30Cr3SiMnNiW钢中未溶碳化物的研究

通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及物理化学相分析等实验手段研究了不同奥氏体化温度处理状态下30Cr3SiMnNiW钢的微观组织。针对高温平衡相的稳定性及其合金成分与温度的关系,采用热力学及固溶度积经验公式进行了计算,结果表明,860～950℃淬火后,马氏体板条束间弥散分布少量未溶M6C相,富集W、Mo、Fe等元素,950℃时完全溶解;完全奥氏体化处理时,由于VC相的固溶度积较大,并未沉淀析出,完全固溶于基体。     

GCr15轴承钢热处理过程中碳化物的析出与演变行为

采用定量金相的方法研究GCr15轴承钢在球化退火、奥氏体化淬火、低温回火等不同热处理工序后其碳化物的演变行为,通过ThermoCalc软件进行数值模拟计算分析碳化物尺寸和成分对其在奥氏体化时固溶动力学的影响。结果表明:球化退火处理后形成的碳化物粒子尺寸呈多峰分布,奥氏体化和回火后的碳化物粒子尺寸分布为单峰分布,奥氏体化后碳化物中Cr含量略有增加;Cr含量高的碳化物粒子具有较大尺寸;球化退火形成的碳化物在奥氏体化时大量固溶形成了富碳奥氏体,淬火后转变为高碳马氏体并导致高硬度;奥氏体化时碳化物固溶发生Cr的配分导致碳化物中Cr含量增加;直径200nm的碳化物即使其Cr含量接近基体成分,也不能在奥氏体化热处理时完全固溶,未溶的碳化物颗粒将影响后续回火过程的碳化物析出。     

热轧对7055铝合金淬透性的影响

为研究热轧对7055铝合金淬透性的影响,采用末端淬火实验、硬度测试、光学显微镜和透射电镜研究了不同冷却速率处合金的组织和性能.实验结果表明:合金热轧后淬透性大大降低,淬透深度由约100 mm降至约45 mm,这主要与慢速淬火时析出的η平衡相的数量和尺寸的改变有关;热轧增加了η平衡相的形核位置,并引入大量的位错,增加了η平衡相的长大速率.因此,热轧合金固溶后慢速淬火时,析出的η平衡相的数量和尺寸都大大增加,时效后形成的η’沉淀强化相数量减少,硬度随冷却速率减小而下降的程度增加,合金的淬透性降低.     

钒的添加对S30432奥氏体耐热钢影响的研究

本工作研究了添加0.18％的V对S30432奥氏体耐热钢的影响.对比了不含V和含V的S30432钢650℃持久断裂时间,测量了固溶态和持久断裂后试样的硬度,利用OM、SEM、TEM和Thermo-Calc软件研究了V对S30432钢析出相的影响,分析了V的加入对S30432耐热钢强度改善的机理.结果表明,在S30432钢中添加0.18％V,延长了其650℃持久断裂时间并提高了硬度.含V的S30432钢不仅晶粒变细,而且二次MX相数量更多.特别是,含V的S30432钢存在大量细小的Z相(Cr(Nb,V)N).这是由于V(C,N)溶解温度较Nb(C,N)低,V的添加促进了MX相的溶解,促使含V的S30432钢优先析出细小的Z相.Z相的析出强化是含V钢硬度和强度增加的主要原因.     

钢的临界直径的计算

介绍了应用淬透性曲线计算钢的临界直径的方法,包括淬透性曲线斜率的计算、最小斜率的确定、由最小斜率的端距计算理想直径,以及由理想直径计算临界直径。拟合了理想直径与50%马氏体端距的方程,和淬水、淬油临界直径与理想直径的方程,并列举了40CrH钢、45H钢、42CrMoH钢、20CrMnTiH钢、20CrMnMoH钢及40MnBH钢6种材料临界直径的计算及结果。     

C和V对奥氏体不锈钢焊缝的强化

研究了元素C、V对高强度奥氏体不锈钢焊缝金属的强化作用。结果显示,提高C含量,具有明显的固溶强化效果,但C含量的增加导致大量碳化物在晶界上析出;提高V含量使细小弥散的碳化钒在晶内析出,产生明显的沉淀强化效果。在强化效果基本相同时,后者的韧性高于前者。     

