超纯净18Ni马氏体时效钢的晶粒尺寸及其对拉伸性能的影响

研究了不同固溶处理温度下超纯净18Ni(2200 MPa级）马氏体时效钢晶粒尺寸及分布的变化，以及原奥氏体晶粒尺寸对马氏体时效钢在固溶和时效状态下拉伸性能的影响，初步探讨了其影响机理，结果表明，原奥氏体晶粒随固溶温度的升高而均匀持续地正常长大，晶粒尺寸对固溶态马氏体时效钢的强度和塑性影响微弱，有害元素含量的大幅度降低避免了Ti(C,N)等夹杂物在晶界偏聚而引起的高温固溶下的“热脆”现象，时效状态马氏时效钢的屈服强度与原奥氏体晶粒尺寸之间符合Hall-Petch关系，随着原奥氏体晶粒尺寸的增大，马氏体时效钢出现“时效脆性”是由于明效析出相在晶界偏聚所致。     

固溶和时效对Ti2041合金组织与硬度的影响

研究了不同温度的固溶和时效工艺对Ti2041合金组织和硬度的影响。结果表明:当固溶温度为700℃时,随着保温时间增加,组织中初生α相(αp)的含量逐渐增多,晶粒尺寸逐渐增大;当固溶温度为750℃时,随保温时间增加,发生了静态再结晶,且有次生α相(αs)析出,晶粒尺寸也逐渐增大;当固溶温度为800℃时,晶粒内部出现α′马氏体,形貌由等轴状变为板条状。在不同固溶温度下硬度值变化也不同,当固溶温度为700℃时,随着保温时间的增加,硬度(HV)值从3016 MPa降到2852 MPa;在固溶温度为750℃时,硬度值随着保温时间的增加先升高后降低,最大值为3082 MPa;在固溶温度为800℃时,硬度值随着保温时间的增加逐渐增大,最大值为3314 MPa。在经时效处理后,不同时效温度下均出现了次生αs相。随时效温度的升高,次生αs相尺寸越小,显微硬度值逐渐增大,最大值达到4517.5 MPa,主要强化机制为第二相(次生αs相)弥散强化。     

奥氏体耐热钢中的纳米析出相研究

采用扫描电镜、透射电镜和X-射线衍射仪研究了固溶处理后不同温度时效处理对25Cr-20Ni-Nb N奥氏体耐热钢显微组织和性能的影响。结果表明,试验钢经过1150℃固溶处理后的显微组织为奥氏体基体内分布粗大颗粒状Nb Cr N相(Z-相);在650~900℃时效处理1 h后,在奥氏体晶界上析出M_(23)C_6型碳化物;在850℃时效1 h后,除在奥氏体晶界上析出M_(23)C_6型碳化物外,还在奥氏体晶粒内部析出均匀分布的纳米尺寸Z-相,纳米尺寸Z-相的颗粒密度达到每平方微米7.8个;试验钢的硬度随时效温度的升高先降低后升高再降低,在850℃时达到最大值,硬度的变化与纳米尺寸的Z-相析出强化有关。     

Co对马氏体时效硬化不锈钢组织和性能的影响

利用光学显微镜(OM)、拉伸试验和硬度测试研究了合金元素Co对马氏体时效硬化不锈钢固溶态和时效态显微组织和性能的影响。结果表明:在1040～1100℃固溶时,晶粒尺寸随温度升高而增大;含Co钢晶粒尺寸和马氏体板条束尺寸均小于不含Co试验钢。力学性能测试表明:固溶温度对固溶态试验钢的硬度几乎没有影响;随时效温度升高,钢的强度和硬度减小,伸长率增大;时效处理后含Co钢的强度和硬度均大于不含Co试验钢,伸长率变化则不明显。加入Co元素的试验钢具有良好的综合力学性能。     

固溶和时效对Ti2041合金组织与性能的影响

研究了不同温度的固溶和时效工艺对Ti2041合金组织和硬度的影响。结果表明：当固溶温度为700℃时,随着保温时间增加,组织中初生α相的含量逐渐增多,晶粒尺寸逐渐增大;当固溶温度为750℃时,随保温时间增加,发生了静态再结晶,且有次生α相析出,晶粒尺寸也逐渐增大;当固溶温度为800℃时,晶粒内部出现α′马氏体,形貌由等轴状变为板条状。在不同固溶温度下硬度值变化也不同。在固溶温度为700℃时,随着保温时间的增加,硬度值从301.6HV降到285.2HV;在固溶温度为750℃时,硬度值随着保温时间的增加先增长后降低,最大值为308.2 HV;在固溶温度为800℃时,硬度值随着保温时间的增加逐渐变大,最大值为331.4 HV。在经时效处理后,不同时效温度下均出现了次生α相。随时效温度的升高,次生α相尺寸越小,显微硬度值逐渐增大,最大值达到了451.75HV,主要强化机制为第二相(次生α相)弥散强化。     

