究了高钢级X100管线钢的显微组织、冲击和落锤断裂性能。结果表明,终冷温度为400℃时,试验钢具有更好的显微组织、冲击韧性和落锤断裂性能。400℃终冷试验钢组织均匀,LB、GB和M/A组元细小,原始奥氏体被LB板条束分割细化;终冷温度提高至520℃,试验钢组织均匀性变差,GB和M/A组元粗化,LB对组织的分割细化作用减弱。落锤断裂过程中,原始奥氏体晶界(PAGB)、LB和AF改变裂纹扩展方向,提高止裂性能。冲击试验温度降低,400℃终冷试验钢冲击吸收能量(E)、裂纹形成能(E1)、韧性扩展能(E2)和脆性裂纹扩展能(E3)变化不大。表征材料韧脆倾向的-60℃冲击(E2+E3)/E1值为2.83,呈韧性断裂;520℃终冷试验钢E、E1、E2和E3逐渐降低,-60℃冲击(E2+E3)/E1值为0.95,呈脆性断裂。     

淬火和回火工艺对3.5Ni钢组织和力学性能的影响

通过拉伸和冲击试验以及SEM、TEM和EBSD组织观察,研究了不同热处理工艺参数对3.5Ni钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:3.5Ni钢在860℃保温1 h水淬后得到细小的板条马氏体(LM)加粒状贝氏体(GB)组织;570℃回火后,LM的板条变粗,GB中的M/A岛也溶解消失,基体上有大量渗碳体析出。随着回火温度的升高,板条继续合并长大,并且开始出现多边形铁素体,渗碳体也不断长大。回火温度为570~600℃时,低温韧性随回火温度的升高而增加,但是继续升高回火温度会使得低温韧性下降。研究表明:3.5Ni低温钢经860℃水淬+600℃回火的热处理可以获得最佳的力学性能。     

固溶处理对汽车用Fe-Mn-Al-C高强低密度钢组织与力学性能的影响

采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计和拉伸试验机等测试方法研究了固溶温度和固溶保温时间对Fe-Mn-Al-C钢显微组织、物相组成和力学性能的影响。结果表明,在固溶温度为950～1200℃时,Fe-Mn-Al-C钢中可见尺寸不等的无畸变晶粒,随着固溶温度升高,晶粒不断长大,在固溶温度为1150℃和1200℃时,Fe-Mn-Al-C钢基体中还出现了多边形δ铁素体;热膨胀曲线得到的δ铁素体的开始转变温度为1120℃;在相同的固溶温度(1100℃)下,延长保温时间也会造成δ铁素体的形成,Fe-Mn-Al-C钢适宜的固溶制度为1100℃保温0.5～1.0h。当保温时间为1 h,固溶温度分别为1000、1100和1200℃时,Fe-Mn-Al-C钢的强塑积分别为10.97、46.85和42.69 GPa·%,当固溶温度为1100℃时,Fe-Mn-Al-C钢具有最佳的强塑积,此时的拉伸断口表现为韧性断裂特征。     

逆转变奥氏体对中Mn钢低温冲击断裂过程的影响

对超低碳7%Mn钢进行了不同温度的回火处理,测定了组织中的逆转变奥氏体含量及其在-60、-100 ℃下的冲击吸收能量,并观察了冲击断口附近的显微组织,进而讨论了逆转变奥氏体含量及稳定性对试验钢低温冲击断裂过程的影响。结果表明:逆转变奥氏体对试验钢低温韧性的影响具有两面性,一方面能够通过相变缓解裂纹尖端的应力集中,改善钢的低温韧性,另一方面,当其稳定性较低时易于在应力作用下大量发生马氏体相变,导致钢低温韧性降低。冲击断口附近产生明显塑性变形的区域都较小,表明在冲击断裂过程中难以通过大范围的TRIP效应实现韧化。     

Mo-Ti微合化热轧高强钢的组织与性能

对一种Mo-Ti微合金钢进行了热轧实验,研究了不同工艺条件下的组织特征、析出行为及低温冲击性能。结果表明,随着终轧温度及终冷温度的降低,实验钢的屈服强度和抗拉强度均有所升高;当终轧温度较高时,细小的析出物主要在冷却及模拟卷取过程中产生,当终轧温度较低时,细小的析出物主要由应变诱导析出及冷却、模拟卷取过程的析出物组成;实验钢的组织以铁素体为主,随着终轧温度及终冷温度的降低,晶粒尺寸明显细化,同时,组织中渗碳体及钛的碳化物等岛状物的尺寸也变小,大角度晶界比例增加,低温冲击裂纹由脆性断裂变为韧性断裂;当终轧温度为800~810℃,终冷温度分别为615℃和500℃时,实验钢的屈服强度分别为738 MPa及768 MPa,抗拉强度分别为857 MPa和872 MPa,伸长率为18%~19%,其韧脆转变温度低于-70℃,实验钢具有良好的强度及韧性指标。     

