超高强度钢中M_2C和β-NiAl相的复合析出强化行为

采用透射电镜(TEM)、X射线衍射分析仪(XRD)以及拉伸试验机对超高强度钢中的碳化物和金属间化合物的复合析出强化行为进行了研究。结果表明:在300℃回火时,主要析出大量的ε-碳化物,此时试验钢的强度升高,冲击性能略有降低;在430℃回火时,析出大量的粗大片状渗碳体,试验钢的强度继续提高,但冲击吸收能量迅速降至最低值;随着回火温度继续升高,渗碳体发生溶解,M_2C型碳化物、金属间化合物β-Ni Al相以及逆转变奥氏体开始在马氏体基体中开始析出,试验钢的抗拉强度和硬度值在470℃达到最大,屈服强度在490℃达到峰值。由于M_2C型碳化物、金属间化合物β-Ni Al相和薄膜状逆转变奥氏体的复合析出作用,试验钢在510℃回火5 h后,具有最佳的综合力学性能。当回火温度继续升高,M_2C型碳化物和逆转变奥氏体都发生粗化,钢的强度和冲击性能都有所降低,且经560℃回火后逆转变奥氏体含量达到最大值。     

THE DECOMPOSITION OF δ-FERRITE IN A 18/8 STAINLESS STEEL CONTAINING 0.34% Ti AND 0.24% Mo

用金相方法研究了含少量钼、钛18/8 Cr-Ni不锈钢中δ-铁素体在900°—550℃恒温分解的过程。观察到在分解产物中没有σ-相。δ-铁素体分解形态及其机构随分解温度而有所不同。当分解温度高于750℃时,先析出奥氏体γ′,继之在未转变的铁素体中,才沉淀出碳化物。分解温度低于650℃时,则先析出碳化物,随后才出现有奥氏体γ′。介乎750°—650℃之间,δ-铁素体通过共析转变方式分解为碳化物及γ′。共析分解未能进行到底,在残留的铁素体中,有奥氏体γ′析出,由于合金元素分配的关系,δ→γ′的转变不久亦停止。 在试验过程中,观察到电解磨光后,在碳化物未全部溶解或δ-铁素体已发生分解的样品表面上,出现有马氏体。用同佯手续制备1300℃固溶处理(碳化物全部溶解)的样品,则没有出现马氏体。初步认为马氏体的出现是由于电解磨光过程中产生自由表面所引起的。但是这种表面马氏体的形成似亦与奥氏体的含碳量有关,其形成机构尚待进一步的研究。     

含少量钼、钛18/8Cr-Ni不锈钢中δ-铁素体的恒温分解

用金相方法研究了含少量钼、钛18/8 Cr-Ni不锈钢中δ-铁素体在900°—550℃恒温分解的过程。观察到在分解产物中没有σ-相。δ-铁素体分解形态及其机构随分解温度而有所不同。当分解温度高于750℃时,先析出奥氏体γ′,继之在未转变的铁素体中,才沉淀出碳化物。分解温度低于650℃时,则先析出碳化物,随后才出现有奥氏体γ′。介乎750°—650℃之间,δ-铁素体通过共析转变方式分解为碳化物及γ′。共析分解未能进行到底,在残留的铁素体中,有奥氏体γ′析出,由于合金元素分配的关系,δ→γ′的转变不久亦停止。在试验过程中,观察到电解磨光后,在碳化物未全部溶解或δ-铁素体已发生分解的样品表面上,出现有马氏体。用同佯手续制备1300℃固溶处理(碳化物全部溶解)的样品,则没有出现马氏体。初步认为马氏体的出现是由于电解磨光过程中产生自由表面所引起的。但是这种表面马氏体的形成似亦与奥氏体的含碳量有关,其形成机构尚待进一步的研究。     

锥形磨浆机磨片用新型马氏体不锈钢的组织性能

针对锥形磨浆机磨片的工作条件和失效分析,设计制备了一种低碳马氏体不锈钢Fe-0.04C-15Cr-3Ni-0.5Mo-0.1Nb。采用光学显微镜、扫描电子显微镜以及硬度、冲击和摩损试验等方法研究了热处理工艺对试验钢显微组织和性能的影响。结果表明,试验钢在940~1100℃之间加热保温1 h后空冷淬火,显微组织为板条马氏体和均匀分布的细小颗粒状含Nb的MC型碳化物,随加热温度的升高原始奥氏体晶粒逐渐长大,MC型碳化物颗粒减少,硬度在1020℃达到最大值45.2 HRC;经1020℃淬火550~750℃之间回火后,随回火温度的升高,在原奥氏体晶界和板条界析出M23C6型碳化物,硬度先减小后增大,韧性先增大后减小,700℃回火时,冲击吸收功达到最大值102.8 J,硬度达到最小值33 HRC,750℃回火时,由于开始形成奥氏体和M23C6型碳化物的溶解,回火后的空冷过程中奥氏体又形成马氏体,使硬度升高,冲击吸收功降低,在550~700℃之间回火,试验钢的耐磨性随回火温度的升高而降低。     