固溶温度对316L奥氏体不锈钢δ铁素体转变的影响

对含有残余铁素体的316L奥氏体不锈钢进行不同温度的固溶处理,使用SEM、EBSD、TEM和显微硬度等技术分析试验样品的微观组织、织构和析出相。结果表明:奥氏体不锈钢在900～1100℃固溶处理30min后水淬,存在奥氏体、铁素体和Sigma三相。在900～1000℃范围内生成Sigma相,Sigma相会提高基体硬度。Sigma相主要由残余δ铁素体分解生成,{001}110和{001}100取向的δ铁素体优先向Sigma相转变。且随着温度的升高,Sigma含量降低,奥氏体平均晶粒尺寸增加,硬度呈逐渐下降趋势。固溶温度超过1050℃后,Sigma相完全固溶进奥氏体中,奥氏体平均晶粒尺寸显著长大,硬度值快速降低,残余铁素体中{001}110和{001}100织构重新增强。1100℃固溶处理后,残余铁素体含量降低至0.2%。     

固溶温度对NF709奥氏体耐热钢微观组织和力学性能的影响

研究了固溶温度对固溶态和固溶+时效态NF709奥氏体耐热钢微观组织和力学性能的影响.结果表明,随固溶温度升高,钢中晶粒明显长大,一次析出相尺寸、数量均减小.700℃短时(＜300 h)时效处理,颗粒状M23C6相沿晶界析出,呈断续分布;超过1000 h时效后,M23C6相明显粗化,并沿晶界呈链状分布;随初始固溶温度升高,3000 h时效态试样晶内细小Z相和MX相的密度增加,尺寸变化不大.固溶温度对时效态试样的硬度和高温强度影响显著,1250℃固溶+700℃×3000 h时效态钢的高温(700 ℃)屈服强度达235 MPa,比1100℃固溶+700℃×3000 h时效态钢的强度(205 MPa)高出14.6％.晶界上M23C6相的粗化和晶内细小Z相、MX相的数量差别是造成这一性能差异的原因.     

固溶温度对S31042耐热钢微观组织和力学性能的影响

研究了固溶温度对S31042耐热钢力学性能及微观组织的影响.结果表明,随着固溶温度升高,钢的硬度和高温强度降低,硬度在1100～1200℃出现了平台;微观组织由静态回复、部分再结晶逐渐过渡到完全静态再结晶,直至晶粒长大,位错密度逐渐降低.随着温度升高Nb的固溶度增大,含Nb析出相颗粒的尺寸减小和数量减少.固溶态钢中只含有Nb(C,N)和NbCrN相.在1180～1250℃×5 min进行固溶处理能满足工业生产要求.     

固溶/时效对超超临界火电机组用TP347H耐热钢组织的影响

通过应用OM、SEM、TEM等方法,研究了不同固溶/时效处理对TP347H耐热钢显微组织及析出相演变行为的影响。研究表明:经1150℃×30min固溶处理的TP347H钢试样,在700℃等温1500 h的过程中,随着时效时间的增加,TP347H耐热钢基体中奥氏体晶粒尺寸无明显变化,晶粒内的MX相逐渐长大、增多,MX相平均尺寸在20～150nm之间变化。TP347H耐热钢的主要强化相为MX相。随着时效温度的升高,MX相尺寸和数量逐渐增大,时效温度的提高会促进MX相的析出。     

固溶处理对新型Cr18Ni10Cu3NbN奥氏体不锈钢组织和力学性能的影响

利用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及拉伸力学性能测试等方法研究了固溶温度1050~1200℃与时间0.5~2 h对新型Cr18Ni10Cu3NbN奥氏体不锈钢微观组织及力学性能的影响。结果表明:当固溶温度低于1150℃时,晶粒均正常长大,合金中可溶第二相颗粒为Nb(CN);当固溶温度超过1150℃,随着固溶时间延长,第二相颗粒明显溶解;晶粒平均直径d随固溶温度的升高或固溶时间的延长逐渐增大,钢的硬度和抗拉强度随之降低;硬度和d-1/2之间的线性关系较强,抗拉强度Rm和d-1/2之间线性关系不明显。     

