奥氏体化温度对4Cr5MoV1Si（H13）高温脆性的影响

本文研究了奥氏体化温度以及变形温度对4Cr5MoV1Si(H13)钢高温脆性的影响,试验结果表明,当奥氏体化温度等于或大于115℃时出现高温脆性。作者认为沿晶界析出的第二相颗粒、碳化物在热变形过程中的动态析出、杂质原子在晶界的偏析以及晶粒尺寸的大小是影响高温脆性的重要因素。     

含铌Q460C连铸坯高温热塑性研究

在邯钢gleeble-3500热/力模拟试验机上,针对Q460C连铸坯进行了高温热塑性测试研究.结果表明:1000～1300℃为塑性温度区间;650～950℃为第Ⅲ脆性温度区,在此区间,沿奥氏体晶界析出膜状铁素体抗拉能力较低,晶界处存在夹杂物及微合金元素的析出物是钢的热塑性降低的主要原因,极易导致连铸坯产生裂纹缺陷.     

电渣重熔Mn18Cr18N钢铸态热塑性与组织的关系

研究了电渣重熔Ｍｎ１８Ｃｒ１８Ｎ钢的高温热塑性及其与组织的关系。结果表明，Ｍｎ１８Ｃｒ１８Ｎ钢热塑性曲线具有高温脆性区、高温塑性区和二次脆性区。Ｍｎ１８Ｃｒ１８Ｎ钢在高温脆性区塑性变差的原因是由于奥氏体晶界成为位错晶界；在高温塑性区塑性良好是由于奥氏体晶粒发生大量的孪生变形；在二次脆性区塑性变差是由于铸态组织的成分偏析导致晶界局部析出薄膜状铁素体。     

1Cr12Ni3Mo2VN（M152）耐热钢的脆化机制

12%Cr耐热钢的脆化一直是材料研究的热点问题,借助于力学性能测试、金相分析、断口扫描分析以及TEM微观结构分析,研究了1Cr12Ni3Mo2VN（M152）耐热钢在淬火、回火以及时效过程中产生的脆性,结果表明：淬火时的冷却速度对冲击韧性有显著的影响,冷却速度过慢将导致不可逆脆性,其脆化机制是由于缓冷时M23C6碳化物沿原奥氏体晶界连续析出,以及回火时残余奥氏体发生分解导致M2C碳化物沿奥氏体薄膜连续析出,杂质元素的原奥氏体晶界偏聚不是产生脆化的原因,导致不可逆脆化的淬火缓冷通过的温度区间为820℃～660℃;与回火温度有关的脆性有二类：450℃～500℃回火产生的（475脆性）,脆化严重,其脆化机制是杂质元素的原奥氏体晶界偏聚和脆性相的析出,去脆化处理可以恢复其韧性;另一类是在约625℃回火产生的,脆化程度较轻;高温回火后缓冷引起的脆化很复杂,杂质元素的晶界偏聚、粗碳化物的析出以及二次淬火均导致回火脆性,通过去脆化处理均可以恢复其韧性。杂质元素的晶界偏聚是脆化的主导机制,二次淬火引起的脆化受环境影响非常大,引起的脆化也非常严重,是产品质量不稳定的主要原因。595℃长期时效脆化主要是由碳化物的析出以及杂质元素的非平衡晶界偏聚引起的,临界时间约为100h,通过去脆化处理可以恢复其部分韧性。     

CSP板坯(Q235B)高温力学性能试验研究

采用Gleeble1500对CSP连铸坯(Q235B)进行了热模拟研究;分析了试验温度为800、900、1100℃的横、纵向试样的组织和断口形貌及晶界的元素偏析和夹杂物.结果表明:CSP生产的Q235B连铸坯在600～1 320℃间存在2个脆性温度区,即1 320～1 200℃的第Ⅰ脆性温度区域和600～1 000℃的第Ⅲ脆性温度区域;在1 000～1 200℃温度范围内,Q235B钢具有良好的塑性.而在800℃时试样的Z值为8.46%.Q235B钢的第Ⅲ类脆性区的脆化原因:一方面是形变诱导铁素体呈网状析出,产生应力集中;另一方面是奥氏体低温区域发生的氮化物(AlN)析出产生的晶界脆化.AlN在奥氏体晶界的析出,在拉伸力的作用下易形成应力集中源,使空洞形成、长大并聚集,是铸坯裂纹源.     

