钛对非调质钢韧性的影响

探讨了Ti对非调质钢的显微组织和变形过程的影响。测试了钢在平面应变状态下的断裂韧性,计算了冲击和拉伸状态下的裂纹形核能和扩展能。用SEM研究了断口形貌。结果表明:在钢中加入Ti可使先共析铁素体量增多;在冲击状态下,加入Ti对韧性影响不大;V钢和V+Ti钢均为准解理断裂;但在静态拉伸时,V+Ti钢为剪切断裂,V钢为准解理断裂。     

高氮不锈轴承钢碳化物分布与高温断裂机制

 通过高温拉伸试验研究高氮不锈轴承钢高温断裂行为,探究了170 ℃和470 ℃回火态钢中碳化物分布特征,分析了高温拉伸断裂及组织演变和碳化物分布规律。研究发现,回火温度从170 ℃升高至470 ℃,高氮钢中大于0.8 μm的碳化物明显增加,高氮钢中M₂₃C₆强化增量提高了2.59 MPa,固溶强化增量下降了118.82 MPa,470 ℃回火态钢的室温抗拉强度降低、拉伸断口表现为准解理和少量撕裂韧窝;拉伸温度升高至300 ℃,试样断口表现为等轴型韧窝特征,170 ℃和470 ℃回火态试样起裂源断裂碳化物尺寸分别为2.8~3.6 μm和5.5~6.7 μm;450 ℃拉伸断口表现为塑孔韧窝特征,170 ℃和470 ℃回火态试样起裂源断裂碳化物尺寸分别为2.7~3.4 μm和5.8~6.4 μm。拉伸温度从300 ℃提高至450 ℃,钢的固溶强化和位错强化作用减弱,金属原子间结合能下降,碳化物与基体不连续应力分布加剧变形不协调性,碳化物承担较高应力而发生断裂。单纯热作用下钢中0.5~0.8 μm尺寸碳化物数量比例增加;在热力耦合作用下,钢中应力所导致的位错增殖为碳元素扩散提供通道,钢中碳化物在晶界和位错线上形核析出0.2~0.8 μm碳化物。裂纹沿着与拉伸方向45°角的最大剪力方向快速扩展而断裂,最终形成锯齿状的断口,小尺寸碳化物增多阻碍位错滑移导致塑性降低;钢中大尺寸碳化物不均匀分布在碳化物间形成大变形塑孔而增加钢的塑性。     

四种状态下Mg-10Gd合金微观组织及力学性能研究

采用OM、SEM、TEM、EBSD、XRD和万能材料试验机等手段研究了铸态、退火态、热变形+时效态、固溶态等四种状态下Mg-10Gd稀土镁合金的微观组织和力学性能。结果表明,铸态合金组织由α-Mg基体和晶界处的不连续Mg_5Gd共晶相组成;退火态合金组织为α-Mg固溶体;热变形+时效态合金主要由动态再结晶组织和弥散分布在晶粒内部的β′-Mg_7Gd相组成;固溶态合金组织为α-Mg固溶体,β′相完全溶解。由于β′相的析出强化作用,四种状态合金中热变形+时效态合金具有最高的抗拉强度为371MPa。铸态合金的断口处伴随着晶界共晶相的破裂,其主要断裂形式为准解理断裂。热变形+时效态合金拉伸断裂形式为撕裂棱和微孔聚合复合作用形成的准解理断裂。退火态和固溶态的断裂形式是以撕裂棱为主的准解理断裂。     

高V钢中V(C,N)沉淀强化作用的研究

通过实验室轧钢试验,研究了三种高V钢轧制状态下的组织的和力学性能,并用透射电镜观察了V（C,N）析出的状况.结果表明,高V钢中可以获得单相的铁素体组织,并可以获得较高的强度,最高的屈服强度值达到525 MPa.对C3钢而言,由V（C,N）析出颗粒的沉淀强化造成的屈服强度增量最大可达244 MPa.透射电镜观察结果表明,高V钢中容易获得相间析出.试验获得的V（C,N）析出颗粒为4～10 nm,经计算分析,该尺寸在V（C,N）最大沉淀强化效果的范围.     