奥氏体化温度对高强度弹簧钢60Si2CrVA组织和性能的影响

研究了奥氏体化温度对60Si2CrVA弹簧钢显微组织及机械性能的影响。发现钢中球状碳化物在奥氏体化温度超过950℃时开始大量溶解,并因此带来奥氏体晶粒直径,马氏体形态及机械性能的显著变化。研究表明,60Si2CrVA钢的最佳奥氏体化温度为900℃。     

短时奥氏体化条件下25Cr2Ni4MoV钢的连续冷却相变动力学

采用DIL 805A/D/T多功能淬火膨胀仪,结合显微组织表征和硬度测试,研究了25Cr2Ni4MoV钢在短时奥氏体化条件下的连续冷却转变(CCT)动力学和组织演变规律。结果表明:在850℃短时奥氏体化条件下,连续冷却相变发生在450～150℃区间;当冷速大于2℃/s时得到的室温组织为马氏体,随着冷速降低,试样中出现贝氏体;当冷速小于0.5℃/s时其显微组织主要为贝氏体组织;随着冷速的进一步降低,当冷速为0.02℃/s时,除了贝氏体以外还有少量的马氏体/奥氏体岛和残留奥氏体。冷速从2℃/s降低至0.5℃/s时硬度变化较明显,这与组织中形成的马氏体与贝氏体的比例有关。由于短时奥氏体化条件下存在未溶解的碳化物,基体碳浓度较低,其Ms温度较高;贝氏体转变速率也较快,这可能与奥氏体的晶粒尺寸小和存在未溶碳化物有关。     

热处理对ZGCr17Ni2马氏体不锈钢组织及硬度影响

通过不同固溶温度与不同回火温度处理,研究了ZGCr17Ni2马氏体不锈钢组织及硬度的变化。结果表明,淬火温度提高,马氏体过饱和度增加,残余奥氏体含量增加,在1 040℃下淬火时组织为马氏体+残余奥氏体+碳化物+莱氏体,淬火硬度达到最大值57,继续提高淬火温度,马氏体粗化,硬度下降;回火温度在530℃以下时,回火硬度呈"马鞍状"变化,当回火温度达到600℃时回火组织转变为回火索氏体+残余奥氏体+碳化物+莱氏体+马氏体,回火硬度(HRC)降低至41。     

7Cr17Mo马氏体不锈钢组织和冲击韧性

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、洛氏硬度计、冲击试验机等观察和分析了7Cr17Mo马氏体不锈钢在980～1110℃不同温度淬火下的组织特征和性能变化。结果表明,淬火组织为残留奥氏体和碳化物分布于隐针马氏体基体上,碳化物以(Fe,Cr)23C6为主。随着淬火温度的升高,残留奥氏体含量增加,马氏体过饱和度增加,针状马氏体组织变粗,1060℃时硬度升高到最大值59 HRC。冲击试验结果表明在980～1080℃淬火时,随淬火温度升高,冲击韧性提高,1080℃时冲击韧性最好,其后下降。SEM断口形貌表明室温下冲击断裂方式为微孔聚集型断裂。     

W2Mo9Cr4VCo8高速钢淬火处理后的组织与性能

利用热膨胀仪、高温共聚焦显微镜和扫描电镜等研究了淬火温度、保温时间和冷却速率等工艺参数对W2Mo9Cr4VCo8高速钢显微组织的影响,并对其硬度和冲击吸收能量进行测试。研究表明,当淬火温度为1100℃时,试验钢中的网状碳化物溶解不充分且分布不均匀;当淬火温度升至1180℃时,奥氏体组织会溶解更多的碳和合金元素,稳定性增强;进一步提高淬火温度至1200℃时,此时高温会引起大量的碳化物发生分解,同时溶入基体的合金元素数量增加,晶粒发生明显长大。当淬火温度在1100～1180℃时,W2Mo9Cr4VCo8高速钢的硬度和冲击韧性随淬火温度的升高而增大,但当淬火温度达到1200℃时,硬度值和冲击韧性减小。当淬火温度为1180℃,保温时间40 min时,钢的硬度达到最高(54.7 HRC),但当保温时间为60 min时,碳化物的平均尺寸增加、数量减少,硬度降低,而冲击韧性随着保温时间的增加而增加,当保温60 min时冲击吸收能量达到22.4 J。随着冷却速率的增加,马氏体转化开始温度(M_s)和结束温度(M_f)降低。因此,高冷却速率可以抑制马氏体转化并增加残留奥氏体含量。     

