热冲压工艺参数对超高强热成形钢组织及性能的影响

本文结合工业生产实际,采用光学显微镜与维氏硬度计,研究加热温度、保温时间和合模温度对超高强热成形钢组织及性能的影响。结果表明：当保温时间为3 min时,加热温度对试验钢性能影响较大,随着加热温度的升高,马氏体转变量不断增加,同时马氏体板条长度及束条宽度不断增大,试验钢的硬度也不断增加。当加热温度为900℃、保温时间为4 min时,合模温度在650～730℃范围内,组织均为马氏体+铁素体,随着合模温度的升高,铁素体的含量逐渐减少,马氏体含量逐渐增加,试验钢的硬度大幅增加。     

热处理工艺对高强建筑用钢组织和力学性能的影响研究

采用箱式电阻炉对试验钢进行了三种不同淬火温度的淬火+高温回火热处理,并对试样的显微组织进行了观察,对拉伸和冲击力学性能进行了检测。结果表明,在两相区淬火的试样的显微组织以多边形铁素体+岛状马氏体为主,随淬火温度升高,铁素体含量逐渐降低,马氏体含量逐渐增加,晶粒逐渐细化;回火组织以回火马氏体+铁素体为主,与淬火组织相比,铁素体明显粗化,马氏体含量下降,马氏体板条特征逐渐消失,铁素体晶界有较多碳化物析出;随淬火温度升高,回火后钢板屈服强度、伸长率和低温冲击韧性均逐渐升高,抗拉强度先提高后略有下降;试验钢经800℃淬火+500℃回火能获得优良的综合力学性能。     

不同亚温淬火温度下10CrMnMo双相钢的微观组织

对10CrMnMo双相钢在不同亚温淬火温度下热处理后的试样进行了显微组织、SEM形貌、显微硬度测试、马氏体含量以及马氏体-铁素体两相的晶粒尺寸分析。结果表明,不同的淬火温度致使马氏体和铁素体的显微形态和分布状况发生变化,淬火温度为720 ℃时马氏体呈狭长的岛状分布,随着淬火温度的升高,马氏体呈片状与岛状共存,到820 ℃时板条马氏体与铁素体呈纤维状共存;同时,马氏体体积分数也随之增加,由720 ℃淬火时的10.41%增加到820 ℃时的48.19%;马氏体、铁素体的晶粒大小都随着淬火温度的升高而减小,铁素体晶粒尺寸由720 ℃淬火时的14.23 μm减小到820 ℃时的4.15 μm,马氏体尺寸则由5.74 μm减小至2.45 μm,且不同淬火温度下铁素体晶粒尺寸均大于马氏体晶粒尺寸;双相钢中铁素体组织的显微硬度随着淬火温度的升高而增加,由720℃时的168.21 HV1增加至820 ℃时的235.15 HV1;马氏体组织的显微硬度则随淬火温度的升高而降低,由720 ℃时的713.14 HV1降低到820 ℃时的525.41 HV1。     

10CrMnMo双相钢在不同亚温淬火温度下的微观组织

对10CrMnMo双相钢在不同亚温淬火温度下热处理后的试样进行了显微组织、SEM形貌、显微硬度测试、马氏体含量以及马氏体-铁素体两相的晶粒尺寸分析。结果表明,不同的淬火温度致使马氏体和铁素体的显微形态和分布状况发生变化,淬火温度为720℃时马氏体呈狭长的岛状分布,随着淬火温度的升高,马氏体呈片状与岛状共存,到820℃时板条马氏体与铁素体呈纤维状共存;同时,马氏体体积分数也随之增加,由720℃淬火时的10.41%增加到820℃时的48.19%;马氏体、铁素体的晶粒大小都随着淬火温度的升高而减小,铁素体晶粒尺寸由720℃淬火时的14.23μm减小到820℃时的4.15μm,马氏体尺寸则由5.74μm减小至2.45μm,且不同淬火温度下铁素体晶粒尺寸均大于马氏体晶粒尺寸;双相钢中铁素体组织的显微硬度随着淬火温度的升高而增加,由720℃时的168.21HV1增加至820℃时的235.15HV1;马氏体组织的显微硬度则随淬火温度的升高而降低,由720℃时的713.14HV1降低到820℃时的525.41HV1。     

