硅在高硅马氏体型热作模具钢中作用机理研究

为了研究硅在马氏体型热作模具钢中的作用机理,冶炼了一种高硅马氏体型热作模具钢SDH3.借助TEM和3DAP微观分析设备研究了SDH3钢的显微组织特征以及合金元素的分布特点.实验结果表明:适当提高硅含量能有效增加和稳定H13钢中残余奥氏体;残余奥氏体可细化马氏体板条,提高SDH3钢的强韧性;硅在碳化物周围富集,降低了碳在铁素体中的扩散速率,阻碍碳化物的长大和粗化,有效地提高了SDH3钢的回火稳定性.另外,由于硅降低碳的析出阀值而提高了碳的扩散阀值,在回火时促进碳化物提前从α-Fe晶格间隙弥散析出而又不易聚集长大,也增加了钢的回火稳定性.     

低碳微合金直接淬火钢的组织与力学性能

为了提高低碳直接淬火钢的强韧性能,对一种低碳Nb-V微合金钢进行了轧后直接淬火(DQ)和再加热淬火(RQ)热处理实验,分析了低碳直接淬火钢的的强韧化机理.采用光学显微镜、透射电子显微镜、硬度计、拉伸试验机以及冲击试验机研究了轧后热处理工艺对低碳Nb-V微合金钢组织和力学性能的影响.结果表明,DQ工艺钢马氏体板条间距细小,含有较多的位错亚结构,因此具有较高的强度和韧性.DQ工艺钢马氏体中的大量位错,促进了碳化物弥散析出,产生了显著的二次硬化效果.由于基体中固溶的Nb、V等元素推迟淬火马氏体在回火过程中的各种转变,以及回火时析出的细小弥散碳化物抑制马氏体铁素体回复、再结晶过程,DQ工艺钢表现出较高的回火稳定性.     

航空齿轮钢16Cr3NiWMoVNbE的真空低压渗碳

对航空齿轮钢16Cr3NiWMoVNbE进行真空低压渗碳热处理,研究了真空渗碳、淬火、冰冷处理以及回火工艺对材料的组织和性能的影响。结果表明：实验钢经渗碳淬火处理后,从表面到心部的组织可分为碳化物区、碳化物与针状马氏体混合区、针状马氏体区和心部板条马氏体区。在碳化物区的晶界有大量的块状Cr碳化物析出,在析出位置Ni元素较少。在针状马氏体和板条马氏体基体中细小的析出物为Nb、V、Mo微合金元素的碳化物。从渗碳钢表面到心部,随着碳浓度的降低硬度曲线呈现先升高后降低的趋势,渗层深度为0.95 mm。冰冷处理使残余奥氏体进一步转化为马氏体,使实验钢的硬度大幅度提高。     

新型热作模具钢SDH3-Mod的热稳机理研究

为了提高热作模具钢的热稳定性,在H13钢的基础上降V增Mn,设计了新型热作模具钢SDH3-Mod.通过热稳定性实验研究SDH3-Mod和H13在高温服役过程中的硬度变化趋势,结合Johnson-Mehl-Avrami(JMA)方程和透射电子显微镜探讨其高温时效动力学过程及微观组织演变.研究表明:SDH3-Mod在高温下的热稳定性优于H13.620℃热稳保温中,SDH3-Mod的基体回复被延迟,碳化物粗化被有效抑制,表现出比H13更加优异的回火抗力,这是由于SDH3-Mod的淬火温度高于H13,马氏体基体中固溶了更多的合金元素,提高了基体的分解温度,从而延迟了马氏体基体的回复;同时,Mn固溶于基体中,降低了高温下碳在铁素体基体中的扩散速率,较好地抑制了碳化物的析出和长大.     

热处理制度对0Cr13Ni8Mo2Al钢组织和性能的影响

研究了热处理制度对0Cr13Ni8Mo2Al钢微观组织和性能的影响.结果表明,含有高密度位错的板条马氏体及与基体共格的细小弥散分布的β-NiAl沉淀析出是该钢具有高强度的主要原因.530℃左右时效强度达到峰值,510℃左右时效冲击韧性处于谷值.时效过程中合金的脆性与残余奥氏体的分解无关.     