热处理工艺对锆-钛-钢爆炸复合板粘结性能影响

为得到锆-钛-钢爆炸复合板最优热处理工艺,采用正交试验法研究保温温度、保温时间和热处理升降温速率3个因素对复合板粘结强度和残余应力的影响。结果表明,保温温度540℃、保温时间1 h、热处理升降温速率60℃/h为最优热处理工艺,复合板可以获得最佳粘结强度和残余应力状态组合,保温温度过高,时间太长都会降低粘结强度。此外,还对最优热处理工艺下复合板结合面进行了显微硬度测定,微观组织和断口形貌的观察。分析显示,复合板结合界面附近形成细晶区,显微硬度较大;结合面粘结试验断裂形式为韧性加解理混合型断裂。     

奥氏体化温度对轧态C61钢显微组织和力学性能的影响

采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度仪及拉伸试验等研究了不同奥氏体化温度对轧态C61钢的显微组织和力学性能的影响.结果表明:奥氏体化温度为950℃的热处理工艺能使轧态C61钢获得良好力学性能,其抗拉强度、屈服强度、伸长率以及断面收缩率分别为1376 MPa、997 MPa、13.8％、62.5％.随奥氏体化温度升高,试验钢的断裂机制从韧性断裂转变为韧性+准解理断裂,奥氏体化温度为950℃时,断口组织均匀且韧性最好.当奥氏体化温度较低时,显微组织中马氏体板条较细小,随着温度的升高,马氏体板条束宽度增大,导致轧态C61钢强度、硬度降低.奥氏体化温度对钢中残留奥氏体含量有所影响,在1000℃时残留奥氏体最多、硬度最低.     

等温转变对中碳贝氏体钢组织及性能的影响

通过试验研究了不同等温转变温度下低温贝氏体钢的显微组织,探索了残余奥氏体的形态和稳定性对试验钢力学性能和断裂行为的影响。利用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射对低温贝氏体钢的微观组织、拉伸及冲击断口形貌进行了表征。结果表明,随着等温转变温度的升高,试验钢的抗拉强度保持在1500 MPa以上,屈服强度由945 MPa下降至806 MPa,断后伸长率由14.0%下降至9.0%。等温转变温度对试验钢残余奥氏体的形态和稳定性有明显影响,随着等温转变温度的上升,残余奥氏体从富碳细条状和薄膜状变成贫碳块状,在塑性变形初期,这种形态的残余奥氏体大量、快速地发生应变诱发马氏体相变,为裂纹扩展提供了路径,从而降低了钢的韧性和塑性,使试验钢的拉伸和冲击断口的延性穿晶断裂特征更明显。     

铈对S32750超级双相不锈钢低温冲击性能的影响

通过夏比冲击和示波冲击方法分析了两种Ce含量S32750超级双相不锈钢在20~－100 ℃范围内的冲击吸收能量及能量构成差异,利用Aspex自动扫描电镜分析仪、SEM、EDS研究了Ce对钢中夹杂物的改性行为及冲击断裂行为的影响。结果表明:高Ce试验钢的抗低温冲击断裂性能明显优于低Ce试验钢,前者韧脆转变温度相较后者下降16 ℃;Ce的添加使得试验钢－80 ℃冲击吸收能量提高45 J,其主要源于裂纹扩展能W_p的提升(76%)。冲击断口形貌观察和夹杂物分析结果显示,低Ce试验钢在－80 ℃冲击断口表现为完全解理断裂;相较于低Ce试验钢,高Ce试验钢中Al₂O₃夹杂显著减少,多为改性后的铈铝氧复合夹杂;硬脆Al₂O₃夹杂数量的减少有效改善了钢的冲击性能。     

