两相区退火中锰TRIP钢残余奥氏体含量与加工硬化行为

采用ART (奥氏体逆相变)退火热处理工艺,研究了两相区温轧和退火过程中冷轧中锰TRIP钢中残余奥氏体体积分数变化与加工硬化行为。结果表明:冷轧实验钢经两相区温轧退火处理后,获得了临界铁素体与残余奥氏体或马氏体组成的超细晶复相组织。在645℃,随退火时间的延长,受少量碳化物析出及溶解与C、Mn元素富集程度的影响,残余奥氏体含量由20. 8%先下降至18. 7%后回升至22. 8%最后又骤降至4. 5%。退火时间小于5 h时,实验钢持续加工硬化水平较高,其中均匀塑性形变阶段中,加工硬化指数随退火时间增加,表现出先升高后降低的变化趋势,在退火1 h时加工硬化能力达到最高。     

低合金多相钢中残余奥氏体对塑性和韧性的影响

研究了经临界退火和不同温度回火后多相组织低合金钢中残余奥氏体对塑性和韧性的影响.结果表明,实验钢经两相区临界退火和不同温度回火后,获得了临界铁素体、回火马氏体/贝氏体以及体积分数分别为2%,5%,10%的残余奥氏体多相组织.含有不同体积分数残余奥氏体的多相组织钢强度差异不大,其屈服强度介于540~590 MPa,抗拉强度介于720~780 MPa.残余奥氏体含量对塑性和韧性影响显著.随着残余奥氏体含量的增加,实验钢的均匀延伸率和断后延伸率分别从10.3%和23.8%提高到20.4%和33.8%.塑性的提高主要是由于残余奥氏体在拉伸过程中逐步发生马氏体相变,从而提供持续的加工硬化能力,推迟颈缩的发生.残余奥氏体对韧性的改善随着冲击测试温度的降低变得更加显著.冲击温度高于-60℃时,不同体积分数的残余奥氏体实验钢的冲击功均在120 J以上,当冲击实验温度为-80℃时,残余奥氏体含量仅2%的实验钢的冲击韧性仅14 J,而含有残余奥氏体体积分数约10%的实验钢在-80和-100℃的冲击功仍然保持在60~80 J.残余奥氏体的存在有利于提高低温冲击过程中的塑性变形能力,延迟起裂,提高起裂功,从而有利于获得优异的低温冲击韧性.     

冷轧DP590钢的组织性能及塑性增强机理

采用连续退火模拟试验研究了不同退火温度和闪冷温度对DP590钢性能的影响,基于连续退火模拟结果制定了塑性增强DP590钢工业试制关键参数,对塑性增强和传统工艺生产DP590钢的力学性能及显微组织进行了分析,并探讨了其塑性增强机理。研究结果表明,随退火温度和闪冷温度提高屈服强度提高,抗拉强度呈下降趋势,传统DP590钢中马氏体主要沿铁素体晶界呈细条状或粒状分布,铁素体晶粒尺寸6～8μm,马氏体体积分数11. 3%,而工艺改良后塑性增强DP590钢组织中马氏体呈弥散分布在铁素体基体内,其体积分数为8. 5%,另外含有非常细小的弥散分布粒状马氏体岛或残留奥氏体,经XRD和EBSD定量分析残留奥氏体体积分数约2%,残留奥氏体对最终产品性能提高起到关键作用,且批量生产性能保持了良好的稳定性。     

Nb对中锰TRIP钢临界退火过程中组织演变的影响

采用临界退火热处理工艺,利用场发射扫描电镜(FE-SEM)观察含铌和不含铌的两种热轧中锰TRIP钢在不同退火制度下的碳化物演变行为及铌对中锰TRIP钢微观组织、残留奥氏体体积分数与稳定性的影响。结果表明:试验钢经临界退火处理后获得超细晶铁素体与残留奥氏体复相组织。随着退火温度的提高,残留奥氏体体积分数出现先升高后降低的趋势;随着退火时间的延长,碳化物逐渐溶解,残留奥氏体体积分数逐渐增加,达到平衡后保持不变。Nb元素的加入可细化奥氏体晶粒,延缓碳化物溶解,推迟奥氏体转变,增加膜状奥氏体,提高奥氏体稳定性。     