Pb对AZ91镁合金铸态显微组织及力学性能的影响

采用扫描电镜观察、电子探针分析及拉伸性能测试等方法研究了Pb的添加对AZ91合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Pb能够细化AZ91镁合金中的d—Mg和β-Mgl7Al12的晶粒,抑制二次B的析出,且Pb可改善β-Mgl7Al12相形态和分布。Pb通过细晶强化增加了合金强度和硬度,使合金的断裂机制从脆性解理断裂转变为准解理断裂。     

钒微合金化锻钢

介绍了中碳含钒锻钢的工艺，组织和性能。钒产一的强化作用可以提高中碳钢的强度，从而省去微合金化锻钢的后步热处理工序。强度的提高是由于在直接冷却的铁素体／珠光体组织中析出细小的碳氮化钒析出物。当钢的组织大部分为珠江体时，强度达到最大，但此时钢在冲击载荷下的抗解理断裂性较低。提高含钒钢的韧性有几种方法：一是在保证钢的强度的前提下降低碳含量；二是加入微合金元素钛，三是适当提高硫含量。     

钒对T122铁素体耐热钢组织和性能的影响

研究了(%):0.11C- 11.89～12. 19Cr- 1.86～1.90W-0.37～0.38Mo-0.9Cu铁素体耐热钢T122 中 0.14%～0.31%V-0.05%Nb复合强化添加剂中V 含量对钢的组织和性能的影响。结果发现,随V 含量增加, 钢中δ铁素体量增加,室温拉伸强度、650℃拉伸强度和650℃持久强度逐渐降低;当V 含量为0.19%时T122 钢的室温拉伸强度、650℃拉伸强度和持久性能较高。 V 含量变化影响钢中M₂C、MX 和Laves相的析出, 0.19%V-0.05%Nb析出强化效果最好     

钒对耐火耐候钢组织与性能的影响

为了探索V对耐火耐候钢组织和性能的影响,采用相变仪、电子显微镜、相分析和拉伸等方法,研究了V对CCT曲线、不同热轧工艺条件下显微组织及室温和600℃拉伸性能的影响,探讨了微观组织与力学性能之间的关系.结果表明向钢中添加V可以提高相变温度,而0.20%V促进铁素体的形成;V在钢中的作用取决于其析出相,随钢中V含量增加,析出V量增加,析出物数量相应增加并细化;对于0.60%Mo耐火耐候钢,要得到高的高温屈服强度和YS比,组织中必须引入适当比例的贝氏体.     

双相钢断裂特性的研究

本文对双相钢的断裂特性进行了研究。用缺口棒四点弯曲法测定了双相钢的解理断裂应力σ_f;根据流变应力的速率敏感效应,用示波冲击和变速拉伸数据计算了σ_f;计算值和实验测定值基本一致。根据理解温度下的断口形貌、微裂纹的萌生、扩展与显微组织的观察结     

高纯钼板断口形貌和组织分析

对通过不同锻造和轧制工艺制备的高纯钼板的拉伸力学性能、显微组织和断口形貌进行了分析。确定了不同工艺条件下高纯钼板的组织变化情况和抗拉强度。结果表明：纤维状组织的高纯钼板具有良好的室温韧性，其断裂表现为准解理断裂；若经过回复和再结晶，纤维组织转化成等轴晶粒组织，则材料呈现脆性，其断裂表现为穿晶解理断裂和沿晶脆性断裂的混合型断裂。     

双相钢变形与断裂特性的研究

本文对双相钢的变形和断裂特性进行了研究。用计算机对双相钢单轴拉伸下的变形特性进行了计算,发现双相钢均匀变形阶段存在着双扎特性。根据分析和显微组织的观察结果,本文提出:Ashby-Mileiko综合变形理论来描述双相钢的初始加工硬化和均匀应变硬化特性。用缺口棒四点弯曲法测定了双相钢的解理断裂应力σf;根据解理断裂温度下断口形貌,微裂纹萌生、扩展与显徽组织的关系,得出双相钢的裂纹扩展途径,根据σf与断裂单元的测定结果,得出了σf=0.33 19.33C~(-1/2)的回归关系式,提出了双相钢的解理断裂的应力扩展控制模型。按照综合变形理论和应力扩展控制模型,提高双相钢初始加工硬化速率、均匀延伸和σf的途径是:在保持合理的马氏体体积分数下,降低马氏体岛的直径和铁素体晶粒尺寸,增加马氏体岛中板条马氏体量,尽可能使马氏体岛分布均匀。     