深冷处理后回火温度对15Cr超级马氏体不锈钢组织及耐点蚀性能的影响

利用场发射扫描电镜、透射电镜以及电化学综合测试系统对15Cr超级马氏体不锈钢(SMSS)经不同热处理工艺处理后的显微组织变化和第二相碳化物及其对该钢腐蚀行为的影响进行了研究。结果表明,试验钢经不同热处理工艺处理后组织均由板条马氏体、奥氏体以及M₂₃C₆型碳化物颗粒组成,随着回火温度的增加,试验钢中逆变奥氏体含量增加,且在650 ℃回火时达到体积分数最大值41.41%。当回火温度高于600 ℃时第二相碳化物开始析出,且650 ℃回火后碳化物数量及尺寸较600 ℃增多。点蚀电位随着回火温度的增加而降低,第二相碳化物的析出降低了试验钢的点蚀电位,促进了亚稳点蚀位置的形成,从而降低了试验钢的耐腐蚀性能。     

热处理工艺对Cr26型高铬铸铁组织和性能的影响

研究了热处理工艺对Cr26型高铬铸铁显微组织和力学性能的影响。结果表明:高铬铸铁铸态组织是由珠光体+奥氏体+马氏体+碳化物组成。热处理促使奥氏体向马氏体转变,热处理后组织主要为马氏体+碳化物。在热处理温度范围内,显著提高高铬铸铁的硬度和冲击韧度,同时均随淬火温度增加而增高,在950℃达到最大值,分别为HRC62.2和8.3 J·cm~(-2)。     

奥氏体化温度对M50钢组织转变的影响

利用电解分离萃取、光学显微镜以及X射线衍射等方法分析了奥氏体化温度对M50钢碳化物溶解、晶粒尺寸以及残留奥氏体含量等组织转变的影响。结果表明,当奥氏体化温度为1000℃时,M_(23)C_6已经全部溶解,而M_6C也已于1100℃下完全溶解,继续升高奥氏体化温度,剩余碳化物类型不再发生变化;当奥氏体化温度为1120℃时,出现个别晶粒长大现象,而温度达1140℃时,平均晶粒直径达37μm,晶粒度已经达6.5级;随奥氏体化温度的升高残留奥氏体含量逐渐增加,当奥氏体化温度为1200℃时,残留奥氏体含量达30%。     

高碳高铬铸铁淬回火工艺对组织及硬度的影响

利用金相显微镜、洛氏硬度计等方法,研究了淬回火工艺对3.4wt%C高碳高铬铸铁组织及硬度的影响。结果表明:随淬火温度在960~1100℃逐步升高,基体由铸态的奥氏体转变为马氏体及残余奥氏体,一次碳化物及共晶碳化物未发生转变,二次碳化物逐渐减少,残余奥氏体逐渐增多;硬度先升高后降低,在淬火温度为1050℃时,硬度达到最高值64 HRC。随回火温度在450~650℃升高,基体组织由回火马氏体逐渐转变为回火索氏体,二次碳化物增多粗化,硬度逐步降低;最佳热处理工艺为1050℃/1 h空淬+510℃/1 h空冷回火,试样综合性能较好。     

15Cr11Cu2Si2MoMn钢的成分设计及动力学测定

根据(GB/T 1220-1992)不锈钢标准成分范围,对兼具高强度、高韧性和高耐腐蚀性钢的组织,结合基础理论分析与软件模拟,进行成分设计,预设组织为含Cu无碳化物贝氏体组织.利用DIL-87型淬火膨胀仪对所设计试验钢在不同奥氏体化温度、保温时间和冷却速度等条件下进行膨胀试验,测定其相变动力学参数,结合光学显微镜分析其相变行为并绘制相应的相变动力学曲线.结果 表明:在连续冷却转变过程中,冷却速度为0.1～5℃/s时,试验钢的组织为贝氏体与马氏体,冷却速度小于0.1℃/s时,为珠光体、贝氏体和马氏体;等温转变过程中,当等温温度在Bs(375℃)～Bf(225℃)之间时,转变产物以贝氏体为主,在Ms(307℃)以上为贝氏体,在Ms(307℃)以下为贝氏体和马氏体.从贝氏体转变过程中来看,预设试验钢的贝氏体转变区间宽泛且Bs点较低.     