高强A516钢的显微组织及其对耐氢腐蚀性能研究

通过不同热处理工艺获得两种不同马氏体形态分布的铁素体/马氏体显微组织,然后结合显微硬度和应力-应变曲线,对不同显微组织试样的力学性能和耐氢腐蚀性能进行了研究。试验结果表明:经热处理后的铁素体/马氏体显微组织相比于原始组织具有更高的抗拉强度和屈服强度,而伸长率明显下降,且块状的马氏体相比于针状马氏体具有更高的硬度。在慢应变速率拉伸实验中,当硼酸溶液温度从50℃上升至150℃时,铁素体/马氏体试样的强度变化不大,当进一步上升至250℃时,强度显著下降;而其伸长率随着温度硼酸溶液由50℃升高至150℃而显著下降,当温度继续升高至250℃时断后伸长率变化不大,其中以马氏体形态以块状分布的铁素体/马氏体显微组织在硼酸溶液中性能恶化更为明显。     

不同热输入条件下Q345E低合金钢焊接过热区的组织和冲击性能

采用焊接热模拟技术对Q345E低合金钢在不同焊接热输入下过热区的组织和冲击性能进行研究。结果表明:随着焊接热输入的增加,过热区组织由先共析铁素体+珠光体及部分马氏体逐渐转变为粒状贝氏体和针状铁素体组织,当焊接热输入达到3.06 kJ/mm时,出现少量魏氏组织,冲击功最低;随着焊接热输入增加,粗晶区的平均硬度值逐渐降低;当焊接热输入为1.35 J/mm时,显微组织中出现少量的板条马氏体,硬度最高;而当焊接热输入达到2.68kJ/mm时,显微组织中出现针状铁素体,硬度下降较明显;冲击功整体呈现逐渐降低趋势,焊接热输入为2.68 kJ/mm时,冲击功最大。     

热处理对高强建筑钢组织和性能的影响

对试验钢进行了不同的两相区直接淬火+回火处理。对试样显微组织进行了观察,并对力学性能进行了检测,研究了淬火温度和回火温度对试验钢组织和性能的影响。结果表明,钢板回火显微组织以多边形铁素体+岛状回火马氏体为主。随着直接淬火温度的升高,回火马氏体含量增加,铁素体含量减少,组织中少量珠光体逐渐转变为贝氏体;屈服强度和抗拉强度均升高,屈强比先保持恒定后有所升高,伸长率逐渐下降,冲击功则是先大幅降低后几乎不变。当回火温度低于400℃时,马氏体形态没有明显改变;当回火温度超过500℃时,马氏体岛开始分解,碳化物析出量增加。随着回火温度升高,抗拉强度几乎呈线性降低,屈服强度则先升高后降低,屈强比升高,伸长率和冲击功先下降后提高。     

非调质NM400复相耐磨钢的相变行为

为进一步优化非调质NM400复相耐磨钢不同组织配比,利用Gleeble-3800热模拟试验机探究了试验钢在连续冷却条件下的组织转变规律,并结合金相法和硬度法,绘制出试验钢的动态连续冷却转变(CCT)曲线。结果表明,当冷速低于1 ℃/s时,试验钢组织为铁素体+粒状贝氏体+珠光体,部分粗大的原奥氏体晶粒转变为粒状贝氏体和珠光体。在冷却速率为5~40 ℃/s时,试验钢不再发生珠光体转变,显微组织均为铁素体+贝氏体+马氏体。并随着冷速的增加,马氏体含量不断增加,硬度升高;此外,不同分段冷却方案下,较低的中冷温度以及较长的空冷时间均有利于铁素体和贝氏体的转变。同时,残留奥氏体含量则随铁素体含量的增大而增大;由于试验钢的Ms点较高,马氏体板条较宽,并且有自回火现象发生。     

C-Mn-Ni高强钢的连续冷却相变研究

采用Formastor-FII相变仪和MMS-300热模拟实验机,研究了低锰、中锰钢在不同开冷温度及不同变形量条件下的连续冷却相变,建立了实验钢的连续冷却转变曲线,分析了贝氏体及马氏体的相变规律。结果表明,随着冷却速率的增加,低锰钢依次经过粒状贝氏体、板条贝氏体及马氏体相区,中锰钢只经过马氏体相区,在较宽的冷却速率范围内,均可获得马氏体组织;随着开冷温度的降低或冷却速率的提高,低锰钢的贝氏体相变开始温度和中锰钢的马氏体相变开始温度均有所降低;随着冷却速率的增加及开冷温度的升高,实验钢的显微硬度值均有所升高;变形促进了低锰钢粒状贝氏体相变,其显微硬度值降低,变形细化了中锰钢马氏体组织,其显微硬度值升高。     

