加热温度对热成形中锰钢氢脆敏感性的影响

对0.1C–5Mn中锰钢在不同温度(850、950和1000℃)加热后进行热成形处理,利用电化学预充氢、慢应变速率拉伸及氢渗透实验等研究了加热温度对其氢脆敏感性的影响.结果表明,试验钢在不同温度加热后进行热成形处理,其组织全部为马氏体,同时因自回火而生成一定量的ε-碳化物,且随着加热温度的升高,原奥氏体晶粒尺寸增加,而试验钢的强度和塑性逐渐降低.当加热温度为850℃时获得了较好的强度与塑性配合,强塑积为22 GPa·%.随着加热温度升高,充氢样中的可扩散氢含量明显降低而非可扩散氢含量有所增加,而以相对缺口抗拉强度损失表征的氢脆敏感性指数及有效氢扩散系数呈现先升高后显著降低的变化趋势,当加热温度为1000℃时,氢脆敏感性最低.进一步断口分析表明,试验钢充氢断口起裂区均为沿着原奥氏晶界的沿晶断裂.试验钢的这种氢脆断裂行为主要与热成形中锰钢的强度水平及自回火析出的ε-碳化物有关.与常用的传统热成形钢22MnB5相比,试验钢的氢脆敏感性较高,这主要与其M_s点(马氏体转变开始温度)较低而使得自回火程度较低等有关.     

回火温度对高碳钢断裂韧性的影响

研究了回火温度对高碳钢断裂韧性及其他力学性能的影响。利用紧凑拉伸试样测量其平面应变断裂韧度,扫描电镜(SEM)观察回火后的组织演变规律及断裂韧度试样断口形貌。结果表明:随着回火温度的升高,马氏体逐渐分解消失,从过饱和α固溶体中析出的碳化物数量逐渐增多并发生聚集长大,强度和硬度下降,塑性、断裂韧性和冲击韧性上升。位错强化和固溶强化作用减弱是试验钢强度降低、韧性升高的主要原因。     

回火时间对马氏体钢氢脆敏感性的影响

采用慢应变速率拉伸及氢渗透试验研究了回火热处理时间对一种马氏体钢氢脆敏感性的影响。试验结果表明：随着回火时间的延长,试样的氢脆敏感性先降低后增加,当回火时间为4 h时,材料的氢脆敏感性指数达到最低值。其主要原因是当回火时间小于4 h时,大量碳化物的析出有效捕获了氢原子,使有效氢扩散系数及氢脆敏感性均降低;但当回火时间大于4 h时,碳化物粗化长大,其对氢原子的捕获作用减弱,导致有效氢扩散系数增加,氢脆敏感性增强。     

热输入对DP600激光焊组织和力学性能的影响

摘要：为了研究DP600钢的焊接性能,采用5种不同的激光焊接工艺进行焊接试验。结果表明,焊接接头表面成形质量良好,随着热输入的增加,上下熔宽逐渐增大;熔融区均为板条状马氏体组织,当热输入高于33J/mm时热影响区组织为马氏体、铁素体和少量的回火马氏体;当热输入低于33J/mm时,热影响区组织为马氏体和铁素体。在低热输入条件下,回火时间很短,马氏体未发生分解;在高的热输入条件下,回火时间较长,马氏体分解显著,热影响区中出现M3C型碳化物,碳化物形貌以球状和片状为主。从熔融区到母材,显微硬度值逐渐降低;焊接接头静态拉伸失效位置均在母材,拉伸断口为韧性断口,DP600钢激光焊接接头不存在软化现象。     

钛含量对汽车用贝氏体-马氏体双相钢抗氢脆行为的影响

冶炼了三种不同钛含量（0、0.9%和1.8%）的贝氏体-马氏体双相钢，通过热处理调整试样中贝氏体含量使其保持相同的强度水平，借助电化学充氢和慢应变速率拉伸试验手段研究了贝氏体含量对贝氏体-马氏体双相钢抗氢脆行为的影响。试验结果表明，钛含量为1.8%的试验钢中具有最高的贝氏体含量和最优异的抗氢脆性能，这主要归因于渗碳体-铁素体界面位错等不可逆陷阱对氢原子的俘获作用。为了提高贝氏体-马氏体双相钢的抗氢脆能力，可增加贝氏体组织中细小渗碳体颗粒的数量，为塑性变形过程中氢的迁移提供更多的不可逆氢陷阱。     

利用TDS方法研究氢在两种马氏体钢中的扩散

采用TDS方法研究了氢在两种马氏体钢中的扩散行为,结果发现氢在高铬低铝的D2钢中的扩散显著低于低铬无铝的D1钢。从充氢试样室温放置时氢体积分数下降规律可知,氢在D1钢和D2钢中的扩散系数分别为1.52×10-7和5.3×10-8cm2/s。D2钢中存在大量细小的碳化物,既对氢的扩散起到阻碍作用,降低氢的扩散系数,又可作...     

