等温处理对中碳含钒微合金钢晶内铁素体形成的影响

研究了600,550,500和450℃等温处理对中碳含钒微合金钢晶内铁素体形成的影响,及530℃下钢的组织随等温时间的转变规律.同时测量了不同等温温度处理后钢的维氏硬度,分析了钢中诱导晶内铁素体析出的夹杂物的成分.结果表明:由600℃逐渐降低至500℃进行等温处理,晶内铁素体的含量随之增加,其形状由等轴状变为针状,钢的硬度逐渐降低;但是等温温度降至450℃时,钢中出现了贝氏体,钢的硬度亦随之升高.实验中发现,在远离原奥氏体晶界处,晶内铁素体先于珠光体发生形核长大;由Si、Mn、Ti和V等元素构成的及Mn、Ti和S等元素构成的复合夹杂物可以诱导晶内铁素体形核析出.     

9Cr-1.7W-0.4Mo-Co铁素体耐热钢等温时效的组织演变

利用光学显微镜、扫描电镜等研究了9Cr-1.7W-0.4Mo-Co铁素体耐热钢在700℃等温时效条件下的显微组织演变规律,并就时效的硬度变化及组织中元素分布进行了分析。研究结果表明,9Cr-1.7W-0.4Mo-Co铁素体耐热钢组织随着等温时效的进行发生了回复再结晶,马氏体板条尺寸增大,M_(23)C_6和MX沉淀相的析出数量、颗粒尺寸均明显增加。铁素体晶界周围析出大量的M_(23)C_6相,并且还在晶粒内部发现了MX相。时效初期的维氏硬度值增大,随后逐渐降低并最终趋于稳定。     

等温冷却时间对Ti-V-Mo复合微合金钢组织转变及硬度的影响

通过OM、SEM、TEM和维氏硬度计等手段研究了不同等温冷却时间对Ti-V-Mo复合微合金钢组织转变、析出行为及硬度的影响,探讨了影响硬度变化的因素。结果表明,Ti-V-Mo复合微合金钢奥氏体化后在630 ℃等温冷却0~3 h,随着等温时间的延长,基体中的铁素体比例不断增加而马氏体和贝氏体比例逐渐降低,硬度呈现先升高再趋于平稳,再升高至其最大值,最后略有下降。60~1200 s时,硬度出现平台是因为纳米级(Ti, V, Mo)C粒子的沉淀强化效果能够弥补相变导致基体软化造成的硬度损失;3600 s时,硬度达到最大值为457 HV,此时纳米级(Ti, V, Mo)C粒子产生的沉淀强化效果最佳。     

Ti微合金钢中纳米尺寸碳化物的析出强化

在不同温度下对Ti微合金钢进行等温卷取,利用扫描电镜、透射电镜和能谱仪分析等方法对钢的组织结构和析出物的形貌分布进行观察分析。结果表明,随着卷取温度的降低,Ti微合金钢的屈服强度和抗拉强度升高,而断后伸长率随之降低;细晶强化和析出强化对钢的屈服强度的贡献最大,在600 ℃卷取等温1 h时,析出强化对总的屈服强度的增量超过200 MPa;铁素体基体存在大量纳米尺寸的TiC析出颗粒,这种纳米碳化物是析出强化的主要原因。     

一种非调质钢组织转变及性能的研究

一种非调质钢在Gleeble 3800热模拟机上进行试验,测定了该非调质钢在不同冷却速度下膨胀曲线,同时结合金相-硬度法获得了该非调质钢的连续冷却转变时静态CCT曲线、显微组织和维氏硬度,以及等温转变时显微组织和维氏硬度。奥氏体在连续冷却速度分别为0.1、0.5、1℃/s以及在560℃等温转变前后的连续冷却速度为2℃/s,等温时间分别为10、20 min时,转变组织为铁素体+珠光体;奥氏体在560℃等温转变前后的连续冷却速度分别为3、4℃/s,等温时间分别为10、20 min时,转变组织为铁素体+珠光体+微量或少量贝氏体。本研究结果,对下游用户使用圆钢锻造成零件后,获得铁素体+珠光体组织或铁素体+珠光体+微量或少量贝氏体组织的冷却工艺提供了参考。     

