新型重载辙叉贝氏体钢的组织与性能

用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射分析仪、冲击试验机和万能试验机等对自行研制的重载辙叉用贝氏体钢进行了组织和力学性能研究。结果表明:该试验钢在正火空冷态下即可得到贝氏体组织,由XRD衍射图谱得出组织为无碳化物贝氏体。材料经正火+300 ℃回火后抗拉强度高达1380 MPa,冲击吸收能量高达63.33 J,具有理想的强韧性配合,硬度高且抗回火稳定性好,低温冲击试验表明材料满足了在低温环境下的使用要求。     

重载辙叉用贝氏体钢的组织及性能

对自行研制的重载辙叉用贝氏体钢进行了组织和力学性能分析。结果表明:此种材料在锻造态下的组织为无碳化物贝氏体与少量残留奥氏体。该试验钢在锻造态下具有1340 MPa的屈服强度和1440 MPa的抗拉强度,伸长率为18.5%,断面收缩率为53%;试验钢在锻后回火态下的屈服强度为1362 MPa,抗拉强度为1460 MPa,伸长率为20%,断面收缩率为54%;夏比V型冲击试验显示,试验钢锻造态下的常温冲击吸收能量为43.4 J,-50℃时的冲击吸收能量为11.4 J,能满足重载贝氏体钢辙叉低温状态下的使用要求。研究结果表明,该重载辙叉用贝氏体钢具有优良的综合力学性能。     

贝氏体钢辙叉心轨组织性能研究

研究了新型低合金贝氏体钢辙叉正火和低温回火的组织及性能特性.实验结果表明,此种材料正火后的组织为贝氏体铁索体和残余奥氏体;不同炉次的抗拉强度为1240～1346MPa;冲击韧度为76～94 J/cm2;伸长率为17%～20%;硬度为41.5～45HRC.这种新型低合金贝氏体钢辙叉具有高强度和硬度,同时韧性也很好,具有良好的综合力学性能.能够满足辙叉心轨强度高、韧性好、易焊接等要求.     

贝氏体钢辙叉与U71Mn钢轨的焊接

采用Gleeble热模拟试验技术,确定贝氏体辙叉钢与U71Mn钢轨钢电阻对焊时热影响区的温度场分布及顶锻压力工艺参数;利用该参数在小型闪光焊机上进行小试件焊接试验,确定闪光焊接试验参数;利用Gaas 100次级直流闪光焊机对贝氏体钢辙叉与U71Mn钢轨进行整轨实际焊接,分析焊接接头拉伸、冲击、硬度分布等力学性能以及其组织结构.结果表明,贝氏体辙叉与钢轨闪光焊接的最佳顶锻压力为30 MPa左右,其焊接热影响区很小,焊接接头各项力学性能均达到了铁道部有关标准要求,贝氏体钢辙叉与U71Mn钢轨采用闪光对焊直接焊接是可行的.     

用等温淬火改善整铸辙叉使用性能的初步探索

辙叉是工作条件最为严峻的铁路轨道部件之一。以贝氏体钢取代奥氏体锰钢制造辙叉具有较大的意义。用ＰＤ３钢轨钢作为基本材料，进行贝氏体化热处理，随着等温淬火温度的不同可获上贝氏体、下贝氏体或贝氏体与屈氏体混合组织，它们的力学性能可与奥氏体钢相媲美。     

700MPa级低碳贝氏体钢微观组织及冲击韧度

在热轧试验的基础上,采用光学显微镜、扫描电子显微镜及冲击试验机,研究了不同温度下700MPa级低碳贝氏体钢的冲击韧度,并对微观组织、断口形貌及夹杂物进行了分析.结果表明,该低碳贝氏体钢的微观组织主要为板条贝氏体、粒状贝氏体、准多边形铁素体及针状铁素体的复合组织.夹杂物较为细小,尺寸多为2～6 μm.当温度较高时,断口呈韧窝状,其冲击韧度较高;当温度较低时,断口主要呈解理特征,其冲击韧度较低.实验钢的韧、脆性转变温度约为-41℃.     

建筑结构用超低碳贝氏体钢焊接性能研究

用Gleeble-1500热模拟试验机对试验钢进行不同焊接工艺下的热模拟试验,研究焊接热影响区的组织、冲击性能、冲击断口.探讨了不同t8/5(30～600s)对试验钢中贝氏体组织组成及形态的影响以及组织与低温韧性的关系,并进行了碳当量和焊接裂纹敏感性指数计算.结果表明,试验钢的焊接性能良好:当t8/5≤60s时,试验钢焊接热影响区冲击性能与母材相近,具有较好的低温韧性;当t8/5在60～300s时,热影响区的冲击性能低于母材,但达到国家标准的要求(34J),因此该材料可以在较宽的冷速范围内进行焊接处理.     