0.21C-0.46Si-1.4Mn网状异构组织双相钢的力学性能及加工硬化行为

基于“材料素化”的理论，以普通低碳钢为原材料，引入异质结构的微观设计理念，通过循环退火+亚临界淬火的热处理工艺制备马氏体包裹铁素体的网状异构组织双相钢，观察并研究了马氏体分布形貌以及马氏体体积分数对试验钢拉伸力学性能的影响。结果表明：网状马氏体-铁素体异构组织双相钢在室温下的拉伸强度可达1084.15～1392.24 MPa,总伸长率为7.47%～8.94%,并且兼具较低的屈强比。采用Hollomon、DC-J(Differential Crussard-Jaoul)、修正MC-J(Modified C-J)三种分析模型研究了试验钢的应变硬化特性和不同阶段的应变硬化机制。结果表明双相钢的加工硬化指数与其结构特征息息相关，MC-J分析模型相较于其他两种模型，对双相钢的加工硬化更为敏感，具有三级变形行为。在准静态室温拉伸下，网状异构双相钢具有良好的加工硬化能力，随着马氏体体积分数的增加，双相钢中硬质相马氏体可以更早地发生塑性变形。     

退火温度对0.14C-7Mn热轧中锰钢微观组织和力学性能的影响

针对0.14C-7Mn热轧中锰钢分别在600、620、640℃进行了10 h的退火试验。结果表明，退火后组织均为板条状铁素体+奥氏体，随着退火温度的升高，奥氏体体积分数增加，奥氏体中的C、Mn含量逐渐降低，导致其力学稳定性降低。试验钢退火后拉伸曲线均表现为连续屈服。随着退火温度的升高，奥氏体体积分数升高且稳定性降低，变形时产生的马氏体增多，因此抗拉强度随着退火温度升高而升高。适量的、稳定性适中的逆相变奥氏体在变形过程中持续相变产生加工硬化，延迟了颈缩的产生，增加了均匀延伸率。     

ART退火后冷却方式对0.1C-7.2Mn钢加工硬化行为的影响

以0.1C-7.2Mn热轧和冷轧中锰钢为研究对象,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、室温拉伸试验等手段,研究了奥氏体逆相变(ART)退火后不同冷却方式对中锰钢加工硬化行为的影响。结果表明,热轧试验钢ART退火后得到板条状铁素体-奥氏体组织,退火后空冷试样中有大量碳化物析出,而水冷抑制了碳化物析出。冷轧试验钢ART退火后得到了等轴状铁素体-奥氏体组织,退火后空冷试样表现为连续屈服,而水冷促进了组织的等轴化;热轧试样获得更高体积分数的残留奥氏体,获得了优异的力学性能;残留奥氏体体积分数越大,拉伸变形过程中发生的TRIP效应越持久,提供更高、更持续的加工硬化。     

等温温度对低硅含铝热轧TRIP钢组织性能的影响

以低Si含Al热轧TRIP钢为研究对象,采用扫描电子显微镜、拉伸试验、X射线衍射仪和电子探针等试验方法,研究了不同等温温度对试验钢组织性能的影响。结果表明,试验钢的显微组织主要由多边形铁素体、贝氏体铁素体和残余奥氏体组成,随着等温温度的升高,残余奥氏体分解为新生成铁素体和碳化物;当等温温度为450 ℃时,试验钢的力学性能最佳,其抗拉强度为732.25 MPa,断后伸长率为36%,强塑积为26.36 GPa·%;残余奥氏体的体积分数先升高后降低,而C含量逐渐降低,等温温度为450 ℃时试验钢表现出较强的加工硬化行为。     

奥氏体化温度对TAM钢力学性能及微观组织影响北大核心CSCD

通过奥氏体化预处理、两相区临界退火以及贝氏体等温处理这3个过程制备了含退火马氏体组织的TRIP钢(TAM钢),利用拉伸试验机、扫描电镜、透射电镜以及X射线衍射对其力学性能和微观组织进行了表征,在此基础上研究了奥氏体化预处理温度对力学性能及微观组织的影响规律。结果表明,含退火马氏体组织的TRIP钢,具有良好的断后伸长率和强塑积,尤其是在奥氏体化预处理温度为950℃时,其断后伸长率高达40%以上,强塑积高达27 GPa·%;其微观组织由铁素体、贝氏体、残留奥氏体以及退火马氏体构成,退火马氏体精细结构呈现板条状,板条间存在残留奥氏体;奥氏体化预处理温度对残留奥氏体体积分数没有显著影响,但对最终组织中的退火马氏体体积分数以及晶粒大小有显著影响。     

不同马氏体含量的F/M双相钢组织及形变行为

对马氏体铁素体双相钢采用临界区内不同温度淬火试验,得到不同的马氏体含量,并进行单轴拉伸试验。分析了双相钢拉伸过程中的加工硬化行为,求出各个阶段的应变硬化指数n值,并用修正的Crussard-Jaoult分析方法(即C-J模型)分析试验钢的应力-应变曲线。试验结果表明,在两相区内,随着淬火温度升高,马氏体含量增加,由狭长的岛状马氏体最终转变为板条状马氏体;修正的C-J分析表明双相钢的“转折应变”随着马氏体含量的增加呈单调减少。     