回火温度对Cu-Cr-Ti马氏体耐磨钢组织及强韧性的影响

摘要：矿山机械用耐磨钢构件服役环境恶劣而常常出现磨损失效,研究适用于复杂工况下的高耐磨钢成分、工艺与组织性能的关系,有利于提高耐磨构件的服役寿命并降低经济损失。利用SEM、TEM、洛氏硬度计、万能拉伸试验机及冲击试验机等,研究了160～400℃不同回火温度下Cu-Cr-Ti马氏体耐磨钢的组织形貌、强度硬度及-20℃冲击韧性的变化。结果表明,试验钢淬火态组织主要为板条马氏体,当回火温度为160℃时,马氏体板条依然清晰,但随回火温度升高到400℃,马氏体板条界渐渐消失,基体中出现大量片状或粒状渗碳体。EDS分析发现样品钢基体中含有纳米级Ti、Nb的碳氮化物。随回火温度升高,基体组织演变导致强化机制发生变化,回火温度为300℃,综合力学性能最佳,其抗拉强度为1500MPa,屈服强度1100MPa,伸长率为15.5%。随回火温度升高,-20℃冲击韧性由60J/cm2逐渐降低到36.3J/cm2。     

热输入对DP600激光焊组织和力学性能的影响

为了研究DP600钢的焊接性能,采用5种不同的激光焊接工艺进行焊接试验。结果表明,焊接接头表面成形质量良好,随着热输入的增加,上下熔宽逐渐增大;熔融区均为板条状马氏体组织,当热输入高于33 J/mm时热影响区组织为马氏体、铁素体和少量的回火马氏体;当热输入低于33 J/mm时,热影响区组织为马氏体和铁素体。在低热输入条件下,回火时间很短,马氏体未发生分解;在高的热输入条件下,回火时间较长,马氏体分解显著,热影响区中出现M_3C型碳化物,碳化物形貌以球状和片状为主。从熔融区到母材,显微硬度值逐渐降低;焊接接头静态拉伸失效位置均在母材,拉伸断口为韧性断口,DP600钢激光焊接接头不存在软化现象。     

不同热处理工艺对0.29C-Mn-Si-Cr钢组织与性能的影响

研究了不同热处理工艺对0.29C-Mn-Si-Gr中碳贝氏体钢的组织与力学性能的影响。结果表明,空冷及油冷后的中碳钢的拉伸强度分别为1 575 MPa、1 580 MPa;随着回火温度的升高,中碳钢的塑性提高,强度下降,强度积下降,在550℃回火时出现回火脆性现象,塑性明显降低;经过淬火-碳分配(Q-P)工艺处理后的中碳钢在保证强度的同时,使得钢的塑性提高到22.9%,强塑积提高到30.2 GPa·%。同时,Q-P工艺处理后的钢的冲击韧性明显改善,冲击功由空冷的78 J提高到99.5 J。力学性能改善的原因归根于Q-P处理的钢的组织主要是由马氏体和贝氏体组成的,同时有少量的残余奥氏体形成,通过控制残余奥氏体和马氏体的含量改善试样钢的力学性能。     

590MPa级压力容器用TMCP钢组织和性能的研究

通过OM、SEM、力学检测等方法研究了TMCP加回火型590MPa级压力容器用钢的组织形貌和性能.结果表明,试验钢的力学性能满足屈服强度ReL不小于470MPa,抗拉强度Rm不小于590MPa,伸长率A不小于17%,-20℃冲击功Akv不小于60J的设计要求,且具有良好的强韧性匹配.在TMCP状态下,试验钢组织为铁素体加贝氏体加少量马氏体,断口呈解理特征,回火后组织为铁素体加回火索氏体,断口呈韧窝特征,韧窝中夹杂物主要为Al2O3+MnS的复合夹杂物.随着回火温度的提高,试样断口韧窝变得大而深,分布更均匀,塑韧性得到明显改善,合理的回火温度为620～650℃.     

