临界退火温度对中锰TRIP钢组织和性能的影响

采用淬火热膨胀仪、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射和拉伸试验机对0.2C-5Mn TRIP钢临界区相变行为、微观组织及力学性能进行了研究,并运用Factsage软件对0.2C-5Mn TRIP钢在临界区的相变热力学进行了计算,在此基础上讨论了临界区相变过程的特点。研究结果表明,临界区逆转奥氏体含量随着临界退火温度的升高而逐渐增加,逆转奥氏体中碳含量先增加后减少,Mn含量逐渐下降,逆转奥氏体热稳定性也逐渐下降。当临界退火温度为700℃时,在冷却过程中发生明显的马氏体相变;随着临界退火温度增加,渗碳体逐渐溶解,但由于相变时间较短,渗碳体无法完全溶解;当临界退火温度为600~675℃时,临界退火后的微观组织由铁素体、渗碳体和残余奥氏体构成。当临界退火温度为700℃时,临界退火后的组织由铁素体、残余奥氏体、马氏体以及少量未溶解的渗碳体构成;随着临界退火温度的升高,实验钢的工程应力-应变曲线变化显著,在675℃退火3min后获得最佳的力学性能,抗拉强度为1 138MPa,断后伸长率为23%。     

退火处理对热轧Fe-12Mn-8Al-0.8C轻质钢组织性能的影响

利用OM, SEM, TEM及XRD等,对不同退火温度下热轧Fe-12Mn-8Al-0.8C轻质钢的组织演变及力学性能进行了研究.研究结果表明,较低温度下退火时,实验钢组织为奥氏体+铁素体+κ-碳化物.随着退火温度的升高,实验钢中κ-碳化物发生溶解,奥氏体晶粒尺寸逐渐增加,实验钢的屈服强度和抗拉强度逐渐降低,伸长率则先增大后降低.不同退火温度下实验钢应变硬化行为的差异与其组织组成有关.750℃退火0.5 h的实验钢具有铁素体+κ-碳化物体积分数较高的复相组织,其加工硬化能力较高.随着退火温度的升高,铁素体与κ-碳化物的体积分数逐渐降低,应变硬化率有所降低,但应变硬化行为表现得更为持续.950℃退火0.5 h的实验钢与其他退火温度下的实验钢相比,获得了良好的综合性能,抗拉强度为930 MPa,伸长率为35.48%,韧脆转变温度约为-40℃.     

加热工艺对中锰钢残余奥氏体含量的影响

 研究了不同加热方式对0.2%C-5%Mn钢650℃临界退火后残余奥氏体含量的影响。采用透射电镜TEM、电子背散射EBSD等技术研究了碳化物析出和组织形貌,利用XRD技术测定了残余奥氏体体积分数。结果表明：较低温度下等温一段时间后加热到650℃,或直接快速加热到650℃进行临界退火,可获得较多残余奥氏体。因为快速加热既能抑制升温过程中组织的回复和再结晶,也能抑制粗大渗碳体颗粒的析出;在较低温度等温处理时可析出细小弥散的碳化物并在临界退火时迅速固溶,这些细小弥散的碳化物作为形核核心加速了奥氏体相变。     

0.1C-5Mn钢两相区退火后的残余奥氏体与力学性能

通过ART(奥氏体逆相变)热处理工艺,研究了两相区退火温度对0.1C-5Mn钢中残余奥氏体与力学性能的影响。采用SEM、XRD、室温拉伸等分析测试手段,表征了试验钢组织形貌、亚稳奥氏体含量以及力学性能。结果表明,试验钢经ART工艺处理后,室温组织主要由铁素体与残余奥氏体组成;随退火温度升高,试验钢中出现碳化物析出与再溶解,同时板条状形变马氏体回复多边化形成等轴铁素体,颗粒状奥氏体过冷转变为板条状和块状马氏体;630、645、660℃退火1h试样中奥氏体体积分数相近,分别为18.4%、19.5%、18.8%,随温度升高,奥氏体含量骤降,大量逆相变奥氏体转变为马氏体;综合不同退火温度,表明试验钢经660℃退火可获得最佳的综合力学性能。     

