S280新型超高强度不锈钢中一种新的析出相的研究

为了防止涂层工艺产生的副作用,开发了一种环保型的飞机起落架用超高强度不锈钢S280。新超高强度不锈钢S280具有等于或高于常规超高强度钢的力学性能,且有更好的耐腐蚀性。通过热处理工艺实验确定了超高强度不锈钢S280合适的热处理工艺（1080 ℃,保温1 h,油冷;-73 ℃,2 h,空气中回到室温：540℃,4 h,空冷）。S280钢热处理后,强度大于1900 MPa,K1C大于90 MPa?m1/2。利用透射电子显微镜和高分辨电子显微镜研究了540℃和600℃时效态的S280新型超高强度不锈钢微观组织结构。结果表明：S280钢540℃时效状态,在高密度位错的板条状马氏体基体上析出弥散细小的强化相,一种是已为很多研究报道的超高强度钢中强化相Fe2Mo[1],另一种析出相是Cr2C,目前还没有相关报道。本文首次发现了这种强化相,测定了其与马氏体的晶体学取向关系为： ( 1 -1 0 )M // (-1 2 -1 )Cr2C,[ 1 1 1 ]M // [ 1 1 1 ]Cr2C。 S280钢在600℃时效态也析出这两种Cr2C和Fe2Mo相,与540℃时效态相比,只是其有所长大。利用X射线能谱分析法对Cr2C析出相进行了分析,结果表明,Cr2C析出相中Cr和Mo的含量较高。     

5Cr8Mo2SiV钢淬火和回火过程中碳化物的析出

对球化退火后的5Cr8Mo2Si V刃具钢进行淬火和回火工艺的探究,用SEM和EDS对淬、回火后的显微形貌进行分析,用碳化物电解萃取和XRD分析等研究了5Cr8Mo2Si V刃具钢淬、回火过程中碳化物的析出行为,并用Jmat-Pro模拟回火过程中碳化物析出相的变化。结果表明:5Cr8Mo2Si V钢退火试样在1100℃淬火+520℃回火时有明显的二次硬化现象,球化退火组织中存在VC、Cr_(23)C_6、Cr_7C_3、Fe_3C、Si C和Mo_6C类碳化物。Mo_6C、Si C、Fe_3C、Cr_7C_3和Cr_(23)C_6型碳化物随着淬火温度升高依次溶入马氏体基体,最终只有VC分布在基体上。Mo_2C、VC、Cr_7C_3和Cr_(23)C_6型碳化物在回火过程中从马氏体中析出,且Mo_2C和VC型碳化物在520℃回火析出量出现峰值。结合Jmat-Pro模拟结果发现,5Cr Mo2Si V钢的二次硬化现象是残留奥氏体二次淬火和Mo_2C粒子的第二相强化共同导致,且Mo_2C粒子第二相强化效应符合位错切过机制。     

高强度不锈钢中逆转变奥氏体的形成动力学与析出行为

研究了一种超高强度马氏体时效不锈钢在时效过程中逆转变奥氏体的体积分数的变化及其析出规律,并得到相同转变量下的动力学曲线(TTA)。结果表明,实验钢生成逆转变奥氏体的最低温度为450℃,而当时效温度等于(或大于)650℃时所生成的逆转变奥氏体将在冷却过程中发生二次马氏体相变,在540℃时效生成逆转变奥氏体最短时间为11.5 min,经过540℃×4 h处理后实验钢中生成11.0%的逆转变奥氏体,此时强度可达到1940 MPa,断裂韧度大于100 MPa.m1/2,薄膜状逆转变奥氏体沿马氏体板条界上非连续析出或沿着原奥氏体晶界析出,对改善钢的韧塑性起到了重要的作用。     

高强高韧FV520B马氏体钢的时效工艺优化

通过在600,630,680,700和720℃保温1 h空冷,以及在630℃短时时效后炉冷和空冷的热处理,研究了不同时效温度、时效时间以及冷却方式对沉淀硬化马氏体不锈钢FV520B的组织和力学性能的影响.结果表明,630℃短时时效后钢中即可析出一定量的逆转变奥氏体,且钢中的析出相尺寸较小并弥散分布,由此提出了一种沉淀强化马氏体不锈钢的热处理工艺优化,即FV520B钢经630℃短时时效并炉冷后.可以获得较佳的高强度和高韧性组合.     