回火对超高强度马氏体钢力学性能的影响

马氏体钢是汽车用先进高强钢的重要品种,主要组织为马氏体,突出特点为合金含量低、强度高。随着强度的提高,马氏体钢组织逐步接近全马氏体,并且马氏体的含碳量也进一步增加,导致弯曲性能和韧性降低。以冷轧C-Si-Mn钢板为研究对象,研究了回火对淬火态超高强度马氏体钢板的弯曲性能和冲击韧性的影响,发现与淬火态相比,回火处理对试验用钢的弯曲性能和冲击韧性有明显改善,但回火温度过高会造成弯曲性能和冲击韧性的下降。     

限制淬透性GCr4轴承钢的组织和性能

试验研究了成分为:1.00%C、0.40%Cr、0.03%Mo、0.034%Al、10×10^-6[O]的GCr4轴承钢经感应穿透加热-表面淬火(840±10)℃+回火150～160℃后的组织和性能。结果表明,热处理后GCr4钢表面层由孪晶马氏体和位错马氏体组成,心部组织为屈氏体+索氏体。GCr4钢的淬透性(J60,3.0 mm)明显低于GCr15钢(1.01%C、1.52%Cr、11×10^-6[O])的淬透性(J60,4.5 mm);其感应加热淬火+回火的冲击韧性和断裂韧性KIC分别比(840±10)℃淬火+(150～160)℃回火的GCr15钢提高66%～104%和67%。GCr4钢接触疲劳寿命较GCr15钢提高12%～26%。     

回火工艺对含Ce轴承钢440C组织性能影响

为探究不同回火工艺对440C轴承钢组织性能的影响，以含Ce超洁净440C轴承钢为研究对象，通过SEM、XRD、TEM等对比研究了球化退火-淬火-回火工艺与球化退火-淬火-回火-冷处理-回火工艺对440C轴承钢显微组织与性能的影响。试验选择的淬火温度为1 050℃、回火温度为200℃、冷处理温度为-78.5℃。结果表明，两种工艺下试验钢中的物相均为马氏体+残余奥氏体+M₂₃C₆型碳化物。相比于仅对试验钢进行球化退火-淬火-回火的情况，在球化退火-淬火-回火-冷处理-回火工艺条件下，试验钢中残余奥氏体的体积分数由11.06%降至7.63%,一次碳化物的尺寸及数量基本无变化，二次碳化物的个数增加了49.4%、平均面积下降了24.0%;在力学性能方面，冲击功由90.5 J提高到115.0 J,拉伸试样断后伸长率由5.3%增加到8.3%,而抗拉强度仅由2 039.24 MPa增加到2 060.14 MPa,洛氏硬度由58.70HRC提升到59.09HRC,提升幅度较小。力学性能的转变归因于组织及碳化物的共同作用，本试验条件下球化退火-淬火-回火-冷处理...     

纳米粒子强化含铜双相钢的组织性能关系

 为进一步提高HSLA系列含铜钢的综合力学性能,利用多步骤热处理工艺(QLT工艺:淬火、临界区淬火及回火工艺)在超低碳Ni-Cr-Mo-V-Cu低合金钢中获得了优异的强度及低温韧性匹配(屈服强度895 MPa、抗拉强度950 MPa、-80 ℃冲击韧性188 J)。利用SEM、XRD及TEM等试验方法研究了试验钢在QLT工艺处理后,不同临界区淬火温度下(Ac1~Ac3温度范围内)的双相组织演化规律,阐明了不同临界区淬火温度下的QLT态试样的组织及性能关系。结果表明,QLT态试样的屈服强度与回火二次马氏体体积分数呈二次抛物线关系,抗拉强度与回火二次马氏体体积分数呈线性正相关关系;断裂伸长率则与临界区铁素体含量正相关。临界区淬火温度为720 ℃时的QLT态试样(QL₇₂₀T)表现出优异的强度及低温韧性匹配,其高强度来源于协同析出的纳米级MC(M为铌、钼、钒及钛的任意组合)和铜粒子所强化的回火二次马氏体。QL₇₂₀T态试样优异的低温韧性则由下列因素所致,主要呈片层状的回火二次马氏体及临界区铁素体的平行相间分布而导致的组织细化效应;大量异相界面所导致的脆性渗碳体或合金渗碳体的细化;强度差异较小的回火二次马氏体以及临界区铁素体。     

一种低合金超高强度钢组织与性能的研究

通过拉伸、冲击和断裂韧性等力学试验方法,光学显微镜、SEM、TEM和XRD等分析测试方法以及热力学平衡计算方法,对一种发动机壳体用低合金超高强度钢(30Cr3)的组织和性能进行了研究.结果表明:试验钢30Cr3的室温平衡转变组织为?Fe和碳化物(包括MC、M23C6、M7C3);30Cr3钢具有很好的淬透性,正火处理后,主要得到马氏体组织;在回火过程中,?碳化物在马氏体板条内弥散析出.在试验条件下,30Cr3钢的抗拉强度和屈服强度随着回火温度的升高而逐渐提高,在250℃回火时,抗拉强度达到最大值1870MPa而随着回火温度的提高,冲击韧性和断裂韧性逐渐降低.     