30Cr3Si2Mn2NiNb钢中未溶相的热力学计算及分析

采用Thermo-Calc热力学软件模拟了30Cr3Si2Mn2NiNb钢奥氏体化时平衡相的演化规律以及非平衡态相的演化规律,研究了合金元素C,Mo,Nb和V对实验钢中未溶相的影响.通过SEM,XRD对30Cr3Si2Mn2NiNb钢淬火态组织进行实验观察及分析.结果表明:常规奥氏体化处理后,钢中未溶相主要有富Nb的M...     

V和Si对珠光体车轮钢显微组织和力学性能的影响规律

利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及拉伸和冲击试验等方法研究了V(0.03%-0.12%)(质量分数,下同)、Si含量(0.32%-0.89%)对中碳(0.54%)珠光体车轮钢显微组织及力学性能的影响。结果表明:提高V含量细化了实验钢的奥氏体晶粒尺寸、珠光体团尺寸及其片层间距,并且提高了铁素体体积分数。随着V含量的提高,由于VC沉淀强化和细化晶粒的作用,室温屈服强度和-20℃冲击韧性得到改善;但软相(先共析铁素体)增多,室温抗拉强度降低。提高Si含量显著降低了铁素体体积分数和细化了珠光体片层间距,略细化奥氏体晶粒和珠光体团尺寸;Si也促进VC的析出但作用很小。Si主要以固溶强化和细化片层间距的方式提高屈服强度和抗拉强度。结合适中含量的V(0.07%-0.08%)微合金化和较高含量的Si(0.8%-0.9%)合金化,可以使中碳珠光体钢获得较好的强韧性匹配。     

真空分级淬火对8Cr4Mo4V钢组织和性能的影响

在真空条件下对航空轴承用8Cr4Mo4V钢进行不同温度的分级淬火并采用扫描电镜观察其微观组织、用XRD谱进行相分析并测试洛氏硬度、冲击性能和旋转弯曲疲劳性能,研究了真空分级淬火对其微观组织和力学性能的影响。结果表明,真空分级淬火后的8Cr4Mo4V钢其微观组织由下贝氏体、马氏体/残余奥氏体和碳化物组成;随着分级淬火温度的提高,淬火和回火态钢中析出碳化物的数量增加,残余奥氏体的含量降低。分级淬火温度为580℃时淬火态钢中贝氏体的含量最高(达到13.87%),残余奥氏体的含量为28.59%。回火后析出碳化物的含量和洛氏硬度均为所有分级温度中的最大值,分别为4.37%和62.38HRC。真空分级淬火能提高8Cr4Mo4V钢的综合力学性能。与未分级真空淬火相比,进行580℃×10 min真空分级淬火的8Cr4Mo4V钢的冲击韧性提高了23.3%,旋转弯曲疲劳极限提高了110 MPa。     

添加硼对低合金钢的显微组织及性能的影响

本文论述了含硼低合金结构钢(25MD4和MCD4)冷却时M_(28)(B,C)_沉淀以及奥氏体化时该相重溶的主要特性。介绍和讨论了这两种钢的淬透性和奥氏体转变条件的详尽研究结果。这些结果表明,(可固溶)硼的最佳含量为10～30ppm。还分别确定了不可重固溶的硼碳化物和晶间沉淀物的作用。马氏体淬火和回火(550°或650℃)状态钢的冲击强度取决于硼含量。指明了晶间沉淀物M_(28)(B,C)_数量和冲击韧性之间的关系。这些结果更好地说明了硼的作用,从而推荐采用含这种元素的低合金钢。     

添加Si对马氏体不锈钢淬火-配分组织和性能的影响

为改善马氏体不锈钢的强塑性和耐蚀性,设计制备了Si含量不同的两种氮合金化马氏体不锈钢10Cr13N钢和10Cr13Si2N钢.对实验钢进行了改变配分时间但恒定淬火终止温度和配分温度的淬火-配分处理,从显微组织和力学性能的变化规律探究添加Si元素的作用与机理.结果表明:实验钢淬火-配分处理后得到板条马氏体加残余奥氏体为主的复相组织,其强塑性配合显著高于淬火-回火状态.随配分时间的延长,两种钢组织中残余奥氏体的含量呈现先上升后下降的极值规律,这一变化对强度影响不大,但对伸长率影响较为显著.增加钢中的Si含量,有利于抑制马氏体中碳氮化物析出并提高残余奥氏体含量和稳定性,在使钢的冲击韧性略微下降的同时可显著改善钢的变形能力.     

