回火温度对Nb/Ti微合金化新型超低碳中锰钢的组织和力学性能的影响

利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电镜(TEM)以及Thermo-Calc软件等研究了回火温度对Nb/Ti微合金化超低碳中锰钢的显微组织和力学性能的影响.结果表明:随着回火温度的升高,试验钢先后获得了回火马氏体、逆转变奥氏体、ε-马氏体和α-马氏体等组织.经550℃回火后,试验钢中没有逆转变奥氏体形成,尽管其屈服强度和抗拉强度均超过800 MPa,但冲击吸收能量仅为13.7 J;经580℃回火后,逆转变奥氏体含量为4.2％,冲击吸收能量骤增至227J,且强度无明显下降;随着回火温度升高至620℃,逆转变奥氏体的含量为12.3％,冲击吸收能量达到最高值为333.7 J,屈服强度下降至748 MPa,抗拉强度达到最低值为793.5 MPa;当回火温度升高至650℃或者更高时,逆转变奥氏体受其尺寸和成分因素的影响,稳定性明显下降,冲击吸收能量开始下降,而且屈服强度已低于520 MPa.ε-马氏体发生相变诱发塑性(TRIP)效应转变为α-马氏体吸收一定的能量,但是由于硬度较高,成为裂纹源及其快速传播的通道.     

回火温度对Nb/Ti微合金化新型超低碳中锰钢的组织和力学性能的影响

利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电镜(TEM)以及Thermo-Calc软件等研究了回火温度对Nb/Ti微合金化超低碳中锰钢的显微组织和力学性能的影响.结果表明:随着回火温度的升高,试验钢先后获得了回火马氏体、逆转变奥氏体、ε-马氏体和α-马氏体等组织.经550℃回火后,试验钢中没有逆转变奥氏体形成,尽管其屈服强度和抗拉强度均超过800 MPa,但冲击吸收能量仅为13.7 J;经580℃回火后,逆转变奥氏体含量为4.2％,冲击吸收能量骤增至227J,且强度无明显下降;随着回火温度升高至620℃,逆转变奥氏体的含量为12.3％,冲击吸收能量达到最高值为333.7 J,屈服强度下降至748 MPa,抗拉强度达到最低值为793.5 MPa;当回火温度升高至650℃或者更高时,逆转变奥氏体受其尺寸和成分因素的影响,稳定性明显下降,冲击吸收能量开始下降,而且屈服强度已低于520 MPa.ε-马氏体发生相变诱发塑性(TRIP)效应转变为α-马氏体吸收一定的能量,但是由于硬度较高,成为裂纹源及其快速传播的通道.     

Mn-Ni钢中逆转变奥氏体的稳定性

利用XRD、SEM及EBSD等分析手段研究不同回火试样在低温处理后奥氏体含量以及形貌、分布位置和尺寸不同的逆转变奥氏体的变化规律,以此来探讨回火温度,奥氏体的形貌、分布位置与尺寸以及奥氏体稳定化元素的含量等对奥氏体稳定性的影响。结果表明：随着回火温度的升高,逆转变奥氏体体积分数先升高后下降,且650 ℃回火试样经过液氮浸泡后逆转变奥氏体体积分数急剧降低。逆转变奥氏体位于小角度晶界上或马氏体板条间时稳定性最高,大角度晶界上次之,位于大角度三叉晶界处的奥氏体最不稳定。在大角度三叉晶界处,逆转变奥氏体晶粒尺寸越小,其稳定性越高。逆转变奥氏体的稳定性还与其中的C、Mn与Ni等稳定化元素相关,稳定化元素的含量越高,奥氏体的稳定性越高。     

回火保温时间对9Ni钢逆转变奥氏体和低温韧性的影响

在线热处理工艺中回火时间对9Ni钢逆转变奥氏体的体积分数和低温韧性有重要影响。用OM,SEM,XRD,EBSD,CVN等方法对不同回火保温时间样品中的逆转变奥氏体含量、分布及其低温韧性进行了研究。结果表明,逆转变奥氏体的体积分数随保温时间的延长先升高后降低,30 min时最高约为4.8%;低温冲击吸收能量(-192℃)在保温60 min时最高为132 J;低温韧性与逆转变奥氏体的体积分数及分布有关。     