热加工对含氮马氏体不锈钢组织转变和性能的影响

采用Thermal-calc计算了含氮马氏体不锈钢20Cr13的合金相图,据此进行了关键热加工工艺参数设计。采用金相、扫描电镜、X射线衍射、高温热模拟试验、拉伸试验和硬度测试等方法,研究了高温下均热温度对高温组织转变的影响以及高温铁素体对高温塑性的影响,同时研究了退火和淬火工艺对组织和性能的影响。结果表明:铸锭中的少量δ铁素体在单相奥氏体区高温长时间均热后并未消除;δ铁素体的存在降低了马氏体不锈钢的高温塑性;在临界温度长时间退火后,组织为铁素体基体上弥散分布球状碳化物的索氏体及沿晶界呈断续分布的点状碳化物,随退火温度的提高,索氏体晶粒尺寸增大,碳化物选择性地在晶界粗化长大,并呈断续状点状分布;950~1100℃奥氏体化淬火后的组织为板条马氏体+碳化物+少量残余奥氏体。淬火温度较低时,碳化物和残余奥氏体含量较高,淬火后马氏体硬度较低,提高淬火温度,碳化物充分溶解,奥氏体中的碳含量增加,淬火后板条马氏体硬度升高。     

碳化物演变对冷轧ART 0.1C-7Mn钢Lüders行为影响

采用SEM、XRD、力学性能测试等实验分析方法对冷轧中锰钢(0.1C-7Mn)在奥氏体逆相变不同温度退火过程中碳化物演变对Lüders应变的影响进行了分析。结果表明:随着退火温度的升高,碳化物先析出后溶解,在640℃退火时碳化物全部溶解,逆转变奥氏体的稳定性适中,强塑积最高为25 GPa·%。退火温度偏低导致奥氏体稳定性过高,同时碳化物会抑制位错运动,使得屈服点延伸较为明显;退火温度适中则高密度位错开始回复,变形时能持续地产生TRIP效应硬化基体,提高材料的综合性能;退火温度偏高时,碳化物的溶解导致位错对消重排,Lüders应变消失,奥氏体稳定性降低,应变诱导马氏体快速形成,导致中锰钢抗拉强度较高但均匀伸长率降低。     

V-N微合金化CSP带钢中的析出物研究

利用Gleeble 1500D热力模拟实验机,在实验室模拟了V-N微合金化CSP钢带的生产过程.实验结果显示,在连铸初期,TiN基本全部从钢中析出,而随着铸坯温度的降低,V开始以TiN为核心或单独形核析出,在铸坯均热后,大部分单独形核的V(C,N)趋于溶解,未溶解的则开始长大,而以TiN为核心的(Ti,V)(C,N)中的V部分溶解于钢中,V在粒子中的含量减少.在CSP连轧中,V(C,N)不断从钢中析出,全部析出物起阻碍奥氏体晶粒长大的作用,而含V颗粒还促进铁素体的形核,提高奥氏体/铁素体相变比率,细化最终的铁素体组织.     

κ-碳化物对低密度超细珠光体组织细化的影响

低密度钢已成为开发满足安全和节能要求材料的研究热点，为实现材料的轻量化，推动绿色发展，在超高强度珠光体桥索钢的合金设计中加入适量的轻质元素中Mn(质量分数为5%)和中Al(质量分数为5%)以降低材料密度，其理论计算密度由7.85 g/cm³降至6.81 g/cm³,降幅达13.2%。在相同珠光体等温处理(600℃-0.5 h和500℃-2.0 h)后，与传统珠光体钢相比，低密度珠光体钢抗拉强度和屈服强度显著提高，分别由(1 237±24) MPa提高到(1 247±37) MPa、(923±12) MPa提高到(1 171±34) MPa,伸长率稍微降低，由6.46%±0.20%降低到5.18%±0.06%,显微组织由传统的θ-珠光体(铁素体+渗碳体)转变为θ-珠光体和κ-珠光体(铁素体+渗碳体+κ-碳化物)。结果表明，添加适量的Al和Mn抑制C的扩散，提高珠光体的转变自由能，显著延缓珠光体的共析转变过程，同时超细珠光体的片层间距明显细化，团簇尺寸明显减小；促进了低密度珠光体钢中κ-碳化物的形成，其与位错的相互作用提高了材料的应变硬化，实现了...     