奥氏体化过程对Cr14Mo4V高温轴承钢微观组织的影响

针对高温轴承钢Cr14Mo4V开展了微观组织随奥氏体化参数演化规律研究。利用OM、XRD、SEM及硬度测试对Cr14Mo4V钢中碳化物、残留奥氏体、晶粒尺寸及硬度等进行了分析。结果表明,淬火态Cr14Mo4V高温轴承钢微观组织主要包括淬火马氏体、残留奥氏体和带状碳化物;奥氏体化过程中微观组织演化对奥氏体化温度较为敏感,随着奥氏体化温度的升高,残留奥氏体含量逐渐增加,晶粒尺寸逐渐增大,碳化物逐渐溶解,带状碳化物合金元素分布发生变化。Cr14Mo4V轴承钢硬度随奥氏体化温度的升高呈先略微增加后显著降低的趋势,主要受基体固溶度、残留奥氏体含量及晶粒尺寸等因素综合影响。     

淬火温度对5Cr15MoV钢空冷淬火组织与性能的影响

通过1000~1200 ℃间隔50 ℃的系列加热温度对5Cr15MoV马氏体不锈钢进行空冷淬火试验,并采用光学显微镜、EBSD和洛氏硬度计对不同温度淬火后组织和硬度进行检测,研究了淬火温度对试验钢组织、晶粒尺寸、残留奥氏体含量以及硬度的影响。结果表明,试验钢淬火后组织为马氏体+未溶合金碳化物+残留奥氏体。随着淬火温度升高,马氏体板条尺寸增大,未溶碳化物量逐渐减少直至消失,残留奥氏体含量先增加后减少。试验钢的硬度变化趋势为先增加后显著降低,在淬火温度为1050 ℃达到最大值60.8 HRC。试验钢硬度主要是马氏体的含碳量、晶粒尺寸、残留奥氏体含量和碳化物含量综合作用的结果。     

时效温度对SLM 18Ni300马氏体时效钢显微组织和力学性能的影响

采用激光选区熔化(SLM)技术制备了18Ni300马氏体时效钢,结合拉伸试验、硬度测试和显微组织表征等手段,研究了时效温度(390, 490, 590℃)对SLM 18Ni300马氏体时效钢显微组织和力学性能的影响。结果表明,SLM成形试样主要由Fe-Ni马氏体基体和胞状亚结构组成,经时效处理后,试样微观组织发生显著变化。随着时效温度的升高,胞状亚结构逐渐分解,马氏体逆转变成为奥氏体,Σ3晶界占比下降。同时,Ni₃X(X=Ti, Al, Mo)纳米相弥散析出,并在590℃时粗化。随着时效温度的升高,SLM 18Ni300马氏体时效钢的强度和硬度均先增加后下降,伸长率先降低后增加。其中,490℃时效的SLM马氏体时效钢兼具超高强度和较好塑性,这与其基体中弥散分布的纳米析出相、适量的奥氏体含量和较低的Σ3晶界占比有关。     

均热温度对Ti-V复合微合金钢组织演变和硬度的影响

利用OM、SEM、Vickers硬度计等手段研究了均热温度对Ti-V复合微合金钢组织转变及硬度的影响,并阐明了组织演变和硬度变化的原因。结果表明,Ti-V钢不同均热温度淬火后组织均为马氏体。随着均热温度由1000 ℃升至1250 ℃,Ti-V钢的硬度由333 HV降低到212 HV,原始奥氏体晶粒尺寸由52 μm升至209 μm。全固溶温度以上时,仍存在少量TiN粒子,且随温度升高逐渐溶解,其对晶界的钉扎作用是阻止晶粒长大的主要因素。Ti-V钢原始奥氏体尺寸对硬度的影响随其尺寸的增大逐渐减小,均热温度应选择1220 ℃以下,以避免粗大晶粒。     

淬火温度对低合金耐蚀27CrMo48VNb钢油井管组织的影响

通过系列温度淬火试验对低合金耐蚀27CrMo48VNb钢油井管进行热处理,并采用光学显微镜和透射电镜对不同温度淬火后组织、原奥氏体晶粒以及析出相进行了观察,研究了淬火温度对试验钢组织、晶粒尺寸和析出相的影响。结果表明,试验钢淬火后形成了马氏体组织。随着淬火温度升高,淬火后马氏体组织和原奥氏体晶粒尺寸逐渐增加。当淬火温度为890~1000 ℃时,随着淬火温度升高,晶粒尺寸增加较小;当淬火温度超过1000 ℃时,随着淬火温度升高,原奥氏体晶粒显著粗化。组织和原奥氏体晶粒尺寸随淬火温度的变化趋势与高温析出相溶解析出行为有关。试验钢的淬火温度应控制在890~1000 ℃。     