热处理对不同碳含量3.5Ni钢力学性能和低温韧性的影响

利用光学显微镜及SEM进行组织观察,通过拉伸和低温冲击试验研究了热处理对两种不同碳含量3.5Ni钢的力学性能和低温韧性的影响。两种3.5Ni钢热轧板分别经860 ℃×1 h空冷的正火处理和860 ℃×1 h水淬+(580, 610, 640)×1 h回火的调质处理。结果表明:含碳量较高的3.5Ni钢热轧态强度低塑性高,但－100 ℃冲击吸收能量低,经正火处理后试验钢的整体性能降低,而调质处理后强度和低温冲击吸收能量均明显提升,塑性略有降低;含碳量较低的3.5Ni钢热轧态已经具有优异的拉伸性能和低温冲击性能,经热处理后拉伸性能和低温韧性没有得到明显提升。     

25Cr2Ni4MoV高温拉伸性能研究

利用电子拉伸试验机对25Cr2Ni4MoV在25℃至600℃区间开展了拉伸试验,获得了不同温度下合金的力学性能,分析了拉伸温度对其组织与性能的影响,并使用扫描电镜观察了断口形貌。结果表明：随温度升高,合金的屈服强度和抗拉强度不断降低,超过400℃时,下降幅度显著增加,此时裂纹更易在夹杂物位置处起裂。不同拉伸温度下,合金断口均为韧性断裂特征,断口表面分布有韧窝和孔洞,断裂机理为微孔聚集型韧性断裂。     

高氮低镍奥氏体不锈钢的低温性能与组织稳定性

评估[Ni]当量相近、[Cr]当量相同、氮含量不同的奥氏体不锈钢的低温性能和组织稳定性,测试了含氮量分别为0.614%和0.529%的奥氏体不锈钢H1和H2的低温拉伸和低温冲击性能,利用扫描电镜和X射线衍射仪分别对两种试验钢的拉伸断口与冲击断口进行了形貌观察和组织检测,利用TEM分析拉伸断口的显微组织。结果表明：两种试验钢的抗拉强度与屈服强度随着试验温度的降低单调增加,伸长率和断面收缩率逐渐减小,氮含量增加提高材料的强度但降低塑韧性;低温冲击试验的结果是氮含量增加降低试验钢的冲击性能,但对韧脆转变温度影响不大,H1与H2试验钢的韧脆转变温度分别为－122 ℃与－123 ℃。XRD与TEM的检测结果均表明此两种试验钢均具有良好的组织稳定性,低温拉伸与冲击均未发生马氏体相变与氮化物析出。     

热处理对U76CrRE稀土重轨钢夹杂物和微观组织的影响

选取U76CrRE钢坯进行1100、1200、1300 ℃分别保温1、2、3 h的热处理,使用FEI-QUANTA400型扫描电镜对夹杂物进行了观察,利用Axiovert型蔡司光学显微镜对微观组织进行观察,使用Qness-Q10A+全自动显微硬度计进行硬度测试。结果表明,热处理对U76CrRE稀土重轨钢中夹杂物的作用明显,使夹杂物形状与尺寸都有明显改善,随着加热温度的升高,可以进一步优化MnS和复合夹杂物的形貌和尺寸。在1100 ℃加热时,MnS与复合夹杂物尺寸随着保温时间的增加而减小,形状得到明显改善;在1200 ℃加热时,随着保温时间的增加,MnS尺寸减小,复合夹杂尺寸变大。U76CrRE稀土重轨钢的晶粒随着加热温度的升高明显增大,硬度呈现先减后增的趋势,随着保温时间的增加逐渐减小。在1100 ℃加热时,试验钢中组织皆为马氏体、贝氏体和残留奥氏体,且晶界均不明显;在1200 ℃与1300 ℃保温超过1 h后,试验钢中网状渗碳体明显;在1300 ℃保温1 h时,晶界积碳严重,碳化物未得到有效溶解。在1200 ℃保温1 h时,试验钢中晶粒均匀,晶界明显,组织主要为残留奥氏体与珠光体,组织均匀。     

热处理对25CrMoNiVNbTi钢的高温拉伸性能的影响

研究了淬火温度对25CrMoNiVNbTi钢的高温拉伸性能和组织的影响。结果表明：在900~1100 ℃温度范围内,随着淬火温度的升高,25CrMoNiVNbTi钢在600 ℃的高温拉伸性能先增加后降低,本试验条件下的最佳热处理工艺为1000 ℃淬火30 min+620 ℃回火2 h,经该工艺处理后该钢在600 ℃下拉伸时其屈服强度和抗拉强度分别达到974 MPa及1046 MPa,洛氏硬度为40.5 HRC,显微组织为回火索氏体、贝氏体、碳化物和少量的残留奥氏体,而且钢的晶粒细小,位错密度高,大大提高了该钢在高温下的力学性能。扫描观察结果表明该钢在高温下拉伸后的断口为韧性断裂。     