热变形和淬火配分处理的复合作用对低碳合金钢马氏体相变机制的影响

利用热变形和两步淬火配分(quenching and partitioning,QP)工艺的复合作用制备低碳合金钢试样,设计不同的热变形温度,研究加载(获得30%变形量)引起的应力和塑性变形对QP工艺下马氏体相变开始温度(Ms),残余奥氏体含量和力学性能的影响.结果表明,与传统两步QP工艺相比,复合作用下显微组织细化,尤其是随着变形温度的降低细化更明显,马氏体板条呈现弯曲形貌.随着变形温度升高,Ms升高,但马氏体转变量却有所下降,其原因是应力引起的位错多在奥氏体母相晶界处出现,成为马氏体相变优先形核的位置,而一旦发生相变,一定的塑性应变将提高晶内奥氏体的稳定性,从而促进残余奥氏体含量增加.复合作用下试样的力学性能也有所提高,在650℃变形时试样的硬度最高,而在750℃变形时试样的塑性最好.     

双相不锈钢的焊接热影响区组织和性能热模拟研究

通过Gleeble-3800焊接热模拟试验机,对S32750双相不锈钢焊接热影响区(HAZ)进行了热模拟试验,并对试样显微组织进行观察,对硬度、冲击等力学性能进行检测,研究峰值温度对HAZ组织和性能的影响规律。结果表明,热影响区主要组织为奥氏体+铁素体,峰值温度在850~1 000℃范围内时,HAZ组织中出现了σ相;随着峰值温度升高,奥氏体含量逐渐降低,铁素体含量先略有下降然后逐渐升高,σ相含量则是先略有增加后逐渐下降,当峰值温度达到1 050℃以上时几乎完全消失;HAZ硬度先略有升高,峰值温度为900℃时最高390 HV,随后硬度逐渐降低;冲击功则先略有下降,900℃时达到最低值60 J,随后冲击功又逐渐升高,1 100℃时冲击功大幅提高至102 J。     

热处理工艺对30CrMnSi钢冲击性能的影响

研究了常规淬火工艺和亚温淬火工艺对30Cr Mn Si钢硬度和冲击性能的影响,并对显微组织进行了分析。结果表明,常规淬火后,30Cr Mn Si钢显微组织是板条马氏体+残留奥氏体;亚温淬火后,显微组织是细小的板条马氏体+铁素体+残留奥氏体。随着回火温度的升高,两种工艺淬火后的硬度均逐渐降低;常规淬火后的冲击性能曲线呈现"W"状,而亚温淬火后的冲击性能则随着回火温度的升高而增加。亚温淬火工艺能得到最佳的硬度和韧性配合。     

变形温度对中锰TRIP钢组织的影响

利用热模拟试验机Gleeble-3500研究了10Mn5中锰钢在450~650℃变形的应力应变曲线特性,并观察了变形后的组织。结果表明:钢在450℃变形时的峰值应力达到900 MPa,马氏体板条形态清晰可见;随着变形温度的升高,峰值应力急剧降低,组织中马氏体板条边界逐渐变得模糊。另外,在变形过程中,大量细小碳化物析出,且主要集中于板条边界和板条内部。当变形温度增加650℃时,钢的峰值应力降低到370 MPa,马氏体板条形貌基本消失,组织部分奥氏体化。     

工艺参数对Ti微合金化高强钢组织性能的影响

为实现高品质Ti微合金化高强钢的工业化生产,通过热模拟试验研究了加热温度、终轧温度、精轧阶段变形量、冷却速率和卷取温度对Ti微合金化高强钢组织性能的影响规律。结果表明,随着加热温度的升高,铁素体晶粒尺寸显著增大,试验钢硬度增大。随着终轧温度的降低和冷却速率的增大,铁素体晶粒尺寸逐渐减小,贝氏体含量增加,试验钢硬度增大。随着精轧阶段变形量的增大,铁素体含量增加,组织得到细化,细晶强化和相变强化共同作用的结果使得试验钢硬度逐渐降低。随着卷取温度的降低,试验钢的硬度先升高后降低,当卷取温度为610 ℃时,试验钢硬度最高。     

基于焊接热模拟的工程机械用高强钢热影响区组织和力学性能研究

以工程机械用高强钢Q890为研究对象,采用Gleeble-3800焊接热模拟试验机分别进行了不同t_(8/5)和峰值温度条件下的热模拟试验,并对热模拟试样的显微组织进行了观察,对冲击性能、硬度等力学性能进行了检测。结果表明,随着t_(8/5)的延长,热影响区粗晶区组织逐渐由板条马氏体转变为板条贝氏体、粒状贝氏体,原始奥氏体晶粒逐渐长大;冲击功先升高后降低,t_(8/5)为10 s时冲击性能最差,t_(8/5)为30 s时冲击性能最佳;硬度值逐渐降低,但降低幅度减小。模拟的热影响区粗晶区组织为粗大的板条马氏体,细晶区为细小贝氏体+板条马氏体混合组织,临界区为细小贝氏体组织和回火贝氏体的不均匀组织。随着峰值温度提高,冲击功和硬度值均是先升高后略有降低,峰值温度为950℃时冲击性能最佳,硬度最高。     