回火工艺对海洋工程用钢E690组织与性能影响

采用扫描电镜、透射电镜及性能测试等方法研究了回火工艺对海洋工程用钢E690组织和性能的影响。结果表明：在同一回火时间下,随着回火温度的增加,试验钢强度呈下降趋势,伸长率呈上升趋势,低温冲击吸收能量先上升然后下降。在同一回火温度下,随着回火时间的延长,试验钢强度呈下降趋势,伸长率先上升后下降,630 ℃和650 ℃回火温度下的低温冲击吸收能量受影响较小。试验钢回火后的组织以板条贝氏体为主;其组织随回火温度的增加,由板条贝氏体向粒状贝氏体转变,钢中析出物也相应粗化。     

正火处理对贝氏体钢辙叉铝热焊接头性能和组织的影响

利用Gleeble-3500试验机模拟了贝氏体钢辙叉铝热焊热影响区各位置的热循环过程,研究了焊后正火工艺对热影响区性能与组织的影响. 热模拟结果表明,铝热焊后对接头进行900 ℃的正火处理,可以使焊接热影响区重新转变为贝氏体组织,提高了冲击韧性并改善硬度分布均匀性,强度值也达到或接近母材水平. 根据热模拟试验结果,对贝氏体钢辙叉和U75V钢轨进行了实际的铝热焊接. 结果表明,900 ℃火焰加热正火处理后,焊缝及热影响区软化区的硬度和抗拉强度值均有明显提高,这对提高焊接接头的使用寿命有重要作用.     

回火工艺对海洋工程用钢E690组织与性能的影响

采用扫描电镜、透射电镜及性能测试等方法研究了回火工艺对海洋工程用钢E690组织和性能的影响。结果表明:在同一回火时间下,随着回火温度的增加,试验钢强度呈下降趋势,伸长率呈上升趋势,低温冲击吸收能量先上升然后下降。在同一回火温度下,随着回火时间的延长,试验钢强度呈下降趋势,伸长率先上升后下降,630℃和650℃回火温度下的低温冲击吸收能量受影响较小。试验钢回火后的组织以板条贝氏体为主;其组织随回火温度的增加,由板条贝氏体向粒状贝氏体转变,钢中析出物也相应粗化。     

高强韧轨道交通用钢药芯焊丝的力学性能及组织分析

针对轨道交通装备用屈服强度为450 MPa级低合金高强钢研制了一种焊接工艺性能优良、具有高强韧性、良好抗疲劳性能的药芯焊丝,并对研制的药芯焊丝熔敷金属拉伸、低温冲击韧性和疲劳强度等力学性能及组织进行了分析.结果表明,研制的药芯焊丝成分设计合理,焊缝组织以针状铁素体和粒状贝氏体为主,晶粒细小,有效提高了焊缝的强韧性,使焊缝具有优良的低温韧性和疲劳性能.药芯焊丝熔敷金属的抗拉强度达到620 MPa,-40℃低温韧性夏比冲击吸收功为96 J,指定寿命为2×106次循环下的疲劳极限为354 MPa,分别是设计目标值的1.1倍、1.6倍和2.2倍,能够满足轨道交通装备用屈服强度为450 MPa级低合金高强钢的焊接需求.     

快速回火工艺条件下超高强低碳贝氏体钢的组织与性能

采用盐浴热处理试验,结合扫描电镜、透射电镜及室温拉伸试验,研究了快速加热+短时保温快速回火条件下超高强低碳贝氏体钢的组织和性能变化规律。结果表明,快速回火工艺下,超高强低碳贝氏体钢发生碳过饱和贝氏体和马氏体中的碳化物析出、铁素体和马氏体的重构以及微合金析出物的析出等现象,进而影响材料的强塑性;在700℃以下快速回火时,与以板条状贝氏体(LB)组织为主的复相贝氏体钢相比,以粒状贝氏体(GB)组织为主的钢具有更好的回火稳定性;在750～800℃两相区快速回火时,铁素体和马氏体相大量重构,最终形成粗大铁素体和马氏体,抗拉强度大幅提升,屈强强度大幅降低,且以LB组织为主的复相贝氏体钢中重构铁素体晶粒更为粗大,导致其屈服强度更低。     

12CrNi3钢粒状贝氏体的组织与性能

通过光学显微镜、电子显微镜研究了12CrNi3钢在不同的热处理条件下获得不同数量的粒状贝氏体,并测定其力学性能,得到粒状贝氏体含量与力学性能关系曲线,同时观察了其断口形貌特征。结果表明:在12CrNi3钢中,当粒状贝氏体含量占混合组织(马氏体 粒状贝氏体)含量30%以下时,合金的力学性能与单一板条马氏体的力学性能相比差别不大;合金中粒状贝氏体数量越多,其强度降低、塑性增加、冲击韧度增加;由断口分析知,不论是马氏体组织还是粒状贝氏体,或者是二者的混合组织,其断裂都表现为韧性断裂。     