13Ni(280kgf/mm~2)马氏体时效钢析出相的电子衍射分析

用X射线衍射,选区电子衍射和σ及δ相与马氏体基体之间的取向关系,鉴别了13Ni(280kgf/mm~2)马氏体时效钢的析出物。13Ni(280kgf/mm~2)马氏体时效钢强化析出物是金属间化合物δ-(Fe,Ni,Co)Mo。锻造状态时效后还析出μ相使韧性恶化。过时效后(例如580℃16h空冷)形成逆转变奥氏体。时效状态样品在电子显微镜里加热至743℃时,发现粗大的δ相颗粒和长条状的σ相颗粒。虽然衍射花样常常可以指标化成δ或σ相,但根据δ/α和σ/α之间取向关系的差别很容易区分δ和σ相。     

AN ELECTRON DIFFRACTION ANALYSIS OF PRECIPITATES IN A 13Ni MARAGING STEEL (280kgf/mm~2)

用X射线衍射,选区电子衍射和σ及δ相与马氏体基体之间的取向关系,鉴别了13Ni(280kgf/mm~2)马氏体时效钢的析出物。 13Ni(280kgf/mm~2)马氏体时效钢强化析出物是金属间化合物δ-(Fe,Ni,Co)Mo。锻造状态时效后还析出μ相使韧性恶化。过时效后(例如580℃ 16h空冷)形成逆转变奥氏体。时效状态样品在电子显微镜里加热至743℃时,发现粗大的δ相颗粒和长条状的σ相颗粒。 虽然衍射花样常常可以指标化成δ或σ相,但根据δ/α和σ/α之间取向关系的差别很容易区分δ和σ相。     

高氮低镍奥氏体不锈钢的力学性能及析出相

通过对高氮低镍奥氏体不锈钢(0Cr25Ni2Mn17Mo1NbN)进行1100℃固溶处理,水冷,利用万能拉伸试验机测试其力学性能并和316L奥氏体不锈钢进行对比。将高氮低镍奥氏体不锈钢在不同温度(700、750、800℃)时效2 h,利用光学显微镜和洛氏硬度计,观察不同温度下时效2 h试验钢的析出状况和试验钢的硬度,利用扫描电镜、透射电镜来观察和分析试验钢800℃析出物的形貌及种类。试验结果表明,高氮低镍奥氏体不锈钢在1100℃固溶处理后有良好的力学性能,高氮低镍奥氏体不锈钢在800℃大量析出相为σ相,其次是Cr2N,伴有少量Cr23C6析出,还有微量Nb(C,N)析出。析出相形态有胞状、短棒状和片状布满整个基体。试验钢时效后的硬度值要比时效前(固溶态)的硬度值高,且试样随时效温度升高其硬度值呈现上升趋势。     

时效时间对00Ni18Co12Mo5Ti不锈钢组织与力学性能的影响

采用电子显微镜、扫描电镜、万能试验机、洛氏硬度计等研究了00Ni18Co12Mo5Ti马氏体时效硬化不锈钢在480℃经不同时间时效处理后的组织与力学性能。结果表明:固溶态的00Ni18Co12Mo5Ti试验钢组织主要为板条状马氏体,随着时效时间的延长,组织中球状析出相数量先增加后减少,480℃×6 h时效试验钢析出相数量较多。试验钢经850℃×1 h固溶处理后,进行480℃不同时间的时效处理,随着时效时间的增加,试验钢的硬度先迅速提高达到峰值,随后有小幅下降趋势。480℃×6h时效试验钢的硬度、抗拉强度均达到最大值,分别为51.4HRC、1915MPa,伸长率达到10.7%。     

高Mo超级奥氏体不锈钢和Ni-Cr-Mo镍基合金析出相研究及对比

选择典型牌号654SMO和C-276,对高Mo超级奥氏体不锈钢和Ni-Cr-Mo镍基合金的析出相进行研究,对不同时效条件下654SMO和C-276进行组织观察、EDS及相分析。结果表明,虽然654SMO和C-276均含有较高的Cr、Mo含量,但由于合金体系不同,其析出相种类形态各异,主要研究结果有:(1)654SMO有8种第二相析出,分别为:σ相、Cr_2N、μ相、χ相、Laves相、M_(23)C_6、M_6C和M_3C;(2)654SMO钢的主要有害析出相为σ相、Cr_2N,其析出相的析出峰值温度为900℃;(3)C-276合金的主要析出相是M_6C与μ相,在本研究时效条件下,并未出现σ相析出。     