Nb对2000 MPa桥索钢再加热过程中组织变化的影响

针对不同Nb含量的2种桥索钢,采用热膨胀仪、光学显微镜、扫描电子显微镜和硬度测试仪对其在箱式电阻炉连续加热过程中的组织演变和水冷淬火后的硬度进行了对比分析。结果表明:Nb元素可以细化桥索钢的原始组织,使其存在大量的铁素体和渗碳体的晶界,在连续加热过程中的开始阶段提供更多的奥氏体形核位置,使得奥氏体逆共析转变的起始温度降低,而终了温度升高,逆共析转变区域增大。同时,Nb元素形成的碳化物在加热阶段对奥氏体晶粒的长大具有拖拽作用,降低桥索钢在奥氏体形核后的长大速度,使得淬火后得到马氏体的硬度值降低,因此需要较高的温度来溶解合金碳化物使桥索钢充分奥氏体化。     

等温退火对GCr15钢碳化物球化效果的影响

研究了不同等温退火工艺下GCr15钢碳化物的球化效果,采用扫描电镜对显微组织进行分析。结果表明:随温度升高碳化物颗粒变得细小弥散,当加热温度上升至800℃时奥氏体化均匀程度过高,容易形核长大成片状碳化物;随等温加热时间延长碳化物颗粒能独立形核成球状长大,甚至部分颗粒开始回熔长大。GCr15钢的最佳退火工艺参数为:加热温度780℃,加热时间5 h,等温温度700℃,等温时间3 h。     

Nb对2000 MPa桥索钢再加热过程中组织变化的影响

针对不同Nb含量的2种桥索钢,采用热膨胀仪、光学显微镜、扫描电子显微镜和硬度测试仪对其在箱式电阻炉连续加热过程中的组织演变和水冷淬火后的硬度进行了对比分析。结果表明:Nb元素可以细化桥索钢的原始组织,使其存在大量的铁素体和渗碳体的晶界,在连续加热过程中的开始阶段提供更多的奥氏体形核位置,使得奥氏体逆共析转变的起始温度降低,而终了温度升高,逆共析转变区域增大。同时,Nb元素形成的碳化物在加热阶段对奥氏体晶粒的长大具有拖拽作用,降低桥索钢在奥氏体形核后的长大速度,使得淬火后得到马氏体的硬度值降低,因此需要较高的温度来溶解合金碳化物使桥索钢充分奥氏体化。     

中碳钢形变及冷却过程中的组织演变

热模拟单向压缩下,中碳钢形变温度低于Ad3（786℃）点时,析出形变诱导铁素体（DIF）,DIF量随形变温度降低而提高;在低于750℃形变时,DIF量远高于平衡态铁素体含量54％。DIF析出时碳原子高度富集在铁素体晶界和铁素体／奥氏体界面。形变后在低于A1（719℃）温度等温或控冷过程中。过冷奥氏体将发生不同类型的转变：高于Ad3形变试样中,奥氏体转变为铁素体＋片层状珠光体;低于Ad3点但高于Ar3（645℃）点形变时,未转变奥氏体转变为铁素体＋片层状珠光体＋晶界渗碳体;稍高于Ar3点形变时,将获得铁素体＋弥散渗碳体的球化组织。     

碳化物演变对冷轧ART 0-1C-7Mn钢Lüders行为影响

摘要：采用SEM、XRD、力学性能测试等实验分析方法对冷轧中锰钢（0.1C-7Mn）在奥氏体逆相变不同温度退火过程中碳化物演变对Lüders应变的影响进行了分析。结果表明：随着退火温度的升高,碳化物先析出后溶解,在640℃退火时碳化物全部溶解,逆转变奥氏体的稳定性适中,强塑积最高为25GPa·%。退火温度偏低导致奥氏体稳定性过高,同时碳化物会抑制位错运动,使得屈服点延伸较为明显;退火温度适中则高密度位错开始回复,变形时能持续地产生TRIP效应硬化基体,提高材料的综合性能;退火温度偏高时,碳化物的溶解导致位错对消重排,Lüders应变消失,奥氏体稳定性降低,应变诱导马氏体快速形成,导致中锰钢抗拉强度较高但均匀伸长率降低。     