热处理工艺对Mn-Mo-Nb-B低碳微合金钢组织和力学性能的影响

利用SEM、电子探针、纳米压痕及高温变形热模拟机,研究低碳合金钢在不同热处理工艺下组织及力学性能的变化规律。结果表明,冷却速度不同时,合金钢中贝氏体的显微组织不同。当冷却速率为0.50~1.00℃/s时,钢中组织为准多边形铁素体和粒状贝氏体;冷却速度为3.00~10.00℃/s时,组织变为针状铁素体和板条贝氏体。针状铁素体组织的相变温度为620~600℃之间;试验钢中准多边形铁素体硬度最低,板条贝氏体硬度最高,贝氏体组织的本征硬度与维氏硬度均随冷却速度的增加而增大,且基体本征硬度对合金钢维氏硬度的变化起主要作用。     

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 为了研究含铜超低碳钢等温时效铜析出,对试验钢在950 ℃固溶,经650 ℃保温1、20、45 h和400~650 ℃保温1 h等温时效后,通过金相、扫描电镜和透射电镜观察及维氏硬度测试揭示等温时效对铜析出的影响规律。试验结果表明随着时效时间的增长,试验钢晶粒尺寸差别不大,但Cu时效析出颗粒的尺寸和形貌存在很大差异,反映在试验钢的平均硬度值发生变化：时效时间为1 h时,试验钢硬度值最高,平均硬度值达到189 HV;时效时间为20 h和45 h时硬度值降低,在160 HV左右。400~650 ℃保温1 h结果表明随着时效温度增长,试验钢的硬度呈现先上升后下降的趋势。     

冷却速度对超低碳微合金钢组织和性能的影响

利用Formaster-F全自动相变测量装置对超低碳微合金钢进行不同冷却速度的热处理,采用金相显微镜观察试验钢的微观组织,采用450SVD数显维氏硬度计测量试验钢的维氏硬度。结果表明,当冷却速度＜1 ℃/s时,试验钢的显微组织均为多边形铁素体,维氏硬度平均最大值为177.0 ;当冷却速度达到3 ℃/s时出现准多边形铁素体,维氏硬度平均最大值为187.3 HV5;当冷却速度达到5 ℃/s时钢的显微组织中出现粒状贝氏体,此时维氏硬度平均最大值为193.3 HV5;20 ℃/s时出现贝氏体铁素体,准多边形铁素体消失,维氏硬度平均最大值为221.6 HV5;当冷却速度达到50 ℃/s时钢中出现马氏体,显微组织为三相组织即粒状贝氏体＋贝氏体铁素体＋马氏体,维氏硬度平均最大值达到224.0 HV5;冷却速度达到165 ℃/s后,钢中的显微组织仍为三相组织,此时试验钢的平均维氏硬度值达到本试验的最大值263.3 HV5。在所有的冷速下,试样中均未发现珠光体。HV5     

铁素体区形变对含铌微合金高强度钢组织及硬度的影响

采用Gleeble-3800热模拟试验机,研究铁素体区变形对含铌微合金高强度(HSLA)钢组织及显微硬度的影响。结果表明:相比于最终变形在Ar3附近(840℃)时获得近等轴状铁素体+退化珠光体组织,最终变形在铁素体区(550～650℃)时获得部分拉长的多边形铁素体+弥散分布的退化珠光体组织。此外,铁素体区最终变形析出的NbC与晶界析出的Fe3C析出相更加细小且弥散。与高温下最终变形相比,铁素体区最终变形获得的组织显微硬度增量达30 HV。通过强化机理分析表明,位错强化与析出相Fe3C和NbC的沉淀强化作用是铁素体区变形组织硬度提高的主要原因,退化珠光体和渗碳体的细化对硬度的提高也有一定量的贡献。     

中碳贝氏体钢的组织与性能研究

对一种中碳贝氏体钢进行900℃保温1h奥氏体化处理,分别在200、250、300℃进行不同时间的等温处理,测定维氏硬度,观察金相组织,并对其微观结构进行透射电镜分析,研究了试验钢的热处理工艺、硬度和微观结构的相关性。结果表明:试验钢等温处理后的室温组织由贝氏体、马氏体和残余奥氏体组成;随保温时间延长,马氏体含量逐渐减少,贝氏体含量逐渐增多,并趋于稳定,相应地,试样硬度逐渐降低,趋于平缓;贝氏体亚结构由纳米级板条状贝氏体铁素体及板条间残留奥氏体构成,没有碳化物析出。     