低合金调质钢在回火过程中的力学性能EI北大核心CSCD

研究了回火温度对低合金调质钢力学性能和显微组织的影响。结果表明:淬火态为具有自回火析出物的板条马氏体,具有良好的强韧性配合;在250℃左右回火后片状碳化物析出量增加,提高了屈服强度;在400℃回火后在板条界析出碳化物薄壳,导致回火脆性现象;高温回火后板条形态仍普遍存在,局部区域的板条合并成铁素体块晶。在550℃以上回火析出大量纳米碳化物,渗碳体明显粗化.细晶强化和析出强化是实验钢的主要强化方式。在回火过程中组织演变及析出物性质直接影响拉伸曲线特征和n值。     

塑料模具标准件顶杆用65MnV钢的组织分析

对新型塑料模具标准件顶杆用钢６５ＭｎＶ在淬火和氏温回火过程组织的变化进行了系统的研究。结果表明,６５ＭｎＶ钢的低温淬火组织为位错马氏体组织,随淬火温度的升高,淬火组织逐渐由针状与板条状马氏体的混合组织变成针状马氏体组织,马氏体组织的亚结构由位错型马氏体向孪晶马多体转变。钢在低温回火时析出与基体共格的弥散分布的须状ε碳化物,ε碳化物随回火温度的升高而发生转变,形成非共格的棒状渗碳体组织。     

回火温度对含钒ULCB钢组织及析出的影响

利用热模拟技术并结合SEM和TEM分析方法,研究了含钒超低碳贝氏体钢(ULCB)在轧后快速加热回火过程中不同回火温度对其组织、显微硬度及析出行为的影响.结果表明:未经回火的试验钢组织为板条贝氏体+粒状贝氏体;经高温回火后,组织中出现了多边形铁素体,随回火温度的增加,板条贝氏体数量减少,多边形铁素体数量增加.在600℃以下回火时,析出相主要是沿位错析出;在600℃以上时,以晶界析出和沿位错线析出两种方式存在.高的加热速率、较短的保温时间不利于位错的回复消失以及碳元素和钒元素的扩散,故随回火温度的增加,析出相的数量增多,但尺寸变化不明显.基体中存在两种尺寸的纳米级析出相:一种是只含有V,尺寸在15～20 nm的V(C,N);另一种含有V、Cr两种元素,尺寸在10 nm以下具有面心立方结构的(V,Cr)(C,N)复合析出相.当回火温度为600℃时,试验钢具有最高的硬度值,332 HV.试验钢硬度的变化是回火后贝氏体组织粗化、位错亚结构的回复软化以及第二相析出的强化机制综合作用的结果.     

热处理制度对OCr13Ni8Mo2Al钢组织和性能的影响

研究了热处理制度对OCr13Ni8Mo2Al钢微观组织性能的影响。结果表明，含有高密度位错的板条马氏体及与基体共格的细小弥散分布的β-NiAl沉淀析出是该钢具有高强度的主要原因。530℃左右时效强度达到峰值，510℃左右时效冲击韧性处于谷值。时效过程中合金的脆性与残余奥氏体的分解无关。     

回火温度对1Cr15Ni4Mo3N钢组织和性能的影响

研究了回火温度对1Cr15Ni4Mo3N钢组织和性能的影响.结果表明,组织中具有高密度位错的板条马氏体及与基体共格的细小沉淀相M2C是该钢具有高强度的主要原因.470℃左右回火强度达到峰值,冲击韧性处于低谷.     

冷变形对12Cr铁素体/马氏体钢回复与再结晶过程的影响

研究了一种新型高Cr低活性铁素体/马氏体(F/M)钢用作超临界水堆燃料包壳管用候选材料,研究冷变形对其铁素体和板条马氏体双相组织的回复、再结晶过程的影响.结果表明,不同冷变形量对板条马氏体再结晶的促进程度不同,10%冷变形后780℃高温退火只发生回复,回火马氏体板条发生合并与迁移;60%冷变形后780℃高温退火,回火马...     

Microstructure evolution in a 3%Co modified P911 heat resistant steel under tempering and creep conditions

Microstructure evolution was studied in a 3%Co modified P911 heat resistant steel during creep tests at 873 and 923 K to failure, which occurred in 4103 and 4743 h, respectively. The tempered martensite lath structure consisted of packets, blocks and laths. The average spacing of high-angle boundaries and the mean transverse lath size were about 1.9 μm and 360 nm, respectively. Various second phase particles precipitated upon tempering. Fine M(C, N) carbonitrides with an average size of about 30 nm were homogeneously distributed throughout the tempered martensite laths, while relatively coarse M₂₃C₆ carbide particles (average size 120 nm) were located at internal boundaries. The tempered martensite lath structure was rather stable upon aging for about 4 × 10³ h. The boundary precipitates of M₂₃C₆ and Laves phases, which appeared during creep tests, exerted a high pinning pressure on low-angle lath boundaries and high-angle packet/block boundaries. The growth of martensite structural elements during the tests correlated with the coarsening of second phase particles. Quantitative relations of pinning and driving pressures for low- and high-angle boundaries are discussed.     