铌微合金化对高铁车轮钢奥氏体形核和长大的影响

 针对碳质量分数为0.47%中碳高铁车轮钢,研究了铌微合金化对前驱体为铁素体-珠光体的组织发生奥氏体逆相变的影响。结果表明,铁素体-珠光体钢的逆相变是一个由碳原子扩散控制的过程,奥氏体优先在珠光体内的铁素体与渗碳体（α/Fe3C）片层界面处形核,并且沿平行于珠光体片层方向的长大速率比垂直于珠光体片层方向更快。含铌车轮钢细化的珠光体组织可以提高奥氏体的形核率,有利于细化奥氏体晶粒。随着再加热温度的提高,含铌车轮钢的奥氏体混晶温度（960 ℃）比不含铌的钢高80 ℃,因此通过铌微合金化可扩大再加热奥氏体化温度窗口。结合Thermal-Calc热力学计算和透射电镜分析,铌在中碳钢中主要以析出物的形式存在,析出钉扎作用是其细化奥氏体晶粒、推迟混晶现象出现的主要机制。     

2%铝质量分数超高碳钢的球化退火工艺

 为获得完全球化的超高碳钢组织,基于离异共析转变机制对2%铝质量分数超高碳钢进行球化退火工艺研究。研究发现,由于成分的不均匀性,超高碳钢锻态组织由片层间距不一致的珠光体和网状碳化物组成,单纯使用离异共析工艺无法使其完全球化;2%铝质量分数超高碳钢锻态组织网状碳化物厚度在1 μm以下,[Acm]温度以下正火即可获得片层均匀细小的珠光体并消除网状碳化物;提高正火温度能显著减少正火组织中长条和短棒状碳化物的数量,利于获得较好的球化组织。2%铝质量分数超高碳钢经900～925 ℃正火后在830 ℃奥氏体化并在760 ℃等温4 h后获得了由超细铁素体＋细小球状渗碳体组成的完全球化组织。     

加钒对高碳钢内珠光体形核和长大的影响

研究了加钒对高碳钢显微组织的影响，用分辨率高的金相技术仔细地检测了奥氏体分解的初期情况，进一步证实了加钒会促使形成晶界铁素体膜，甚至在共析成份范围内亦然，证明了这种铁素体是共析转变的产物，而不是先共析铁素体。这是因为首次转变是碳化物微粒沿晶界形核，这些碳化物基本上等同于渗碳体。看来，钒的存在改变了晶界渗碳体的形貌和分布，而不是使其形成网状物，这些渗碳体以细小弥散的微粒形态密布于晶界上。认为出现这种     

热处理工艺对Fe-Mn-Al-C钢组织和性能的影响

利用SEM、XRD、EPMA等试验方法,对不同退火、固溶以及时效工艺下Fe-Mn-Al-C钢的组织演变规律和力学性能进行研究。结果表明,900～1050℃退火温度对试验钢的组织与性能影响较大,随着退火温度的升高晶粒尺寸增大、碳化物逐渐回溶,强度降低、塑韧性提高,在1050℃保温2 h空冷时抗拉强度为1036 MPa,断后伸长率为39%,冲击功41 J,强塑积40 GPa·%;经1050℃保温2 h水冷固溶后时效处理,试验钢组织为奥氏体+铁素体+κ碳化物,随着时效温度的增高,κ碳化物逐渐析出,使试验钢的强度增加、塑韧性降低。600℃时效时,抗拉强度1145 MPa、断后伸长率22%、冲击功28 J,综合力学性能全部满足设计要求。     