回火温度对7%Mn低碳中锰钢组织与性能的影响

对热轧淬火态的7%Mn低碳中锰钢进行不同温度的回火处理,研究了回火处理后试验钢逆转变奥氏体与碳化物的演变对其性能的影响。结果表明：随回火温度的升高,试验钢中逆转变奥氏体比例与晶粒尺寸增加,Mn由回火马氏体向逆转变奥氏体中的迁移速率加快,使得Mn元素在逆转变奥氏体中有不同程度的富集。随回火温度的升高,试验钢屈服强度与屈强比下降,抗拉强度逐渐升高,这主要是由于高温回火后未能形成M₃C析出强化相,同时基体中位错回复程度增大造成明显软化,以及逆转变奥氏体的含量升高导致相变诱导塑性(TRIP)效应加剧所致。随回火温度的升高,试验钢-60℃稳态裂纹扩展功大幅降低,裂纹由稳态扩展为主逐渐转变为失稳扩展为主,这主要是因为试验钢在高温回火后,逆转变奥氏体中Mn的富集程度下降带来M_s温度显著升高,导致其在-60℃下部分发生转变,形成淬火马氏体造成了韧性下降。     

两相区回火温度对含7%锰Q690钢组织和性能的影响

采用SEM、XRD、TEM和Thermo-Calc软件计算等手段研究了两相区回火温度对0.02C-7Mn钢的组织和性能变化的影响。结果表明,淬火后试验钢组织以淬火马氏体为主,伴有极少量的残留奥氏体;两相区回火后,基体组织以回火马氏体为主,出现逆转变奥氏体,空冷后转变为残留奥氏体。随着回火温度的升高,残留奥氏体的含量逐渐增加,在650 ℃回火后到达峰值为18.78%;与此同时出现了6.57%的ε-马氏体。两相区回火后,试验钢的抗拉强度均有下降,但是屈服强度有不同程度的升高,这归因于回火过程中位错密度的下降以及弥散第二相的析出。另外,ε-马氏体的存在不仅迅速降低了屈服强度,而且还损害了韧性。在600 ℃回火后,试验钢具有优异的综合力学性能(横向:抗拉强度为984 MPa、屈服强度为973 MPa,-40 ℃冲击吸收能量为163 J,纵向:抗拉强度为947 MPa、屈服强度为919 MPa,-40 ℃冲击吸收能量为186 J),满足Q690用钢的力学性能需求。     

超高强度钢中M_2C和β-NiAl相的复合析出强化行为

采用透射电镜(TEM)、X射线衍射分析仪(XRD)以及拉伸试验机对超高强度钢中的碳化物和金属间化合物的复合析出强化行为进行了研究。结果表明:在300℃回火时,主要析出大量的ε-碳化物,此时试验钢的强度升高,冲击性能略有降低;在430℃回火时,析出大量的粗大片状渗碳体,试验钢的强度继续提高,但冲击吸收能量迅速降至最低值;随着回火温度继续升高,渗碳体发生溶解,M_2C型碳化物、金属间化合物β-Ni Al相以及逆转变奥氏体开始在马氏体基体中开始析出,试验钢的抗拉强度和硬度值在470℃达到最大,屈服强度在490℃达到峰值。由于M_2C型碳化物、金属间化合物β-Ni Al相和薄膜状逆转变奥氏体的复合析出作用,试验钢在510℃回火5 h后,具有最佳的综合力学性能。当回火温度继续升高,M_2C型碳化物和逆转变奥氏体都发生粗化,钢的强度和冲击性能都有所降低,且经560℃回火后逆转变奥氏体含量达到最大值。     

淬火后的逆相变退火温度对5%Mn冷轧中锰钢组织与性能的影响

对5%Mn冷轧中锰钢进行930 ℃×20 min淬火后再进行660、665、675、685 ℃保温30 min的逆相变退火处理,并用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等研究退火温度对中锰钢组织和力学性能的影响。结果表明:5%Mn冷轧中锰钢经过高温淬火和逆相变退火后的组织为超细晶铁素体、板条马氏体和奥氏体。随着逆相变退火温度由660 ℃增加至685 ℃,奥氏体含量先增加后降低并在665 ℃逆相变退火后达到最大值,抗拉强度持续增加,屈服强度先升高后降低并在675 ℃退火时达到最大,伸长率先升高后降低并在665 ℃时达到最大值。综合来看,5%Mn中锰钢冷轧板经过930 ℃×20 min淬火和665 ℃×30 min逆相变退火后的综合力学性能最佳,此时奥氏体体积分数为24.24%,抗拉强度为980 MPa,伸长率为23.68%,强塑积达到了23.21GPa·%。     