热处理对25CrMoNiVNbTi钢高温拉伸性能的影响

研究了淬火温度对25CrMoNiVNbTi钢的高温拉伸性能和组织的影响。结果表明:在900~1100℃温度范围内,随着淬火温度的升高,25CrMoNiVNbTi钢在600℃的高温拉伸性能先增加后降低,本试验条件下的最佳热处理工艺为1000℃淬火30 min+620℃回火2 h,经该工艺处理后该钢在600℃下拉伸时其屈服强度和抗拉强度分别达到974 MPa及1046 MPa,洛氏硬度为40.5 HRC,显微组织为回火索氏体、贝氏体、碳化物和少量的残留奥氏体,而且钢的晶粒细小,位错密度高,大大提高了该钢在高温下的力学性能。扫描电镜观察结果表明该钢在高温下拉伸后的断口为韧性断裂。     

FH550级海洋平台用钢冲击断裂行为实验研究

通过热模拟、拉伸和低温冲击实验,采用SEM,TEM,EDS和EBSD等手段研究了FH550海洋平台用钢的低温断裂行为.结果表明,轧态实验钢为下贝氏体和粒状贝氏体的混合组织,回火后为回火贝氏体组织;冲击断口多为韧窝断口,部分等轴韧窝底部有含Ca和Al的氧化物夹杂,个别试样呈现准解理断裂,存在尺寸大于10μm的含Fe,Mn的碳化物夹杂,恶化韧性,导致冲击吸收功波动;断裂过程中裂纹扩展的主要方式为微孔聚合长大并与裂纹颈缩连结生长,同时存在的剪切扩展裂纹易受到由于塑性变形而聚集成团的富C硬相的阻碍,从而增加了裂纹扩展功.79.3%的大角度晶界比例以及7.61μm的细小晶粒尺寸是获得优良低温冲击韧性的关键因素.     

Ni9钢的显微组织在变形－断裂过程中的行为

利用使低温（－１９６℃）冲击裂纹停止在试样中和中止拉伸变形的准动态方法和变形－断裂进行时观察表面组织的动态方法，研究经α＋γ相区处理的Ｎｉ９钢的显微组织在低温冲击和拉伸变形时的行为．结果表明：当样品中热稳定的沉淀奥氏体（γ＇）较多（≈１０ｖ．－％）时，在冲击断裂影响区（ＩＦＥＺ）内，γ＇转变为α＇（马氏体）并形成密度较大的空洞，良好的低温韧性（≈２００Ｊ）是相变增韧机制作用的结果；当γ＇相很少时，ＩＦＥＺ内形成密度很高且扩展受阻的微裂纹，良好的低温韧性是微裂纹增韧机制作用的结果．在低温冲击值较低时，ＩＦＥＺ中只有稀疏的长裂纹．在裂尖前的拉伸变形使α＇板条堆转动，板条界趋于与裂尖前进方向垂直，利于裂尖钝化和冲击韧性．表明高韧性材料的组织具有抵抗动载荷的自调节功能．     

Ni9钢的显微组织在变形－断裂过程中的行为SCIEI

利用使低温（－１９６℃）冲击裂纹停止在试样中和中止拉伸变形的准动态方法和变形－断裂进行时观察表面组织的动态方法，研究经α＋γ相区处理的Ｎｉ９钢的显微组织在低温冲击和拉伸变形时的行为．结果表明：当样品中热稳定的沉淀奥氏体（γ＇）较多（≈１０ｖ．－％）时，在冲击断裂影响区（ＩＦＥＺ）内，γ＇转变为α＇（马氏体）并形成密度较大的空洞，良好的低温韧性（≈２００Ｊ）是相变增韧机制作用的结果；当γ＇相很少时，ＩＦＥＺ内形成密度很高且扩展受阻的微裂纹，良好的低温韧性是微裂纹增韧机制作用的结果．在低温冲击值较低时，ＩＦＥＺ中只有稀疏的长裂纹．在裂尖前的拉伸变形使α＇板条堆转动，板条界趋于与裂尖前进方向垂直，利于裂尖钝化和冲击韧性．表明高韧性材料的组织具有抵抗动载荷的自调节功能．