马氏体时效钢的热处理工艺及应用

马氏体时效钢是一种超高强度钢,是通过时效过程中从过饱和固溶体(马氏体)中析出Co、Mo、Ti等合金元素的碳化物实现强韧化。马氏体时效钢在具有高强度的同时还具有良好的塑性、断裂韧度、焊接性、冷热加工性和耐应力腐蚀性能。马氏体时效钢的热处理工艺比较简单,主要为退火、时效及形变热处理。马氏体时效钢已在航空航天、海洋工程、原子能工业及结构件、工模具等领域得到了广泛应用。     

时效对超高强马氏体时效不锈钢组织与性能的影响

研究了1050℃固溶＋低温处理后的时效工艺制度对一种超低碳超高强度马氏体时效不锈钢微观组织与力学性能的影响。采用440～600℃不同温度的时效处理工艺,在535℃时效处理后钢的强度和硬度达到最高值,这主要是与钢中析出相共格析出有关。随着时效温度升高,析出相聚集长大破坏原有的共格关系,强度和硬度将降低。     

超高强度马氏体时效不锈钢中逆转变奥氏体的析出与长大行为

研究了一种Cr-Ni-Co-Mo系超高强度马氏体时效不锈钢中逆转变奥氏体的析出与长大行为。结果表明,经540℃×4 h时效后钢的强度达到峰值1940 MPa,并有薄膜状逆转变奥氏体沿马氏体板条界上非连续析出,使钢具有良好的综合力学性能。时效初期逆转变奥氏体在马氏体板条、板条界或原奥氏体晶界处形核,随着保温时间的延长,薄膜状的逆转变奥氏体通过与扩散有关的形核长大方式生长,最终形成块状,并与板条马氏体间保持着K-S或N-W关系。     

时效时间对SLM 18Ni300马氏体时效钢组织性能的影响

对激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)成形马氏体时效钢进行固溶及500℃时效不同时间的热处理,分析时效时间对其组织性能的影响.结果表明:SLM 18Ni300钢经固溶+时效处理后,其组织为马氏体、逆转变奥氏体和Ni3(Mo,Ti)析出相,随时效时间增加,析出相数量逐渐增加并聚集长大,同...     

Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金电子束焊接接头的组织和性能

对Ti-22Al-24Nb-0.5Mo合金的电子束焊接接头的组织和性能进行了研究。焊接接头熔合区由B2相柱状晶和分布在上下边缘的少量枝状晶组成,并且沿中心轴对称分布。对焊接接头进行了850℃/2 h/AC(时效)与980℃/2h+850℃/24 h/AC(固溶+时效)两种热处理,时效态接头熔合区的B2相中析出了大量针状O相,而固溶+时效态熔合区的O相更为粗大,且α_2相重新形成。两种热处理后接头的室温拉伸性能相近,但在高温下时效态接头的强度稍高。固溶+时效态接头的650℃持久寿命高于时效态,失效模式均为沿晶断裂。     

热处理对12Ni无钴马氏体时效钢微观组织和性能的影响

研究了高温固溶和时效热处理对12Ni无钴马氏体时效钢微观组织和性能的影响。结果表明:在原始固溶态试样中存在粒状和长粒状析出相,经能谱分析为Fe(Mo,Ti)或Fe2Ti型金属间化合物,消耗了大量的强化元素Mo,导致合金时效处理后强度不足(1100MPa);高温固溶处理后消除了粗大析出相,获得单一的板条马氏体组织;进一步改进时效热处理工艺,合金组织呈现弥散分布的纳米尺度的Ni3Mo、Ni3Ti强化相,使合金强度显著提高,达到1225MPa。     