回火温度对7Ni钢组织和性能的影响

利用OM、SEM、TEM和XRD试验方法,分析在两相区淬火+回火(QLT)工艺中,不同回火温度下7Ni钢组织形貌和逆转变奥氏体含量的变化,研究回火温度对7Ni钢低温强度和低温韧性的影响。结果表明:随着回火温度升高,7Ni钢抗拉强度逐渐提高,而低温韧性呈现先升高后降低的趋势。回火温度从560 ℃提高到620 ℃过程中,7Ni钢马氏体组织由粗大转变为均匀弥散细小,抗拉强度逐渐提高。当回火温度较低时,钢中马氏体回复不充分,析出的逆转变奥氏体量较少,低温韧性偏低。随着回火温度升高,7Ni钢逆转变奥氏体含量不断升高,但稳定性下降,大量不稳定的逆转变奥氏体在低温下发生转变,不利于钢低温韧性的改善。7Ni钢低温韧性随着回火温度升高呈现先升高后降低的趋势,并在580 ℃时获得最好的低温韧性。     

回火温度对N63钢组织及力学性能的影响

采用扫描电镜和透射电镜等手段研究了回火温度对N63钢组织及性能的影响。结果表明，N63钢具有良好的抗回火稳定性，260～600℃回火几乎未生成逆转变奥氏体，该温度区间内低温回火的析出相主要为ε-碳化物，当回火温度升高至480℃附近时基体析出M₂C碳化物，抗拉强度和屈服强度分别达到峰值，为1483 MPa和1138 MPa,然后随回火温度的升高迅速下降，600℃回火时抗拉强度仅为1009 MPa,此时N63钢马氏体基体板条分解严重，析出相为渗碳体和M₂₃C₆;冲击吸收能量随回火温度先下降后升高再下降，420℃回火冲击吸收能量最低，为79 J。综合不同回火温度下的微观组织和力学性能，N63钢在480℃回火具有优异的强韧性匹配。     

回火温度对超低碳7%Mn钢组织与性能的影响

对超低碳中锰钢进行了淬火+回火处理,研究了不同温度回火后试验钢的显微组织及力学性能,采用XRD法测定了低温处理(－60、-80、－100 ℃)前后试验钢中的逆转变奥氏体含量,在此基础上分析了逆转变奥氏体含量及热稳定性对试验钢力学性能的影响规律。结果表明:采用较高温度回火时,促进了逆转变奥氏体的形成,也使奥氏体稳定化元素快速富集于其中,而且随温度升高所得奥氏体更多分布于粗化的马氏体板条之间,故具有更高的稳定性;由于试验钢中逆转变奥氏体含量较多,变形过程中的TRIP效应更为显著,促进了试验钢低温韧性和塑性的提高。     

淬火工艺对含Ni中锰钢组织和性能的影响

通过扫描电镜观察、拉伸及低温冲击试验,研究了不同淬火工艺对含1%(质量分数)Ni的中锰钢组织和性能的影响。结果表明,随着淬火温度升高,试验钢的屈服强度和抗拉强度先增大后减小,随后再逐渐增大,低温冲击吸收能量具有相同变化趋势;中锰钢的最优调质工艺为900 ℃淬火后于600 ℃回火,其屈服强度、抗拉强度及伸长率分别能达到560 MPa、640 MPa及21.8%,-50 ℃ 冲击吸收能量达到270 J,获得了良好的综合力学性能。调质态试验钢在不同淬火温度下均获得了铁素体和回火马氏体组织,随着淬火温度升高,马氏体比例增加,晶粒尺寸逐渐减小。     