钢的淬透性折线

钢的淬透性一般用末端淬透性曲线表示。该曲线用手工绘制,误差大;构建曲线方程困难;曲线图形不便于传播交流。介绍了伴有方程的末端淬透性折线。该折线除了具备淬透性曲线的功能外,还可用于估计半马氏体的硬度和临界直径的端距。临界直径的端距可作为衡量钢的淬透性的参数。淬透性折线的优点是绘制简单,构建折线方程方便。介绍了一次样条函数构建方程的方法,以及40CrH,40MnBH,60Si2Mn和20CrMnMoH钢的淬透性折线和方程。     

Cu对9Ni钢强度和低温韧性的影响

研究了Cu含量(质量分数)对9Ni钢强度和低温韧性的影响,并结合显微组织观察和精细结构分析了含铜9Ni钢的强韧化机理.结果表明,经过淬火+两相区淬火+回火(QLT)处理,Cu含量由0提高到1.5%,9Ni钢的室温屈服强度和抗拉强度分别提高约150和105 MPa;随着Cu含量的提高-196℃低温冲击功呈现先增加后降低的趋势,Cu含量为1.0%时达到最高值157 J,而所有含铜9Ni钢的冲击功均保持在较高的水平。随着Cu含量的增加,钢中二次回火马氏体增加而铁素体减少;颗粒或短杆棒状Cu析出物在基体上析出,组织强化与析出强化共同使钢的强度提高。同时,Cu的加入提高了二次回火马氏体板条边界上的逆转奥氏体含量,并富集于逆转奥氏体中提高其稳定性,从而提高了钢的低温韧性。     

一种多元低合金高碳钢的热处理组织及硬度的研究

对一种低合金高碳钢(0.81C,0.65Cr,0.89W,0.54Mo,0.23V)热处理组织及硬度研究表明,该钢退火具有多类型碳化物(M3C,M7C3,M23C6,M6C和MC),在800～840℃区间退火,处于γ相低温区原碳化物部分溶解和新碳化物重新形核生长过程,使碳化物颗粒超细化,平均尺寸0.33～0.34 μm.淬火时,因M3C、M23C6溶解于奥氏体的速度较快,在840～860℃淬火时,硬度可达HRC63～65;未溶碳化物M6C和MC(VC)有利于马氏体细化,但因其数量较少,淬火最高温度不易超过880℃.该钢在低温和中温回火有较好的抗回火性能,并能有效地促进残余奥氏体转变.该钢热处理过程组织结构特征能较好地以相平衡热力学计算结果进行解释.     

稳定化处理对Super304H奥氏体耐热钢晶间腐蚀敏感性的影响

用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电解萃取法、草酸电解实验、X射线衍射(XRD)和双环电化学动电位再活化法(DL-EPR)等方法,研究了固溶和稳定化处理工艺对Super304H钢的显微组织(包括晶粒度,析出相分布、数量和类型)及晶间腐蚀敏感性的影响。结果表明,经过1150℃×15 min固溶处理后Super304H钢的晶粒度维持在7-10级;经不同温度的稳定化处理后析出相的数量较固溶态明显增加,其中950℃仍为敏化温度,有大量M23C6(M=Fe,Cr)沿晶界析出;随着稳定化温度的升高Nb(C,N)的析出数量随之增加,抗晶间腐蚀性能不断提高;当温度达到1100℃时Nb(C,N)的析出量达到最多,其抗晶间腐蚀性能较固溶态有明显提高;1100℃处于Super304H钢的固溶温度范围,明显高于传统1Cr18Ni9Ti型不锈钢的稳定化温度900℃,说明Super304H钢供货态的固溶处理工艺实际上兼顾了固溶与稳定化的双重作用。     