一种超高强度马氏体时效不锈钢的组织转变对力学性能的影响

研究了强度级别为1900MPa的新型马氏体不锈钢在经过不同制度的热处理后的微观组织及其对铜力学性能的影响。试验钢经1000℃固溶处理后在基体上有一种富Mo的析出物生成,这种析出物降低了钢时效后的韧性。经1000℃,1050℃固溶处理＋负温处理后,试验铜在535℃时效处理时强度均达到最大值,原因是在高密度位错的板条马氏体和残余奥氏体基体上析出均匀弥散、细小的强化相。随着时效温度继续升高强度开始下降,其原因有二,其一析出相聚集长大,破坏了与基体间原有的共格关系;其二逆转变奥氏体转变量的增加。     

含氮30Cr13铸造马氏体不锈钢组织与力学性能的研究

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、电解萃取法以及X射线衍射技术研究了氮含量对于30Cr13马氏体不锈钢显微组织变化的影响,并通过硬度测试和拉伸实验探究了不同氮含量试验钢力学性能。结果表明:在相同的热处理条件下,不同试样的基体组织均为板条状马氏体、残余奥氏体和析出相,但随着氮含量的增加,残余奥氏体含量逐渐增多,析出相含量先有所下降后逐渐增加,析出相主要类型为M_(23)C_6型(Cr_(15.58)Fe_(7.42)C_6)碳化物和部分Cr_7C_3型碳化物。氮含量对试验钢硬度影响不大,但抗拉强度、伸长率、强塑积均表现为先升后降,其中氮含量为0.05%试样具有本试验条件下最优的力学性能,强塑积达到20 802.6 MPa%。     

室温等径转角挤压对18Ni(C-250)马氏体时效钢微观组织和拉伸性能的影响

采用等径转角挤压（ECAP）工艺在室温下对18Ni（C-250）马氏体时效钢进行单道次冷变形.对比固溶处理试样480℃时效曲线、固溶+ECAP处理试样的460和480℃时效曲线发现,一道次ECAP变形及随后的时效处理能够使马氏体时效钢的峰值时效时间明显缩短,峰值强度提高约100 MPa.结构分析表明,ECAP态实验钢的马氏体板条宽度为100—200 nm,随后的时效过程对马氏体板条宽度影响不大,而ECAP工艺对棒状δ-Ni3Mo相析出尺寸有显著影响.统计结果表明,经4 h时效处理后.固溶+480℃时效态、固溶+ECAP+480℃,460℃时效态的δ-Ni₃Mo宽度（直径）分别为4.92,12.33和3.54 nm.此外,ECAP工艺还促使18Ni马氏体钢中δ-Ni3Mo相在时效后期加速分解,使强度迅速衰减.     

17-4PH不锈钢480 ℃时效组织的动态演变规律

将17-4PH不锈钢锻棒固溶处理后油冷,然后选择在最佳的时效温度480 ℃时效保温0～5 h后空冷。通过光学显微镜(OM)、超景深显微镜、XRD、显微硬度仪等测试方法观察固溶、时效过程的组织演变和分析其沉淀硬化机理;采用电阻仪间接测试ε-Cu相动态时效析出过程对电阻的影响;并利用摩擦磨损试验机测试其耐磨性能。研究发现:17-4PH不锈钢固溶和时效过程没有残留奥氏体和逆转变奥氏体出现,热处理后出现板条状和块状两种马氏体形态,板条状马氏体硬度高于块状马氏体,随着时效时间的延长,两种马氏体硬度同步上升,时效析出明显提高了固溶态组织的硬度;时效2.0～2.5 h附近强化效果和耐磨性能最弱,可能与ε-Cu 相长大及与位错交互作用有关;硬度随时效时间的变化趋势与电阻正好相反。     

冷轧变形对00Cr12Ni9Mo4Cu3Ti0.9Al0.4马氏体时效不锈钢力学性能和耐蚀性能的影响

制备了一种00Cr12Ni9Mo4Cu3Ti0.9Al0.4马氏体时效不锈钢,经冷轧变形和时效处理后,其硬度可达55 HRC,抗拉强度达2 310 MPa。冷轧并时效的试样的点蚀电位高于固溶态试样。随着冷轧变形率从63%增加到85%,钢的点蚀电位略有提高,从370 m V增加到了410 m V。经85%冷轧变形和440℃时效4 h后,该马氏体时效不锈钢在模拟海水3.5%Na Cl溶液中的腐蚀失重速率为0.27×10~(-3)g·m~(-2)·h~(-1),且有大量ε-Cu和Ni_3(Ti,Al)相析出,具有较高的强度和良好的耐蚀性能。