冷却速率对Ti-V-Mo复合微合金钢组织转变及力学性能的影响

利用OM、EBSD、HRTEM和Vickers硬度计等手段研究了冷却速率对Ti-V-Mo复合微合金钢组织转变、析出相及硬度的影响,阐明了(Ti,V,Mo)C在不同冷却速率下的析出规律及其对显微组织和硬度的作用机理。结果表明,当冷却速率低于20℃/s时,随着冷却速率的增加,析出相平均尺寸由13.2 nm逐渐减小至6.9 nm,铁素体平均晶粒尺寸由5.06 mm逐渐细化至2.97 mm,硬度呈先快速增大而后缓慢增大的趋势,铁素体的细晶强化和(Ti,V,Mo)C的沉淀强化是硬度升高的主要因素;冷却速率为20~30℃/s,其对晶粒细化和沉淀强化的影响效果已趋于饱和,硬度基本保持不变,此时Ti-V-Mo复合微合金钢的硬度具有最大值410 HV,屈服强度高达1090 MPa。Ti-V-Mo复合微合金钢的硬度y与冷却速率x符合指数衰减关系:y=-229exp(-x/5)+412。     

Mg-12Gd合金的时效析出行为

通过同步辐射小角度X散射实验方法(SAXS)、透射电镜(TEM)分析和维氏硬度测试,研究Mg-12Gd合金等温时效过程中的析出强化行为。结果表明:Mg-Gd合金时效过程中主要析出相为β′相,随着时效时间的增加,析出相的径向尺寸明显增大,宽度方向增加较小,逐渐演变成为椭圆形。175℃时效180 h时,析出相回转半径为12.9 nm;随着时效时间延长到360 h,析出相长大为13.4 nm;随着时效时间继续延长,析出相的尺寸增长速率减慢并最终趋向稳定。透射电镜结果表明:在175℃时效296 h时析出相大部分为β′相,有少量的β″相,β′相是宽5 nm,长13 nm的椭圆形,与小角度X散射结果一致。通过在200℃时效30 min的散射曲线能看出有析出相析出,刚析出时回转半径为2.5 nm,在225℃时效30 min时,析出相的回转半径为2.9 nm。     

非等温时效工艺对7050铝合金组织和性能的影响

利用TEM、SEM、维氏硬度计、电子万能试验机和涡流导电仪等手段研究了不同的非等温时效工艺对7050铝合金组织、断口形貌和性能的影响,并与T74态的7050铝合金性能进行了比较。结果表明,经190 ℃时效后合金晶内以η′相为主析出,析出相间距较大;随着时效温度的降低,晶内析出相不断增大,间距不断减小,并伴随有针状相二次析出。晶界析出相同样不断粗化,且呈现出“连续状-项链状-半连续状-间断状”的分布势态,晶界无析出带变化不大;合金的硬度、抗拉强度均呈现出先升后降的趋势,当时效温度为130 ℃时,合金的硬度、抗拉强度达到峰值;合金的电导率呈现出单调上升的趋势,在时效温度为110 ℃时趋于平稳;与T74态相比,经(475±3) ℃×40 min固溶+(210~130 ℃,20 ℃/h)非等温时效处理后,合金获得了更优异的综合性能,且工艺耗时减少24 h。     

时效对2205双相不锈钢σ析出相的影响

通过SEM和EDS对2205双相不锈钢的维氏硬度及矫顽磁力的测量.研究了2205双相不锈钢在时效条件下σ相的析出规律,分析了σ析出相对2205双相不锈钢的维氏硬度及其矫顽磁力的影响.结果表明:仃析出相的多少与时效时间成正比,与时效温度成反比.σ析出相越多,其硬度越高,2205不锈钢经800℃时效8 h后,基体铁素体发生分解,其矫顽磁力为零.     