900℃时效条件下超级奥氏体不锈钢904L的析出相研究

采用Factsage热力学软件计算和实验相结合的方法,借助金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等检测技术,研究了900℃时效条件下超级奥氏体不锈钢904L热轧板的组织变化情况。结果表明:904L不锈钢在1080℃×40min固溶处理为单一奥氏体组织;900℃时效处理过程中,析出相优先在晶界上形成,随着时效时间延长,析出相数量逐渐增加,尺寸不断增大,最终在晶界上形成网状分布;TEM和EDS表征确定为富Cr、Mo和低Ni的σ析出相,形貌以条状和块状分布为主;热力学计算结果表明904L不锈钢在平衡状态下主要析出相为σ相,与实验结果吻合。     

Mn对汽车用Q&P钢连续冷却转变曲线的影响

为探索Mn含量在汽车用Q&p钢相变过程中的作用,利用热膨胀法结合金相-硬度法研究了3种不同Mn含量Q&P钢的CCT图.研究表明:Mn元素能扩大奥氏体相区,降低Ac3、Ac1、Ms和Mf点,并能够提高钢的淬透性,降低钢的临界转变速率;对于每一种成分的Q&P,随着冷却速率的增加,材料的显微硬度随之增加,超过其临界冷却速率时...     

淬火温度对含铜5Cr15MoV马氏体不锈钢性能的影响

将含铜5Cr15MoV马氏体不锈钢在不同温度热处理并使用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、硬度测试和电化学测试等手段对其表征,研究了淬火温度对其组织、硬度以及耐蚀性能的影响。结果表明,铜元素的添加提高了材料中残余奥氏体的体积分数,而使其硬度降低。淬火后钢中的未溶碳化物为fcc结构的富铬M₂₃C₆型碳化物,铜元素的添加对5Cr15MoV马氏体不锈钢中碳化物的尺寸和形貌没有明显的影响,但是使其耐蚀性能略微降低。随着淬火温度从1000℃提高到1100℃,未溶碳化物逐渐减少,耐蚀性提高。残余奥氏体的含量也随着淬火温度的提高而增多,碳化物与残余奥氏体的共同作用使淬火后钢的硬度曲线呈抛物线状并在1050℃达到最大值。     

奥氏体化温度对超强耐热齿轮轴承钢显微组织和强韧性的影响EI北大核心

新型超强耐热齿轮轴承钢具有优越的强韧性。通过改变钢的淬火加热温度,结合拉伸、冲击、断裂韧度等力学性能测试以及TEM,SEM,EDS等微观分析技术,研究不同奥氏体化温度下钢的显微组织与力学性能。结果表明:1060℃奥氏体化后,钢中存在未溶碳化物M_(6)C,冲击功和断裂韧度较低;1080~1100℃奥氏体化后,M_(6)C碳化物固溶,冲击功和断裂韧度显著增加。在1060~1100℃奥氏体化后,抗拉强度和塑性变化不大,规定塑性延伸强度随奥氏体化温度的增加略有降低。M_(6)C碳化物加速裂纹的萌生与扩展,导致韧性下降。在1080~1100℃奥氏体化后,超强耐热齿轮轴承钢可获得超高强度和高韧性,抗拉强度不小于2000 MPa,规定塑性延伸强度不小于1800 MPa,断裂韧度不小于100 MPa·m^(1/2)。     

低碳硅锰系Q&P钢增塑机制及组织性能

采用双相区保温-淬火-配分工艺对低碳硅锰钢进行处理,通过场发射扫描电镜、X射线衍射仪和拉伸实验等对该QP钢增塑机制及其组织性能进行研究。结果表明:实验用钢经双相区保温-淬火-配分处理后,综合力学性能优于传统QP钢;双相区合理的保温时间可以减少室温组织中二次淬火马氏体含量,以保证更好的塑性;实验用钢经QP工艺处理后室温残余奥氏体含量为4.9%,而经双相区保温-淬火-配分处理时,随着双相区保温时间的延长,室温残余奥氏体含量呈先增加后减少的趋势,在双相区720℃保温1500s再经QP处理后残余奥氏体含量达到最大值7.3%,综合力学性能最佳。