回火温度对热轧双相钢组织和力学性能影响研究

研究了100~300℃回火对0.054C-1.18Si-1.16Mn-0.49Cr成分热轧双相钢DP600的显微组织和力学性能的影响。结果表明:回火温度主要影响热轧双相钢中铁素体位错密度和马氏体微观结构;随着回火温度的增加,热轧双相钢中铁素体可动位错密度降低,马氏体部分发生分解,析出碳化物;回火温度对抗拉强度影响不大,对屈服强度和屈强比的影响显著,175℃以上回火,热轧双相钢屈服强度显著提高,并出现屈服平台,150℃以下回火热轧双相钢屈服强度增加不明显,不出现屈服现象。     

回火工艺对COST-FB2转子钢组织与性能的影响

利用OM、SEM和TEM等手段研究了回火工艺对COST-FB2转子钢的显微组织与力学性能的影响,结果表明:570℃一次回火后,马氏体板条内有杆状Fe_3C和细小颗粒状的MX,板条界有少量颗粒状碳化物析出;700℃二次回火后,板条内杆状Fe_3C和板条界上颗粒状碳化物消失或转变成M_(23)C_6型碳化物。经570℃一次回火,COST-FB2转子钢试样的强度较高,冲击功较低,再经700℃回火强度略有降低,冲击功增加。经不同温度的2次回火的调整,COST-FB2转子钢试样获得了较好的强韧性配合。     

冷处理对超级马氏体不锈钢组织及逆变奥氏体的影响

为研究冷处理对超级马氏体不锈钢的组织性能及逆变奥氏体的影响,通过淬火+回火(A钢)、淬火+冷处理+回火(B钢)以及淬火+深冷处理+回火(C钢)3种工艺进行对比研究。结果表明:实验钢中基体组织为回火马氏体,随回火温度的升高,马氏体板条变细。在相同回火温度下,A钢马氏体板条尺寸较大,B钢次之,C钢尺寸较小、且更平直。实验钢中逆变奥氏体含量随回火温度的升高先增加随后降低,在650℃时达到最大,整个过程中C钢逆变奥氏体含量高于B钢和A钢。实验钢的硬度随回火温度的升高而降低,在650℃时达到最小,随后增大。相同回火温度下,C钢硬度高于B钢,B钢高于A钢。A钢中逆变奥氏体多为块状,尺寸较大,分布较少;B钢次之;C钢中逆变奥氏体多为条状,尺寸较小,且分布均匀。     

新型超高强度低氢脆敏感性扭杆弹簧用钢

 通过SEM、TEM、XRD、化学相分析等方法对比研究新型扭杆弹簧用40Si2Ni2CrMoV钢（代号N1）和现有45CrNiMoVA钢微观组织及其对力学性能的影响,并利用慢应变速率拉伸方法对比研究两种不同扭杆弹簧用钢的氢脆敏感性。结果发现,N1钢由于添加硅、钼等抗回火软化元素,使得N1钢在较高的300 ℃温度回火时还能保持一定的抗拉强度,N1钢有大量细小的ε-碳化物析出,使得屈服强度增加,屈强比在0.80以上,45CrNiMoVA钢经180 ℃低温回火后屈服强度在1 550 MPa左右,屈强比只有0.72;经相同条件充氢后,N1钢的慢拉伸强度下降幅度较小,其试样断口中也没有观察到沿晶断裂特征,N1钢的氢脆敏感性明显低于45CrNiMoVA钢。     

水淬终止温度对自回火马氏体钢组织和性能的影响

研究了热轧后水淬终止温度对自回火马氏体钢微观组织和力学性能的影响。结果表明，微观组织形态取决于水淬终止温度，当水淬终止温度低于Ｍｓ点时，钢的自回火程度最大，呈出现韧性峰值；低于或高于此温度终止水淬都将导致韧性下降，随着水淬终止温度降低，强度不断提高，自回火马氏体析条束对裂纹扩展起障碍作用，冲击试样断裂表面的解理小平较细小，从而表现出较高的韧性。