热轧压下量对430铁素体不锈钢组织与力学性能的影响

研究了铁素体相区热轧压下量对430铁素体不锈钢显微组织、析出相及力学性能的影响。通过拉伸试验、维氏硬度试验研究了钢的力学性能,采用扫描电镜、能谱仪和EBSD分析了显微组织、织构与析出相。结果表明,830℃热轧空冷后钢的组织主要由铁素体和(Fe,Cr)_(23)C_6组成。随着热轧压下量的增大,晶内亚结构逐渐增多,α纤维织构逐渐减弱,而γ纤维织构逐渐增强,(Fe,Cr)_(23)C_6析出量逐渐增加;试验钢的抗拉强度逐渐提高,而伸长率逐渐下降。     

高体积含量TiC/Fe复合材料的制备及力学性能

以TiC粉、还原铁粉和羰基铁粉为原料,采用行星球磨混料、冷压成型后无压烧结工艺制备了TiC颗粒体积含量为70%~90%的TiC/Fe复合材料,重点研究了羰基铁粉添加量、烧结温度及TiC体积含量对TiC/Fe复合材料的微观结构和力学性能的影响。结果表明:羰基铁粉的最佳添加量为铁基体粉体积含量的60%。当TiC体积含量一定时,随烧结温度的升高,TiC/Fe复合材料的相对密度、维氏硬度与弯曲强度均先增大后减小,经1500℃烧结后,复合材料的综合性能最佳。其中,70%TiC/Fe的相对密度及弯曲强度最高,分别为99.5%和437MPa;80%TiC/Fe的维氏硬度最大,为12.2GPa。     

冷却速度对42CrMo4钢组织转变及性能影响

为满足客户对42CrMo4钢组织和硬度的要求,将42CrMo4钢在Gleeble 3800热模拟机进行试验,并结合金相法和硬度法,获得不同等温转变前冷却速度和不同等温温度条件下的组织和维氏硬度。等温转变前冷却速度为1℃/s且等温温度700~650℃,等温转变前冷却速度为3和6℃/s且等温温度700~670℃,获得铁素体+珠光体组织以及理想硬度值220~250 HV₁。研究结果为42CrMo4钢为轧制后冷却速度和等温温度工艺制定提供了依据。     

超级双相不锈钢σ相析出及对组织性能的影响

利用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、纳米力学探针、常温拉伸等方法,研究了S32750超级双相不锈钢中σ相的析出规律及其对组织性能的影响.结果表明,σ相优先析出于奥氏体晶粒边界处、铁素体含量稀少之处,其析出量随固溶温度的升高而呈现出先增大后减小的趋势,在900℃时,析出量达到最大.材料的硬度与变形抗力会随着σ相析出量的增多而增大;σ相析出时引起的体积膨胀会引起奥氏体边部的硬度与杨氏模量增大;σ相析出也容易造成材料中微裂纹的形成.S32750双相不锈钢应在1020℃到1080℃温度范围内进行固溶,以获得较好的冷加工性能.     

卷取温度对51CrV4钢模拟热轧显微组织和力学性能的影响

利用OM、SEM、EBSD及TEM等技术研究了卷取温度对51CrV4钢组织和硬度的影响,探讨并分析了不同卷取温度下组织和硬度变化的原因。结果表明,随着卷取温度由600 ℃升高至720 ℃,试验钢的硬度先逐渐降低,690 ℃以上变化不大;先共析铁素体的体积分数由0.33%增大至5.9%,铁素体晶粒尺寸逐渐增大;珠光体平均片层间距由93 nm增大到177 nm。卷取温度由630 ℃升高至720 ℃,(V, Cr)C析出相的平均尺寸由8.3 nm增大至9.7 nm,体积分数由0.247%递减至0.176%。珠光体片层间距是影响试验钢不同卷取温度强度/硬度变化的最主要因素,铁素体晶粒尺寸和纳米(V, Cr)C析出相的影响次之。     

卷取温度对模拟热轧51CrV4钢显微组织和力学性能的影响

利用OM、SEM、EBSD及TEM等技术研究了卷取温度对51CrV4钢组织和硬度的影响,探讨并分析了不同卷取温度下组织和硬度变化的原因。结果表明,随着卷取温度由600℃升高至720℃,试验钢的硬度先逐渐降低,690℃以上变化不大;先共析铁素体的体积分数由0.33%增大至5.9%,铁素体晶粒尺寸逐渐增大;珠光体平均片层间距由93 nm增大到177 nm。卷取温度由630℃升高至720℃,(V,Cr)C析出相的平均尺寸由8.3 nm增大至9.7 nm,体积分数由0.247%递减至0.176%。珠光体片层间距是影响试验钢不同卷取温度强度/硬度变化的最主要因素,铁素体晶粒尺寸和纳米(V,Cr)C析出相的影响次之。