含铌微合金高强度钢Q345C连铸坯的热塑性

 通过Gleeble-2000 试验机研究了Q345C钢连铸坯的高温热塑性。利用扫描电镜、金相显微镜、透射电镜观察了第Ⅰ、Ⅲ脆性温度区内拉伸试样断口部位的显微组织及形貌,分析了动态再结晶、相变、析出物等对微合金化钢高温延塑性的影响。结果表明：在1×10-3/s应变速率下, Q345C钢存在两个脆性温度区,即第Ⅰ脆性区（1200～1300℃）和第Ⅲ脆性区（600～875℃）,无第Ⅱ脆性区出现;最高塑性出现在1050℃左右,断面收缩率（Z）达到85.8%;在第Ⅲ脆性区,沿奥氏体晶界析出膜状铁素体抗拉能力较低,晶界处存在夹杂物以及微合金元素的析出物,是钢的热塑性降低的主要原因。     

氮微合金化HRB500E连铸坯高温力学性能的研究

为了优化氮微合金化钢HRB500E的连铸冷却配水工艺,保证铸坯质量,采用Gleeble-1500D热模拟试验机测定了铸坯的高温力学性能,并对试样断口组织形貌进行了显微观察与分析,讨论了其在不同温度区间的断裂机理。研究表明:在应变速率为1.4×10-3/s时,铸坯第Ⅲ脆性温度区间出现在675~750℃,脆断主要原因是铁素体在奥氏体晶界析出、晶界处Mn S的偏析和大量V(C,N)的析出;铸坯未出现第Ⅱ脆性温度区,在1 000℃左右断裂方式为穿晶断裂;第Ⅰ脆性温度区在1 300℃以上,断裂方式为晶间断裂,主要原因是O,S,P在晶界富集促进形成液膜。     

新型耐蚀超级奥氏体不锈钢中的高温析出相

 为了改善新型耐蚀超级奥氏体不锈钢的热处理工艺,用SEM,TEM和XRD测试方法对该钢高温固溶处理后析出相的分布、形貌及类型进行了观察、分析和研究。结果表明：这种新型耐蚀超级奥氏体不锈钢经高温固溶处理后,晶内析出的针状或块状第二相为σ相和碳化物(Fe,Cr,Mo)6C,晶界析出相主要是呈链状的σ相。     

在Gleeble-1500动态热-力模拟机进行钢的高温力学性能研究

本文在Gleeble——1500动态热-力模拟实验机上,采用凝固法和加热法,对0.11%C钢在凝固后的高温力学性能进行了研究。发现两种方法获得的结果有很大差异,确认凝固法研究钢的液态模锻过程产生的热裂纹,与实际更接近。结果表明,0.11%C钢在凝固后至900℃的冷却过程中存在两个脆性区,即凝固结束后到1450℃和1000～1250℃。它们分别和钢在凝固点下凝固组织脆性或奥氏体晶界析出大量细小夹杂物而造成晶界脆性有关。     

2205双相不锈钢连铸坯的高温组织和高温力学性能

对2205双相不锈钢连铸坯进行高温短时拉伸试验,分析了抗拉强度、断面收缩率随温度的变化情况。观察了试验温度为1 300、1 050、950、850℃下试样的高温组织及断口形貌。结果表明,在1 150～1 350℃温度范围内,双相不锈钢试样具有很好的塑性;在1 000～1 100℃时,较高的应变速率抑制了软化作用的进行,使双相不锈钢出现第Ⅱ脆性温度区,同时试样中存在的疏松和细小析出物进一步加剧了裂纹的发展。第Ⅲ脆性区产生的原因是由于在奥氏体晶界上析出了氮化物、碳氮化物等细小析出物造成晶界脆化。     