一种汽车发动机气阀用节镍型高温合金的固溶时效工艺

研究了不同热处理工艺下汽车发动机气阀用节镍型高温合金的微观组织、硬度及力学性能。试验结果表明,在900~1100 ℃固溶温度范围内,该材料的晶粒尺寸随温度的升高逐渐增大,硬度逐渐降低,1050 ℃后晶粒长大明显、急剧粗化,固溶温度宜选择为1000~1050 ℃,以保证主要强化相必要的析出条件且具有适宜的晶粒度;在700~760 ℃时效温度范围内,该材料的强度随时效温度的升高而逐渐增强,但韧塑性逐渐降低。当固溶时效工艺为1020 ℃×30 min固溶(水冷)+ 720 ℃×4 h时效(空冷)时,该节镍型高温合金可获得良好的强韧性匹配,满足技术要求。     

马氏体时效钢等温时效析出行为

以马氏体时效钢为研究对象,将试验钢经900 ℃固溶后,再进行500 ℃等温时效处理,采用光学显微镜、扫描电镜及维氏硬度计表征了时效过程中其显微组织与析出相及硬度变化规律,在此基础上,分析了时效工艺对马氏体时效钢显微硬度变化的影响。结果表明,在时效初期,试验钢硬度增幅明显,并于12 h时达到峰值,为585 HV30。随着时效时间进一步延长,试验钢进入过时效状态,硬度开始缓慢下降。试验钢基体由板条马氏体与残留奥氏体组成,且基体分布着细小弥散的第二相颗粒。时效0.5 h时,析出相尺寸为5~10 nm,当时效达到12 h时,析出相缓慢长大至20~25 nm。     

固溶及时效温度对沉淀硬化模具钢10Cr3Mo3NiCuAl硬度及组织的影响

通过热力学分析计算,结合硬度测试、光学和扫描电镜观察研究了固溶温度及时效温度对10Cr3Mo3NiCuAl钢组织和硬度的影响。结果表明:试验钢在950 ℃固溶时,组织均匀细小,主要为板条马氏体+少量残留奥氏体,碳化物基本溶于基体,此时硬度较高,随固溶温度升高,马氏体板条出现粗化现象;试验钢在520~540 ℃时效处理时,基体中析出大量金属间化合物Ni₃Al,起到了沉淀强化作用,硬度较高,随时效温度升高,组织中出现回火索氏体,导致硬度快速下降。推荐最佳固溶温度为950 ℃,最佳时效温度为520~540 ℃。     

固溶温度对超纯净18Ni(350)马氏体时效钢断裂韧性及微观组织的影响

研究了在1083—1483K温度范围内，固溶温度对超纯净18Ni(350)马氏体时效钢断裂韧性(KIC)的影响．通过透射电镜(TEM)研究了马氏体时效钢微观组织的变化，结合相变曲线和断口扫描电镜(SEM)观察，探讨了固溶温度对断裂韧性的影响机理．结果表明：超纯净马氏体时效钢的断裂韧性(KIC)随着固溶温度的升高或再结晶晶粒尺寸的长大而增加，不存在常见的Ti(C，N)在晶界偏聚而引起的“热脆”现象．固溶态马氏体时效钢由单一的马氏体板条组成，其形貌、间距以及位错密度不受固溶温度的影响．在时效过程中，随着固溶温度的升高或再结晶晶粒的粗化，Ni3(Mo，Ti)等时效析出相在晶界或板条界的偏聚程度逐渐加重并导致基体软化，合金元素Ni，Mo的富集诱发了逆转变奥氏体形成．这使裂纹尖端易于钝化而表现出韧窝状穿晶断裂和保持较高的断裂韧性．     

固溶处理对奥氏体不锈钢07Cr18Ni11Nb高温力学性能的影响

研究了固溶处理对奥氏体不锈钢07Cr18Ni11Nb高温力学性能的影响。结果发现,500、600 ℃高温屈服强度随固溶处理温度的升高逐渐降低,500、600 ℃高温抗拉强度无明显变化。当固溶处理温度≤1100 ℃时,奥氏体晶粒尺寸基本保持不变;当固溶处理温度＞1100 ℃后,奥氏体晶粒逐渐长大,固溶处理温度达到1200 ℃时,奥氏体晶粒尺寸可增大至100 μm以上。在600 ℃以下进行高温拉伸试验时,奥氏体晶界仍然是决定强化效果的重要因素,晶粒尺寸越小,高温屈服强度越高。