Formation of the reversed austenite during intercritical tempering in a Fe-13%Cr-4%Ni-Mo martensitic stainless steel

Formation of the reversed austenite obtained by intercritical tempering has been studied via transmission electron microscopy (TEM) in a Fe-13%Cr-4%Ni-Mo low carbon martensitic stainless steel. It is found that the precipitation of M₂₃C₆ carbides along the martensite lath boundaries will result in Ni-enrichment in the adjacent region. The reversed austenite forms with the Ni-enrichment region as the nucleation sites, keeps a cube-cube orientation relationship with the M₂₃C₆ carbides and bears the Kurdjumov-Sachs (K-S) relationship with the martensite. Moreover, the reversed austenite formed inside the martensite laths is also confirmed. The mechanism for formation of the reversed austenite is discussed in detail.     

回火方式对调质高强度钢组织和性能的影响

为改善高强度钢的塑性和韧性,对同一种低合金高强度钢进行两种不同回火方式的调质处理,淬火+缓慢加热回火的传统调质与淬火+感应加热回火的新调质工艺,分析该工艺对钢的组织与性能的影响.利用扫描电镜和透射电镜观察组织及析出物的变化,采用X射线衍射仪分析了钢中残余奥氏体体积分数.结果表明:两种工艺下,钢的组织均为板条宽300～500 nm左右的马氏体组织,感应加热回火调质工艺处理后,板条组织明显,析出物大多约为20 nm,比传统调质处理后的细小;两种不同热处理工艺均能提高钢的屈服强度.感应加热至500℃回火后试验钢具有16%以上的延伸率,-40℃冲击功达到32 J,优于传统调质工艺处理钢板的综合性能.感应加热回火能获得更多小尺寸析出物和更多的残余奥氏体,有利于改善钢的塑性和韧性.     

低焊接裂纹敏感性钢回火组织及力学性能研究

为优高强度低焊接裂纹敏感性钢的力学性能,对其热轧态钢板进行了不同温度的回火实验.通过光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察了回火显微组织的演变特征,并结合相应的力学性能检测手段分析了不同回火温度下显微组织与力学性能的关系.结果表明,550℃回火后屈服强度和抗拉强度较热轧态强度分别提高了115和30 MPa,平均冲击功提高了...     

深冷处理对低碳高合金马氏体轴承钢力学性能及组织的影响

利用洛氏硬度计、X射线衍射仪、扫描电子显微镜及透射电子显微镜等研究了低碳高合金马氏体轴承钢深冷处理后的硬度变化及组织演化。结果表明:深冷处理促使部分残留奥氏体转变为马氏体,导致深冷处理后实验钢的硬度较淬火态硬度有所升高。经深冷处理后实验钢在0~100 h回火过程中的硬度均比未深冷处理实验钢的硬度高。深冷处理促使钢中碳原子偏聚并在回火过程中以碳化物的形式析出,与未经深冷处理的实验钢相比,经深冷处理的实验钢回火后马氏体基体中的含碳量更低,表明实验钢经深冷处理后在回火过程中析出更多的碳化物。透射电镜分析表明,实验钢在回火过程中析出的大量弥散分布的纳米级M2C和M6C型碳化物是实验钢长时间回火后保持高硬度的主要原因。     

正火回火14Ni3CrMoV锻钢微观组织的TEM研究

利用透射电镜 (TEM)研究了 1 4Ni3CrMoV锻钢正火 +回火后的微观组织。结果表明 ,该钢在正火过程中形成的以贝氏体为主的组织在高温回火过程中发生了明显变化。碳化物大量析出 ,分布均匀 ,大部分仍保持一定的方向性 ,显示原贝氏体铁素体板条的位向。局部存在铁素体 +球化碳化物类组织。回火后没有发现块状残余奥氏体     

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。     

Cyclic behaviour of 12% Cr ferritic‐martensitic steel upon long‐term on‐site service in power plants

The strain‐controlled and stress‐controlled low‐cycle fatigue behaviour of served 12% Cr ferritic–martensitic steel is conducted at room temperature. Continuous softening is observed at both control modes, and the fitting results show that the fatigue properties of 12% Cr steel are not reduced significantly after 230 000 h service at 550 °C/13.7 MPa. Scanning electron microscopy has been employed to investigate the microstructure evolution after long‐term service. It is proved that the decomposition of martensite laths structure and the coarsening of carbides at grain/lath boundaries are the main reasons why the pipe bursts after 180 000 h service at 550 °C/17.1 MPa. The fracture under both control modes has been observed by using scanning electron microscopy, and it indicates coarse carbides along grain/lath boundaries are favourable sites for micro‐crack nucleation and the secondary cracks along the fatigue striations are formed by the connection of micro‐cracks nucleated during fatigue behaviour.