卷取温度对钒微合金化耐候钢力学性能的影响

 在实验室制备了钒微合金化高强耐候钢,通过拉伸试验、冲击试验、扫描电镜、透射电镜对试验钢的组织结构、力学性能以及第二相粒子析出行为进行了研究,分析了不同卷取温度对耐候钢显微组织和力学性能的影响。研究结果表明：随着卷取温度的降低,试验钢在550℃获得最佳力学性能,晶粒尺寸细小,细晶强化效果明显,但是钒的析出数量减少,析出强化作用减弱。试验钢在550℃卷取时组织为铁素体、珠光体以及部分针状铁素体,针状铁素体组织以及细晶强化共同作用不但弥补了该卷取温度下析出强化的不足,而且使得试验钢的力学性能有了明显提高。     

涂层扩散热处理工艺对DD6单晶高温合金组织和力学性能的影响

研究了870℃/6 h涂层扩散热处理工艺对第二代镍基DD6单晶高温合金(简称DD6合金)组织和性能的影响。研究结果表明,采用870℃/6 h涂层扩散热处理工艺处理后,DD6合金的显微组织、760℃拉伸性能、980℃/250 MPa持久性能、700℃高周疲劳性能无明显变化。DD6合金760℃拉伸断裂类型为准解理断裂,980℃/250 MPa持久断裂类型为韧窝断裂,700℃高周疲劳断裂类型为准解理断裂。涂层扩散处理没有改变DD6合金的断裂机制。     

550 MPa级海洋工程用钢板低温韧性波动原因分析

 550 MPa级海洋工程用钢在低温冲击功波动较大。为了进一步探究产生低温韧性波动的原因,在不同温度(-100 ℃~室温)对试验钢进行冲击试验。结合光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电镜等设备,分析冲击断口、显微组织、第二相、夹杂物。结合热力学计算等对低温韧性波动原因进行分析讨论。结果表明,试验钢强度满足等级要求,随着温度降低冲击吸收功不断降低,韧脆转变温度为-50 ℃左右。在-60 ℃下冲击功出现较大波动,出现了18 J的极低值,断口为准解理断裂,剪切断面率为8%,裂纹源处存在Ti,Nb(C,N)和MnS的复合夹杂。而在相同温度下冲击功为122 J的试验钢,剪切断面率为34%,断口发现有明显的韧窝。试验钢组织主要为回火贝氏体加极少量铁素体,贝氏体板条中存在高密度位错,晶界上有(Fe,Cr)₃C合金渗碳体与少量NbC和富Cu析出相。试验钢以小角度晶界为主,大角度晶界占比较低。基体中有少量(Ca,Al,Mg,Mn,S)等复合夹杂物,多呈近圆形和多边形,大小多为1~3 μm,占检测到的总数量的85.87%。占比例最高的是CaS-Oxide-MnS类夹杂,为31.2%。热力学计算结果表明试验钢凝固过程中TiN先于MnS析出。晶界与晶内粗大的析出相、夹杂物、较高比例的小角度晶界与塞积的不可动位错等多种因素对低温冲击韧性产生不利影响,存在大颗粒含钛析出相是造成冲击韧性波动大的关键原因。     

Pb对AM60镁合金组织及性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜以度电子万能拉仲实验机等设备研究了Pb的添加对AM60合金显微组织和力学性能的影响。蛄果表明：Pb能够细化AM60镁合金中的α—MS和β—Mg17Al12的晶粒。抑制二次β的析出,并且Pb可以改善B—Mg17Al12相形态及分布。Pb通过细晶强化增加了合金强度、伸长率和硬度,使合金的断裂机制从脆性解理断裂转变为准解理断裂。     