微钛固氮降低含铌钢皮下裂纹敏感性的机理

 降低含铌低合金钢铸坯的裂纹敏感性,是实现热装热送工艺的必要条件,采用超高温激光共聚焦显微镜(HT-CLSM)、透射电镜(TEM)等手段研究了钛含量不同的含铌低合金钢(Q390、Q390GJD)高温铸坯的晶粒度及析出物特征,旨在揭示微钛固氮降低含铌钢皮下裂纹敏感性的机理。热力学计算与TEM检测结果表明,增加钢中钛质量分数(由0.010%上升到0.023%)提高了氮化钛粒子的析出温度(大于1 400 ℃),高温析出细小弥散的氮化钛粒子可钉扎奥氏体晶界,细化高温铸坯的晶粒度(由4级变成6.5级),晶粒尺寸降低了约44%,使高温铸坯的裂纹敏感性明显降低;氮化钛粒子优先析出固氮降低了铌碳氮化物、氮化铝的开始析出温度,并作为异质形核核心,抑制了铌、铝析出物在晶界析出概率,降低了析出物脆化晶界的危害。通过微钛固氮调控氮化物的析出温度、析出位置及细化晶粒的作用,有效降低了含铌钢第三脆性温度槽的宽度和深度,同时,高温抗拉强度提高了21.3%~27.5%,铸坯皮下裂纹发生率降低了80%以上。为了避免析出物的晶界链状析出导致含铌钢铸坯热装轧制裂纹,应将其钛质量分数控制在0.015%~0.020%的合理范围。     

高温时效对铁素体不锈钢组织和性能的影响

通过金相、SEM和EDS等技术,研究了900 ℃下不同时效时间对超纯铁素体不锈钢组织和性能的影响。结果表明,439钢种高温时效对Ti(C,N)析出作用较小,晶界析出相TiN较少,晶粒粗化严重,塑性较低;441钢种高温时效会沿着晶界析出Fe2Nb(Laves)相,析出数量较多,晶粒较细小,但由于Fe2Nb(Laves)相沿晶界呈网状分布,对材料塑性影响较大;444钢种高温时效会在晶界和晶内析出Fe3(Nb,Mo)3C,析出数量较少,第二相钉扎作用较弱,部分晶粒出现异常长大,由于Fe3(Nb,Mo)3C析出相未呈网状分布,断后伸长率高于441钢种。     

铁基合金激光熔覆涂层的高温回火组织及其磨损性能

研究了铁基合金激光熔覆涂层的高温回火组织.结果表明,高温回火(690 ℃×1 h)时在M7C3与γ-奥氏体的相界面原位形成M6C 及M23C6,非平衡相γ中析出M23C6、M2C及MC碳化物.该涂层具有二次硬化特征及较高的磨损性能.     

第3代汽车钢板坯角部横裂纹形成机理

为了探明第3代汽车钢板坯角部横裂纹的产生机理,采用数学计算、物理测试、金相分析等方法,类比分析了第Ⅲ脆性区温度范围下钢的热膨胀系数、热塑性、相变特征以及第二相析出行为。结果表明,奥氏体晶界铁素体膜和AlN的析出是降低钢的高温延展性的内因,板坯边角部过冷是促发角部横裂纹产生的外因,而低温下的多次相变和(Mn,Fe)3C的析出会进一步提高钢的裂纹敏感性,由此提出了角部横裂纹的控制措施,实现了约250 t钢的全流程生产。     

钙处理对集装箱板钢铸坯高温延塑性影响研究

测定了集装箱板钢的高温力学性能 ,并比较钙处理和合金元素对其的影响。试验结果表明在1× 10 - 3 / s应变速率下 ,集装箱板钢连铸坯在凝固温度～ 6 0 0℃间存在两个脆性温度区域。细小的脆性夹杂物Ca S优先析出并聚集在奥氏体晶界 ,使晶界进一步脆化 ,造成钙处理钢铸坯试样在 80 0～ 90 0℃时的延塑性低于未经钙处理钢试样。为提高耐大气腐蚀能力而添加的合金元素 P对其高温力学性能没有造成明显不利影响。同时结果表明集装箱板钢试样的零强度温度 (ZST)在 144 0～ 145 0℃左右 ,零延性温度 (ZDT)在 140 0～ 1410℃左右。     

加钛超低碳钢中Ti系碳硫化物的析出行为

用透射电子显微镜（ＴＥＭ）详细调查了加钛超低碳钢中Ｔｉ系碳硫化物的析出行为。在加热到１２５℃后于９５０℃保温的试样到Ｔｉｘ、ＭｎＳ的共析出在奥氏体晶界形成链状析出物。这好象是借助于硫的原始晶界而在界面产生的优析出。反之，在９５０℃热加工时，由于再强晶抑制了ＴｉＳ、ＭｎＳ在奥氏体晶界的共析出，促进了奥氏体晶粒内Ｔｉ４Ｃ２Ｓ２的应变感生无效新出。在加热到１２５０℃后于９５０℃曙的情况下，在原始奥氏体晶     