回火温度对贝氏体耐磨钢组织和性能的影响

对贝氏体耐磨钢进行控轧控冷+回火工艺,探究不同温度回火后贝氏体耐磨钢的组织演变和性能。结果表明,经控轧控冷工艺和200℃回火后,试验钢获得较为理想的无碳化物贝氏体/马氏体复相组织,组织中包含8.7%(体积分数)的残留奥氏体。该工艺下钢板获得较好的强韧性匹配,屈服强度达到1172 MPa,抗拉强度达到1613 MPa,断后伸长率达到19.4%,-20℃冲击吸收能量为47 J,并可满足NM500级别的硬度要求。520℃回火后大量粗大碳化物析出,且残留奥氏体基本分解完毕,导致钢板强韧性下降。     

回火保温时间对A-100钢力学性能和组织的影响

采用力学性能测试、显微组织观察和断口失效分析等方法研究了回火保温时间对淬火+深冷处理后的A-100超高强度钢组织和力学性能的影响.结果表明,A-100超高强度钢482℃回火时在板条马氏体晶界上会析出逆转变奥氏体,马氏体周围析出M2 C型碳化物,且随回火保温时间增加,逆转变奥氏体数量增多、分散更均匀,马氏体晶粒尺寸有所增...     

不同回火温度下Nb、Ti对785 MPa级特厚齿条钢板组织性能的影响

针对特厚齿条用钢板的开发,通过微合金化设计、控制轧制、调质热处理等工艺,制备了两种不同成分的785 MPa级别高强韧特厚齿条钢,研究了不同回火温度下Nb、Ti对钢板微观组织和力学性能的影响。结果表明,随着回火温度的升高,试验钢板屈服强度、抗拉强度、硬度逐渐降低。NbTi钢板回火脆性区间为300~500 ℃,3Ni钢板回火脆性区间为200~550 ℃。Nb、Ti微合金化可显著细化奥氏体晶粒,增加了大角度晶界的比例和密度,从而提高了钢板的强度和冲击韧性。NbTi钢板在650 ℃回火时获得最优强韧性匹配,其屈服强度和-60 ℃冲击功分别为805 MPa和200 J;3Ni钢板在600 ℃回火时获得最优强韧性匹配,其屈服强度和-60 ℃冲击功分别为881 MPa和140 J。     

感应加热回火对X120管线钢组织和力学性能的影响

为进一步探索改善X120管线钢的韧塑性,用X120工业连铸坯在实验室采用TMCP和TMCP后立即感应加热至500和550℃回火工艺进行模拟轧制试验,并检测其力学性能,采用扫描电镜、透射电镜分析了不同工艺下钢的组织及析出物形貌、尺寸及分布,用X射线衍射方法分析了残留奥氏体。结果表明:X120钢组织为下贝氏体、少量针状铁素体以及微量MA。感应加热回火后,板条贝氏体和针状铁素体粗化,小尺寸析出物数量明显增加。这种回火使X120钢韧塑性改善,伸长率达到17.24%,-60℃下冲击功达到232.7 J;不利的是,钢的屈服强度提高和抗拉强度下降导致屈强比更高。性能变化是回火后贝氏体组织粗化、α-Fe基体上大量析出细小弥散碳氮化铌以及残留奥氏体体积分数的变化引起的.     

回火温度对Q1100超高强钢组织和性能的影响

采用力学性能测试、显微组织观察、扫描电镜观察,研究回火温度对Q1100超高强钢组织和性能的影响规律。结果表明:试验钢900 ℃保温后水淬再200~300 ℃回火后,为回火板条马氏体组织;在 400 ℃和500 ℃回火后,为回火屈氏体组织;在600 ℃回火后,为回火索氏体组织。试验钢具有较高的回火稳定性,在400~600 ℃回火时,α铁素体仍保持板条马氏体的形状和位向。在200 ℃回火后,小角度晶界含量较多,阻碍微裂纹扩展,韧性较好,随着回火温度的升高,小角度晶界占比逐渐减少,在400 ℃回火后,小角度晶界占比较少,碳化物的析出恶化试验钢的韧性,发生了回火脆性,韧性最差,500 ℃和600 ℃回火后,试验钢的小角度晶界占比较400 ℃相差不明显,但试验钢回复程度较大且600 ℃回火发生部分再结晶,回火软化作用较大,韧性较高。当回火温度为200 ℃时,试验钢具有最佳的综合性能,屈服强度为1164.38 MPa,抗拉强度为1429.70 MPa,断后伸长率为14.66%,硬度为430.27 HV3,标准试样-40 ℃冲击吸收能量为92.30 J。