25Co15Ni11Cr2MoE钢回火过程中析出相的演变规律

采用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)等试验方法对一种高Co-Ni二次硬化钢25Co15Ni11Cr2MoE淬火后经300~660℃温度范围回火后析出的合金碳化物和韧化相逆转变奥氏体的析出演变规律进行系统研究。结果表明:25Co15Ni11Cr2MoE经300~660℃温度范围回火后,随回火温度升高,钢中析出的合金碳化物依次为:弥散的ε-碳化物→片状的合金渗碳体→弥散的M2C碳化物→粗化的M23C6碳化物。经495℃回火后,钢中板条马氏体基体上析出大量细小弥散的M2C碳化物,回火早期析出的粗大片状渗碳体全部回溶,并在马氏体板条间析出薄膜状韧化相逆转变奥氏体。回火温度提高至530℃后,逆转变奥氏体含量继续增加,但其形貌逐渐由薄膜状转变为条、块状,回火温度提高到600℃时,钢中的逆转变奥氏体含量达到极大值。     

奥氏体化温度对Ti–Zr处理钢中针状铁素体转变的影响

Ti、Zr的复合氧化物可以有效诱导针状铁素体形核,从而细化晶粒。为了研究Ti–Zr处理钢中针状铁素体转变机理,使用25 kg真空感应炉中熔炼试验所需钢种,向低合金钢中添加了质量分数为0.038%钛和0.008%锆。利用高温激光共聚焦显微镜原位观察了奥氏体化温度对针状铁素体转变行为的变化,使用扫描电镜观察了Ti–Zr处理钢种的夹杂物成分和针状铁素体在夹杂物表面形核,使用光学显微镜观察不同奥氏体化温度下的微观组织变化差异。结果表明,随着奥氏体化温度从1250 ℃增加至1400 ℃,奥氏体晶粒尺寸从125.6 μm 增加至279.8 μm,针状铁素体开始转变温度和侧板条铁素体开始转变温度先增加,在1350 ℃条件下达到最大值,后又降低,针状铁素体的体积分数由39.6%增加至83.6%;Ti–Zr处理钢中核心为Zr–Ti–O,外部为Al–Ti–Zr–O的氧化物为核心表面析出MnS的复合氧化物主要集中在1.5～3 μm,可以有效促进针状铁素体形核,贫Mn区和夹杂物与铁素体之间的良好晶格关系为该型夹杂物能够促进针状铁素体形核机理。奥氏体晶粒尺寸的增加导致多边形铁素形核位点的减少和针状铁素体的形核空间的增加,钛锆复合处理形成大量的有效诱发针状铁素体形核的夹杂物,这共同导致了针状铁素体体积分数增加。      

含稀土Ce的Fe-Mn-Al轻质高强钢的热力学计算及组织性能

为了掌握含稀土Ce的Fe-Mn-Al轻质高强钢相组成及组织性能特点,进而提高其综合力学性能,采用热力学计算和试验相结合的方法,研究含稀土Ce的Fe-Mn-Al轻质高强钢的相组成、微观组织和典型力学性能,分析900～1 100℃固溶处理工艺对其组织性能的影响规律。研究结果表明,试验钢在600～1 200℃时的相组成主要包括铁素体、奥氏体、κ碳化物、Ce₂C₃和NbC等;当温度高于865℃时,碳化物几乎全部溶于基体,奥氏体单相区存在于温度865～915℃,当温度超过915℃时,高温铁素体开始从奥氏体中析出,高温铁素体含量随温度的升高而逐渐升高,915～1 200℃温度区间是奥氏体和铁素体的两相区。热锻试验钢中奥氏体体积分数约为86.4%,只有少量带状铁素体沿奥氏体晶界分布,奥氏体晶粒约为28μm,内部含有大量孪晶。固溶处理后,铁素体含量增加、晶粒开始粗化,大部分带状组织铁素体破碎分离,呈小颗粒状沿奥氏体晶界分布,奥氏体内部有大量孪晶,试验钢抗拉强度显著降低,塑性明显提高。固溶温度为1 000℃时,试验钢的抗拉强度为889.6 MPa,断后伸长率为...