回火温度对柔性齿轮钢40CrNiMo组织及力学性能的影响

通过预处理(固溶处理)、等温淬火以及不同温度回火等处理方法,利用光学显微镜、扫描电镜、洛氏硬度计、拉伸试验机、冲击试验机等设备研究了奥氏体化温度对40CrNiMo钢奥氏体晶粒长大速度以及硬度的影响,探索了回火温度对贝氏体/马氏体多相钢微观组织和力学性能的影响。结果显示,预处理期间,奥氏体晶粒随奥氏体化温度的升高首先缓慢增长然后快速长大,然而硬度保持在56 HRC左右。250~500 ℃回火时,大量细小的碳化物析出,微观组织仍然保持原来的板条状,试验钢的强度、硬度降低,塑韧性呈现先降低后升高的趋势;400 ℃回火试样伸长率最低,冲击吸收能量最小,表明400 ℃回火时出现回火脆性;回火温度升高到600 ℃,基体组织发生再结晶,转变为回火索氏体,此时强、硬度最低,冲击吸收能量高达147 J。     

热轧+淬火配分处理对Q235钢组织及性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、电子万能试验机、数显显微硬度计,研究了一步法淬火配分(Q&P)工艺和热轧一步法淬火配分(HR-Q&P)工艺在不同配分温度下处理后Q235钢的组织和力学性能。结果表明:HR-Q&P工艺使试验钢晶粒明显细化,显微组织由马氏体、铁素体和贝氏体组成,在350 ℃配分下,屈服强度和抗拉强度都达到最大值,分别为449 MPa和560 MPa,伸长率与原样相比下降了8%,但仍然超过30%;硬相的马氏体和贝氏体的同时出现,导致断口出现二次裂纹;一步法Q&P工艺下,与未处理试验钢相比,抗拉强度提高约32%,屈服强度提高近1倍,伸长率保持在26%以上。     

正火工艺对420 MPa级海上风电用钢板组织及性能的影响

利用扫描电镜、激光共聚焦显微镜、室温拉伸、低温冲击测试等试验方法,采用了正火、强化正火、正火+400 ℃回火的热处理工艺,研究了不同正火工艺对420 MPa级海洋风电用钢板组织和性能的影响。结果表明:通过正火处理后,正火态试验钢的平均晶粒尺寸由轧态试验钢的8 μm细化至6 μm,带状组织得到改善,强度与低温冲击性能均得到提升,屈服强度提升至442 MPa,－50 ℃下的冲击吸收能达到120 J;通过正火+400 ℃回火处理后,平均晶粒尺寸为7 μm,虽然大幅度提升了钢的低温冲击性能,－50 ℃下的冲击吸收能量达到194 J,但是钢的屈服强度降低为422 MPa。强化正火后组织为铁素体+珠光体+少量贝氏体,平均晶粒尺寸为5.6 μm,屈服强度提升至460 MPa,断后伸长率和低温冲击吸收能量相较于正火后试验钢有所降低但仍能满足EN10025性能标准,达到强韧性的最佳匹配,是生产420 MPa级海上风电用钢的最佳热处理工艺。     

金属Co对低温铁基金属/陶瓷结合剂性能和结构的影响

为探讨金属Co对低温铁基金属陶瓷结合剂性能和结构的影响,在烧成温度为700℃和真空热压烧结条件下,制备铁基金属陶瓷结合剂。使用三点弯曲强度测试仪、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）等一系列仪器,测试其抗弯强度和抗冲击强度等性能以及微观形貌和结构。结果表明:Co质量分数为17%时,其与陶瓷相形成Co-CoO-陶瓷连接相,低温金属陶瓷结合剂的抗弯强度和抗冲击强度达到最大值,分别为130.55 MPa和4.33 kJ/m2;含Co铁基预合金粉的加入促使低温铁基金属陶瓷结合剂晶相细化,产生细晶强化作用,提高其强度。      

Q350EWR1高耐蚀钢板组织和耐大气腐蚀性能研究

当前,对铁路车辆用钢耐大气腐蚀性能的要求越来越严苛.采用高Cr成分体系和轧后两段冷却工艺,试制了Q350EWR1铁路车辆用高耐蚀钢.研究了其奥氏体连续冷却相变行为,获得了不同冷却速率下其组织演变规律.开展了轧制工艺对Q350EWR1耐蚀钢组织和性能影响的研究,并对其腐蚀性能进行了评价.结果表明,当冷速为0.1℃/s时,...     

1.25Cr-0.5Mo钢热处理后的组织与力学性能

利用光学显微镜、扫描电镜和力学试验机研究了3种正火组织的1.25Cr-0.5Mo钢在回火和模拟焊后热处理过程中的组织和力学性能演变。结果表明:1.25Cr-0.5Mo钢粗大的铁素体+珠光体组织经模拟焊后热处理,大量粗大的碳化物沿晶界析出,显著降低钢的冲击性能,铁素体晶内细小弥散碳化物的析出略微改善了钢的强度;贝氏体组织中的贝氏体铁素体板条宽化和碳化物粗化降低了钢的强度,但对冲击性能影响不大;1.25Cr-0.5Mo钢的综合力学性能随着铁素体组织含量的增加而变差,当铁素体组织的含量高于38％时,钢板的力学性能将难以满足要求。