Nb微合金化对Cr-Ni-Mo-V系高强钢组织及力学性能的影响

对含Nb与不含Nb的Cr-Ni-Mo-V系高强钢进行880℃×1 h淬火+300℃×3 h回火处理,并采用SEM、EBSD、TEM和物理化学相分析等技术分别对其微观组织和析出相进行观察分析。结果表明,添加了0.035%Nb的试验钢组织得到细化,马氏体板条块尺寸从3.1μm下降至2.9μm,且Nb的添加使得MC型析出相的含量增加,析出相尺寸分布得到优化,尺寸在18～200 nm的析出相含量明显增加。由于析出相含量的增加,固溶C含量有所下降,加之含Nb试验钢中的原始C含量稍低,导致含Nb钢的强度稍有下降,但仍达到2000 MPa水平。而马氏体组织的细化及析出相尺寸分布的优化使含Nb试验钢韧性明显提升,室温和-40℃低温冲击吸收能量(KU₂)均提高至44 J。     

放电等离子烧结技术制备的纳米结构9Cr-ODS钢及其微观结构分析

采用放电等离子烧结(SPS)技术取代传统热等静压工艺,制备出具有超细晶粒的纳米结构9Cr氧化物弥散强化(ODS)钢。利用SEM及阿基米德排水法分析了不同放电烧结温度(900,950,1050℃)对ODS钢组织形貌和致密度的影响;通过HRTEM,STEM-HAADF及EDS分析了SPS-ODS钢的微观组织特征等。结果表明机械合金化粉末在950℃时SPS效果最好,密度可达理论密度的97.7%;SPS-ODS钢由超细晶粒(≤200 nm)和大晶粒(≥1μm)混合组织构成;基体中弥散分布着高密度纳米尺寸的Y-Ti-O团簇及Y_2Ti_2O_7相,在晶界上存在少量尺寸较大(30~100 nm)的尖晶石结构Mn(Ti)Cr_2O_4。     

纳米结构14Cr-ODS铁素体钢的制备与微观结构

采用机械合金化和热等静压技术制备纳米结构14Cr-ODS铁素体钢,利用SEM,XRD和EDS等手段分析了机械合金化过程中粉末形态和结构的变化以及合金元素的固溶情况,通过TEM研究了14Cr-ODS铁索体钢的微观结构及其在短时高温下的稳定性.结果表明,元素粉末经机械合金化过程中发生反复的冷焊和断裂导致粉末尺寸先增加（0-2 h）后下降（2-70 h）,晶粒尺寸随球磨时间的增加而减小,同时Cr,W和Y₂O₃等固溶入Fe基体中.纳米结构14Cr-ODS钢中存在3种析出相:极高密度的、尺寸在几个纳米的富Y-Ti-O团簇,少量Y₂Ti₂O₇析出相和块状富Cr-Ti相.经1250℃,8 h短时高温热处理后,纳米团簇显示出了良好的稳定性,Y₂Ti₂O₇相的密度增加.     

热处理对一种双峰晶粒结构超低碳9Cr-ODS钢显微组织与力学性能的影响

采用粉末冶金方法制备了一种具有双峰晶粒结构的超低碳9Cr-ODS (氧化物弥散强化)钢,通过OM、SEM、TEM、显微硬度和拉伸性能测试,研究了热处理工艺对其显微组织和力学性能的影响。结果表明,超低碳9Cr-ODS钢经正火+回火后为回火马氏体组织,具有粗、细晶分明的结构特征。细晶区的平均晶粒尺寸约为1.6μm,粗晶区的平均晶粒尺寸约为4.3μm。同时,基体中存在大量的位错结构,且纳米级氧化物数密度可达约1022m-3。不同的热处理工艺不会改变超低碳9Cr-ODS钢粗、细晶双峰晶粒结构特征。经热处理后,细晶区比粗晶区具有更高的硬度。随正火温度升高,粗、细晶区的显微硬度先上升后下降,且在1100℃正火时达到最高。正火温度一定,回火温度从700℃升高至800℃时,粗、细晶区的显微硬度先下降后上升。700和750℃回火时,组织得到回复,发生软化,温度越高硬度越低;而在800℃回火时,超低碳9Cr-ODS钢因发生部分奥氏体相变导致硬度提高。25℃拉伸实验结果与硬度的变化趋势一致,随回火温度升高,超低碳9Cr-ODS钢的强度先降低后增加,延伸率则呈现相反趋势。700℃拉伸实验结果表明,超低碳9Cr...     