The phase transformation residual stress in granular structure

在假设马氏体岛形态和分布的基础上, 采用有限元法计算了粒状组织形成过程中的相变残余应力, 并讨论 了相变残余应力对宏观变形行为的影响. 结果表明: 粒状组织形成过程中, 奥氏体转变为马氏体后将在铁素体基体中产生静水张应力, 而马氏体岛承受压应力作用; 残余应力随马氏体体积分数和铁素体基体强度的增加而增大, 存在临界马氏体体积分数, 此时铁素体完全屈服; 残余应力是导致空冷粒状组织钢出现连续屈服现象的原因之一, 但对屈服强度的影响较小.     

奥氏体化温度对TAM钢力学性能及微观组织影响

通过奥氏体化预处理、两相区临界退火以及贝氏体等温处理这3个过程制备了含退火马氏体组织的TRIP钢(TAM钢),利用拉伸试验机、扫描电镜、透射电镜以及X射线衍射对其力学性能和微观组织进行了表征,在此基础上研究了奥氏体化预处理温度对力学性能及微观组织的影响规律。结果表明,含退火马氏体组织的TRIP钢,具有良好的断后伸长率和强塑积,尤其是在奥氏体化预处理温度为950℃时,其断后伸长率高达40%以上,强塑积高达27 GPa·%;其微观组织由铁素体、贝氏体、残留奥氏体以及退火马氏体构成,退火马氏体精细结构呈现板条状,板条间存在残留奥氏体;奥氏体化预处理温度对残留奥氏体体积分数没有显著影响,但对最终组织中的退火马氏体体积分数以及晶粒大小有显著影响。     

Cu配分时间对I&Q&P处理钢组织性能影响

通过IQ(两相区退火+淬火)和IQP(两相区退火+淬火+配分)热处理工艺,采用EPMA、SEM和XRD等手段,研究含Cu低碳钢Cu配分行为及不同配分时间对组织性能的影响。结果表明,在双相区保温过程中,试验钢的C、Cu和Mn三种元素均从铁素体向奥氏体中配分,且Cu元素配分效果明显。经IQP工艺处理的钢的组织是板条马氏体和残余奥氏体,随着Cu配分时间增加,原始晶粒尺寸变大,马氏体组织变大、板条变粗。随着Cu配分时间增加,钢的抗拉强度逐渐减小,伸长率先增加后减小。残余奥氏体体积分数的变化趋势和伸长率的变化趋势基本一致,在配分时间为40 min时,残余奥氏体体积分数和伸长率达到最大值,此时材料综合力学性能最佳,抗拉强度为1076 MPa,强塑积达到26254.4 MPa·%。     

低碳Si-Mn系Q&P钢两相区的退火热处理工艺

研究一种新型的两相区不同退火温度的淬火和碳再分配热处理工艺对低碳硅-锰系Q&P钢的显微组织、精细结构的影响,并和奥氏体区退火的Q&P热处理工艺进行对比。通过SEM、TEM分析发现,采用两相区退火的Q&P工艺室温组织为板条马氏体、铁素体和薄膜状残留奥氏体。残留奥氏体以两种形态存在:处于马氏体板条间的薄膜状和位于原奥氏体晶界处的块状。两相区热处理后的Q&P钢,不仅抗拉强度高达1000 MPa以上,其伸长率也高达23%以上,体积分数高达11%的残留奥氏体在组织中起到了相变诱发塑性的作用。     

粒状组织的相变残余应力

在假设马氏体岛形态和分布的基础上,采用有限元法计算了粒状组织形成过程中的相变残余应力,并讨论了相变残余应力对宏观变形行为的影响.结果表明:粒状组织形成过程中,奥氏体转变为马氏体后将在铁索体基体中产生静水张应力,而马氏体岛承受压应力作用;残余应力随马氏体体积分数和铁素体基体强度的增加而增大,存在临界马氏体体积分数,此时铁素体完全屈服;残余应力是导致空冷粒状组织钢出现连续屈服现象的原因之一,但对屈服强度的影响较小.     