纯钛的热变形行为及显微组织演变

用Gleeble-3500热模拟试验机对退火态纯钛试样,在变形温度298~723 K、应变速率10~(-4)~10~1s~(-1)下进行热压缩试验,研究变形温度和应变速率对其热变形行为及组织演变的影响。结果表明:纯钛的压缩行为与变形温度和应变速率存在相关性;当应变速率一定时,流变应力随变形温度的升高而减小;当变形温度一定时,流变应力随应变速率的增大而增大。显微组织观察结果显示:在低温或高应变速率下变形时,形变组织主要为大尺寸等轴晶和孪晶,随着温度的升高或应变速率的降低,再结晶晶粒逐渐增多,孪晶数量减少,直至消失。     

应变速率对双相耐候钢显微组织的影响

利用OM、TEM、热模拟实验,研究了应变速率对Cu-P-Cr-Ni-Mo双相耐候钢显微组织的影响。研究表明:在变形温度880℃,应变1.2条件下,随着应变速率从0.1 s~(-1)增加到20 s~(-1),耐候钢试样铁素体晶粒尺寸逐渐减小,铁素体体积分数逐渐增加;应变速率为1 s~(-1)时,铁素体转变量为86.2%,铁素体晶粒尺寸为4.5μm;应变速率为20 s~(-1)时,铁素体转变量为88.8%,铁素体晶粒最为细小,尺寸为2.2μm;当应变速率超过1 s~(-1)后,铁素体转变量增加明显变缓,但铁素体晶粒仍然继续细化。     

NM500耐磨钢的QLT热处理工艺

对NM500耐磨钢进行940℃淬火+两相区淬火+回火(QLT)热处理，研究了两相区淬火温度(820～880℃)和回火温度(200～600℃)对试验钢显微组织和力学性能的影响。结果表明，在两相区淬火温度从820℃升至880℃的过程中，试验钢为马氏体和铁素体双相组织，且铁素体含量逐渐降低，马氏体含量增多，试验钢的强度和硬度提高，-40℃冲击吸收能量从67 J降低至33 J。在870℃两相区淬火，200～600℃范围内回火时，随回火温度的升高，板条马氏体和残留奥氏体逐渐分解，碳化物形态和分布发生变化；试验钢抗拉强度和硬度逐渐降低，低温冲击性能先降低后升高，试验钢达到良好强韧性匹配的回火温度区间为200～250℃。     

热处理对1Cr12Ni2W1MoV不锈钢组织与力学性能的影响

对1Cr12Ni2W1MoV马氏体不锈钢设计了6组热处理工艺,热处理后对试样进行组织性能分析,研究了热处理温度对1Cr12Ni2W1MoV马氏体不锈钢组织和力学性能的影响。结果表明:1Cr12Ni2W1MoV不锈钢淬火后的组织主要为板条马氏体+残余奥氏体+少量铁素体,回火后的组织主要为板条回火马氏体+残余奥氏体。随着淬火温度的增加,1Cr12Ni2W1MoV的马氏体组织板条束也在加大。在淬火温度一定时,随回火温度的升高,1Cr12Ni2W1MoV不锈钢回火马氏体呈逐渐分解趋势,硬度降低,冲击韧性先升后降,抗拉强度略微下降。综合试验结果,得出一组1Cr12Ni2W1MoV不锈钢推荐的热处理工艺:1050℃淬火,640℃回火。     

HRB400螺纹钢的组织和变形抗力

利用Gleeble 3800热模拟试验机研究了轧制温度（750~1100 ℃）对螺纹钢HRB400组织和性能的影响,并对不同变形条件下螺纹钢的变形抗力进行了分析。结果表明,随变形温度的提高,HRB400螺纹钢铁素体晶粒长大,占比降低。当变形温度在900 ℃以下时,组织为铁素体和珠光体,随变形温度的增加,硬度降低;当变形温度在950以上时,组织中出现贝氏体,且随变形温度升高,贝氏体含量逐渐增多,硬度逐渐升高。HRB400螺纹钢的变形抗力随变形量、变形速率的增加及变形温度的降低而增大。