第三代汽车钢的热塑性及断裂机理

采用Gleeble-1500热模拟试验机,对第三代汽车钢(TG钢)在不同的变形温度下进行了热拉伸试验,研究其热塑性的变化运用光学显微镜和扫描电镜分析了实验钢热变形的断口形貌及断裂机理.发现实验钢的强度随温度的升高而降低,热塑性曲线分为第Ⅰ脆性区、高温塑性区和第Ⅲ脆性区三个区域,其中第Ⅲ脆性区存在两个塑性极小值.在1300~800℃时实验钢的组织为奥氏体,断裂方式为连孔延性断裂,动态再结晶使韧窝分离前发生了较大的塑性变形,断口为大而深的韧窝;750℃时实验钢沿奥氏体晶界析出铁素体,断裂方式为界面断裂,断口既存在着铁素体内聚失效形成的小的孔洞,也存在由于裂纹沿奥氏体晶界扩展形成的石块状形貌;650℃由于出现了铁素体的准解理,实验钢的塑性下降,热塑性曲线再次出现极小值.      

钛铌微合金钢连铸坯角部横裂纹敏感性

为明确不同速度冷却时表面奥氏体的长大规律和在第Ⅲ脆性区的热塑性,用Gleeble-3500热模拟机分别对钛铌微合金钢进行了奥氏体长大热模拟试验和第Ⅲ脆性区热拉伸试验。研究结果表明,当冷却速率小于5℃/s时,钛铌微合金钢铸坯表面容易形成粗大的(大于1mm)奥氏体晶粒;随着冷却速率的增大,奥氏体边界析出细小的Ti(C,N),能有效地钉扎限制奥氏体的长大。在热拉伸试验过程中,当冷却速率为1和5℃/s时,钛铌微合金钢铸坯在800℃热拉伸时断面收缩率仅为29.7%和23.0%,2种冷速下都伴随有70～200nm矩形或不规则形的(Ti,Nb)(C,N)和40～100nm针状的Nb(C,N)析出。铸坯角部振痕谷底处在高温低冷速下形成粗大奥氏体晶粒,并在第Ⅲ脆性区矫直,是导致钛铌微合金钢角部横裂纹敏感性高的主要原因。     

稀土元素改善Cr18Ni18Si2奥氏体钢高温持久断裂性能的机制

用Auger电子能谱分析技术、光学和电子金相法,对经过高温持久试验的加与未加稀土Cr18Ni18Si2奥氏体钢试样进行了晶界化学成分和碳化物等组织结构观测。结果表明,Cr18Ni18Si2钢在高温持久试验过程中,硫、磷和锑等杂质元素产生严重的晶界偏聚。添加0.15%混合稀土能够显著降低硫的偏聚程度,消除磷和锑的偏聚。稀土对Cr18Ni18Si2钢高温持久试验过程中析出的第二相类型及其与基体的位向关系没有影响,但稀土能够延缓M_(23)C_6型碳化物沿晶界析出过程,改变碳化物粒子的分布形态。根据实验观测结果讨论了稀土改善Cr18Ni18Si2奥氏体钢高温持久断裂性能的机制。     

1Cr12Ni3Mo2VN耐热钢的回火工艺

利用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜等研究了1Cr12Ni3Mo2VN耐热钢的回火工艺,结果指出试验钢产生第一类回火脆性的主要原因是马氏体板条界存在聚集长大的Fe_3C及M_3C脆性相,导致冲击韧性显著下降。Mo_2C与基体处于共格状态,使基体周围晶格产生很大的静畸变是次要原因;产生第二类回火脆性的原因,一是由于碳化物M_(23)C_6沿原奥氏体晶界和马氏体板条界迅速聚集并粗化,二是板条间残余奥氏体膜因碳贫化而发生热失稳分解。结合技术协议要求,为了有利于组织的稳定性,本试验钢的最佳回火工艺为580℃×2h空冷。