退火及配分温度对Si-Mn系Q&P钢组织和性能的影响

研究了两相区不同退火温度及不同配分温度的淬火和碳再分配热处理工艺对低碳硅-锰系Q&P钢的显微组织、精细结构、力学性能及残留奥氏体含量的影响。结果表明,采用两相区退火的Q&P工艺室温组织为板条马氏体、铁素体、薄膜状和块状残留奥氏体;随退火温度的升高,实验钢抗拉强度和屈服强度呈上升趋势,伸长率呈下降趋势,残留奥氏体含量先上升后下降;随配分温度的升高,实验钢抗拉强度呈下降趋势,屈服强度、伸长率和残留奥氏体含量呈上升趋势;经Q&P工艺处理后的实验钢强塑积可达28215 MPa·%。     

快速加热连续退火对超高强TRIP钢显微组织与力学性能的影响

研究了快速加热连续退火工艺对V微合金化低Si含P系TRIP钢显微组织特征与力学性能的影响.结果表明,快速连续退火过程中,随着退火温度的升高,拉伸强度增加明显,然而为了保证其综合性能,并不能一味地提高其临界退火温度.加热速率80℃/s,退火温度为880℃时,残余奥氏体形态不仅仅局限于细小的块状结构;而且在贝氏体铁素体板条间能观察到大量的薄膜状残余奥氏体.细小、弥散的V（C,N）)分布于铁素体或贝氏体基体中,大部分析出粒子直径在4—9 nm之间,实验钢具有优异的强度与塑性配合:R_m=1010 MPa,R_P0.2=690 MPa,δ=23.6%,n=0.27,r=1.17,强塑积达到23836 MPa.%.退火温度过高或过低,都会减少残余奥氏体的体积分数、改变其形貌并增大其尺寸,导致综合力学性能下降.     

冷轧及退火制备的超细晶粒双相Mn12Ni2MoTi(Al)钢

采用XRD,SEM,TEM,硬度测试和拉伸实验研究了冷轧Mn12Ni2Mo Ti(Al)钢经不同工艺退火后的显微组织及力学性能.结果表明,马氏体Mn12Ni2Mo Ti(Al)钢经65%冷轧及710~745℃退火处理后转变成主要由奥氏体晶粒和铁素体晶粒组成的亚微米级超细晶粒双相组织,并且弥散分布着第二相析出物颗粒;在退火中形成的富Ti,Mo及Si的第二相颗粒阻碍了超细再结晶晶粒的粗化,从而提高了钢的屈服强度和热稳定性;经710℃,24 h长时间退火后,超细晶粒双相钢的平均晶粒尺寸仍然小于500 nm;超细晶粒双相钢延伸率随室温奥氏体体积分数增加而增加,室温奥氏体体积分数随退火温度升高或退火时间延长先增加后降低,且在745℃,0.5 h退火时达到最大值.超细晶粒钢的屈服强度和总延伸率可达到900 MPa和23%以上,比同种材料淬火马氏体钢提高了约一倍.     

退火工艺对1200MPa级TRIP钢的组织和力学性能的影响

采用不同的退火工艺得到了多边形铁素体基TRIP钢(TPF)、贝氏体铁素体基TRIP钢(TBF)和回火马氏体基TRIP钢(TAM)3种不同基体结构的TRIP钢,并对它们的显微组织和力学性能进行研究。结果表明,退火工艺的不同导致实验钢的微观组织完全不同,力学性能也存在显著差异。TPF钢的基体结构为尺寸较大的多边形铁素体,其上分布着贝氏体、马氏体及少部分残留奥氏体,抗拉强度和伸长率均低于TBF钢与TAM钢。TBF钢的基体结构为贝氏体铁素体,残留奥氏体呈长条状或块状分布于贝氏体板条间,表现出高强度但伸长率不佳。TAM钢组织由退火马氏体基体、残留奥氏体及新生马氏体组成,残留奥氏体以稳定的长条状或薄膜状分布在退火马氏体晶界处或板条间,具有最佳的力学性能。     

两相区退火温度对TRIP590钢组织和性能的影响

采用热模拟试验研究了两相区退火温度对TRIP590钢组织和性能的影响.结果表明:随着两相区退火温度的升高,铁素体体积分数先减少后增加,铁素体平均晶粒尺寸在整个实验温度范围内随着退火温度的升高一直减小;780～860℃范围退火时,残留奥氏体量和残留奥氏体富碳量都在820℃附近出现一个低谷,温度低于或高于820℃,残留奥氏体含量和残留奥氏体富碳量都增加,860℃退火时,残奥量和富碳量都最大;两相区退火温度的变化对抗拉强度基本影响不大,屈服强度随退火温度的变化略有增加,伸长率在820℃出现一个低谷,退火温度低于820℃时,伸长率随退火温度升高而降低,退火温度高于820℃时,伸长率随温度升高而升高,860℃退火时,伸长率达到最大值23％.