冲击条件下35MnVN钢断裂机理的研究

本文研究了35MnVN钢在冲击条件下的断裂机理,结果表明,钢的解理单元尺寸强烈依赖于奥氏体晶粒尺寸,并且当奥氏体晶粒被粗化时,相邻珠光体团中的铁索体{100}晶面大都为连续的或近似连续的。这时的珠光体团界及铁素体晶界均不会成为解理裂纹扩展的障碍。     

微观组织对高速车轮钢解理断裂应力的影响

利用不同奥氏体化温度和冷却速率对碳质量分数为0.54%高速车轮钢进行热处理,得到具有不同晶粒尺寸和珠光体片间距微观组织的试样.在-120~20℃温度下对具有不同微观组织的拉伸试样和三点弯曲（3PB）缺口试样进行测试;采用二维平面应变有限元计算三点弯曲缺口试样缺口前的应力分布;利用扫描电镜对3PB试样断口进行观察并测量解理起裂源的位置;测定不同微观组织车轮钢试样的解理断裂应力.在扩展控制断裂机制下,微观组织对车轮钢的解理断裂应力具有明显影响,晶粒尺寸和珠光体片间距越小解理断裂应力越高.细化晶粒使未扩展微裂纹的特征长度减小,细化珠光体片间距有助于提高珠光体的有效表面能,从而使得解理断裂应力提高.      

铝质量分数对耐热钢组织和塑性变形断裂影响

 采用JmatPro材料性能模拟软件与试验研究结合的方法,研究分析了3种不同铝质量分数新型ZG1Cr10NiAlMoVNbN耐热钢正火＋高温回火后的显微组织,模拟了3种试验钢在常温下拉伸试验的应力-应变曲线,并结合拉伸试验数据和断口形貌分析了其断裂机制。结果表明,模拟结果与试验结果较为吻合,随着钢中铝质量分数的增加,断裂机制发生由微孔聚集型断裂向准解理断裂、解理断裂的转变。结合显微组织分析得出铝质量分数是影响碳化物类型、形状以及分布的主要影响因素。     

高强度热轧耐候钢的钒析出行为与时效性能研究

结合攀枝花现有的资源特点,针对性地进行含V高强度耐候钢研究。采用热模拟试验、相分析、拉伸试验等方法,研究了不同工艺条件下钒氮微合金化高强耐候钢的V析出行为及时效性能。研究表明:随N含量的增加,不同温度卷取的试验钢中V的析出比例明显高于对比钢,增N后V析出量明显增加,并且在冷却过程中V析出趋势增加;随V/N值的升高,AI值降低,当V/N低于3.5时对时效性能不利。通过研究,确定了450 MPa级高强度耐候钢关键控制参数,考虑晶粒细化和沉淀强化的综合作用,试验钢的最佳卷取温度为650℃;考虑到N对时效指数的影响,钒氮微合金化高强耐候钢中的V/N值控制略高于V与N理想化学配位数(3.64),试验钢的综合性能较佳。     

微合金化超纯Fe-18Cr-2Mo钢的冲击韧性及影响因素

超纯Fe-18Cr-2Mo不锈钢经合金化处理后性价比优良,在行业内受到越来越多的重视.研究了单独加Ti和Ti-Nb复合添加的超纯Fe-18Cr-2Mo不锈钢热轧板的冲击韧性及影响因素.结果表明,在wTi+ Nb/wC+N=9的条件下,Ti-Nb复合添加的钢韧脆转变温度(DBTT)较Ti单独添加的钢低35℃.含Ti钢中,3～5 μm的TiN析出物居多;Ti-Nb复合添加的钢中,1 ～3 μm的TiN析出物居多,此外含有200 nm左右的以TiC为核心的(NbTi)C复合相及100 nm左右NbC.低于DBTT时冲击,试验钢沿{100}晶面发生脆性解理断裂.细化TiN析出物,增加细小球形、椭球形的富Nb碳化物,同时降低碳在钢中的固溶量,有利于试验钢冲击韧性的提高.