加热温度和冷却速度对亚共晶高铬铸铁微观组织的影响

采用淬火变形膨胀仪测量高铬铸铁在不同冷却速度下的膨胀曲线,研究了加热温度和冷却速度对高铬铸铁热处理冷却过程中其微观组织转变的影响规律。结果表明,在较低冷速下微观组织为典型的亚共晶白口铸铁组织形态,由初生奥氏体的低温转变组织和共晶体组成;在冷却速度为3℃/s时开始出现马氏体组织,并优先在共晶奥氏体区域大量形成;随着冷却速度的增加,马氏体量逐步增多,在10℃/s冷速下为连续的马氏体基体组织和共晶碳化物。二次碳化物在初生奥氏体区大量弥散析出,而在共晶奥氏体区近共晶碳化物周边位置没有二次碳化物生成,远离共晶碳化物的区域有少量二次碳化物的析出。随着加热温度的升高和冷却速度的增加,初生奥氏体和共晶奥氏体区的珠光体片层间距均逐渐减小。     

新型含碳化物马氏体球墨铸铁的热处理工艺

设计了一种新型含碳化物马氏体球墨铸铁材料,并对该材料进行了不同奥氏体化温度的热处理。结果表明：经不同温度奥氏体化后,新型铸铁的组织均为细针状马氏体+孤立分布的硼-铬碳化物+球状石墨组织。奥氏体化温度在820～890 ℃范围变化时,随奥氏体化温度的升高,该铸铁的硬度增大,冲击韧度减小;奥氏体化温度高于890 ℃时,硬度和冲击韧度均减小。奥氏体化温度为890 ℃时,试验铸铁硬度和冲击性能达到良好的匹配。     

奥氏体化温度对M54二次硬化钢组织及力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和X射线衍射(XRD)等研究了不同温度奥氏体化对M54二次硬化钢微观组织及力学性能的影响。结果表明：当奥氏体化温度较低时,试验钢有较多的未溶(Mo, W)₆C碳化物和预处理后的粗大晶粒,使其强度降低,冲击性能恶化。提高奥氏体化温度可减少未溶(Mo, W)₆C碳化物的数量,同时奥氏体再结晶使晶粒细化,试验钢的强度和冲击性能快速上升,当奥氏体化温度为1060℃时,试验钢具有优异的强韧性配合,而进一步提高奥氏体化温度到1100℃将导致晶粒迅速粗化进而降低冲击性能。利用EBSD研究了不同温度奥氏体化后试验钢的马氏体亚结构,发现马氏体板条束、板条块具有与奥氏体晶粒相似的变化规律。     

铸造ZG1Cr11Ni2WMoV马氏体耐热钢中的第二相析出行为

采用扫描电镜、透射电镜和X-射线衍射仪等方法研究了铸造ZG1Cr11Ni2WMoV马氏体耐热钢经1050℃×1 h空冷正火后在不同温度回火的显微组织及第二相析出行为。结果表明:铸造ZG1Cr11Ni2WMoV马氏体耐热钢经不同温度回火后,显微组织由板条状回火马氏体和少量δ-铁素体组成,在较低温度(550℃)回火时,高密度纳米尺寸M_6C型碳化物均匀分布在马氏体板条内,随回火温度的升高,M_6C型碳化物长大成细长针状,同时在原奥氏体晶界、马氏体板条界及δ-铁素体周围析出M_(23)C_6型碳化物,继续升高回火温度至700℃,板条内不再有M_6C型碳化物析出,板条界上M_(23)C_6型碳化物颗粒逐渐长大。     

回火处理对15Cr12MoVN钢显微组织和冲击吸收能量的影响

采用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)研究了15Cr12MoVN马氏体钢在回火处理过程中的组织转变规律及回火处理对冲击吸收功的影响。结果表明:回火处理后15Cr12MoVN马氏体钢中的主要析出相是M23C6碳化物,分布在原奥氏体晶界和板条界上。当回火温度由700℃增加到800℃时,碳化物析出数量增加,颗粒尺寸增大,分布均匀性得到显著改善;原奥氏体晶界上的碳化物形貌由细小、离散的颗粒状向粗大、连续的颗粒状转变,而板条界上的碳化物形貌均保持细小的颗粒状或短棒状。随回火温度增加,15Cr12MoVN马氏体钢韧脆转变温度(DBTT)降低,在750~800℃范围内达到最低值,冲击断口结晶状区由完全解理断裂向塑性撕裂和局部韧窝转变。     

回火处理对15Cr12MoVN钢显微组织和冲击吸收能量的影响北大核心CSCD

采用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)研究了15Cr12MoVN马氏体钢在回火处理过程中的组织转变规律及回火处理对冲击吸收功的影响。结果表明:回火处理后15Cr12MoVN马氏体钢中的主要析出相是M23C6碳化物,分布在原奥氏体晶界和板条界上。当回火温度由700℃增加到800℃时,碳化物析出数量增加,颗粒尺寸增大,分布均匀性得到显著改善;原奥氏体晶界上的碳化物形貌由细小、离散的颗粒状向粗大、连续的颗粒状转变,而板条界上的碳化物形貌均保持细小的颗粒状或短棒状。随回火温度增加,15Cr12MoVN马氏体钢韧脆转变温度(DBTT)降低,在750~800℃范围内达到最低值,冲击断口结晶状区由完全解理断裂向塑性撕裂和局部韧窝转变。