焊接电流对异种钢焊接接头组织和力学性能的影响

分别采用3种不同的焊接电流焊接隔板静叶和隔板体(含铬量均为11%,但不同材质)的异种钢。测试焊接接头的拉伸、冲击和弯曲性能。结果表明,3种焊接工艺下的组织均为回火马氏体,焊接电流为270 A时的板条马氏体组织更粗大;EDS分析表明焊缝和热影响区的析出相主要为M_(23)C_6相。当焊接电流为240 A时,接头具有较优异的综合力学性能。     

EH40钢性能及析出相的研究

采用力学分析方法,对铌钒钛复合微合金化EH40钢板性能进行了研究,结果表明,与普通16Mn钢相比,EH40钢综合性能得到明显提升.采用H-800透射电镜对钢中第二相不同阶段的析出行为进行的研究表明钢中粗大析出相为TiN颗粒,Nb和V的碳氮化物在随后的控轧控冷阶段中析出,并对各阶段析出物对材料力学性能的影响进行了探讨.     

电渣重熔对Y-RAFM钢组织及力学性能的影响

通过30 kg真空感应炉+电渣重熔(ESR)工艺制备了Y-RAFM钢,研究了经过和未经过电渣重熔的Y-RAFM钢的组织及力学性能的变化。结果表明:经过电渣重熔的Y-RAFM钢的晶粒尺寸明显增大,微观组织仍为板条马氏体;室温下钢的抗拉强度和屈服强度分别降低了26. 15、39. 01 MPa,断后伸长率提高了4. 50%,冲击性能得到明显改善,室温冲击吸收能量提高了115 J,韧脆转变温度降低了14℃。     

Zr元素对Al-Mn-Si-Zn系铝合金组织与性能的影响

研究Zr添加对Al-Mn-Si-Zn合金显微组织、力学性能及电化学性能的影响。透射电镜观察表明,Zr合金化可使退火态合金中的析出相更加细小、弥散,但是对模拟钎焊态合金的影响较弱。拉伸实验结果表明,添加Zr能够显著提高退火态合金的力学性能,但是对模拟钎焊态合金影响不大。电化学实验结果则表明,Zr元素的添加可降低退火态合金的抗腐蚀性能,但是对模拟钎焊态合金的影响不大。     

回火温度对含钨DIEVAR钢组织和力学性能的影响

由于W在钢中具有优越的热强性、热硬性,对DIE VAR钢添加质量百分比为1.0%的W,经真空感应熔炼、锻打、退火后进行560℃和600℃的回火处理,再分别进行横向冲击、硬度和组织观察。结果表明,W有效地提高了 DIEVAR钢600℃回火后的硬度和回火稳定性(2～3 HRC),冲击功相较DIEVAR钢有小幅提升,JmatPro计算结果表明,W-DIEVAR钢中形成了新的M_2C和M_7C_3型碳化物,且扫描电镜显示W的添加抑制了 DIEVAR钢的M_(23)C_6型碳化物析出和长大,使含1.0%W试验钢的碳化物大小达到纳米级别(20～200 nm)。     

12Cr-ODS钢的微观组织及力学性能

采用机械合金化和热等静压方法,制备出名义成分为Fe-12Cr-2W-0.3Ti-0.3Y2O3(质量分数,%)的氧化物弥散强化钢(12Cr-ODS钢)。通过EBSD技术研究发现,12Cr-ODS钢无明显各向异性,通过TEM研究了12Cr-ODS钢的微观结构,12Cr-ODS钢中存在3种析出相:尺寸在2~5 nm纳米的超高密度的Y-Ti-O纳米团簇,烧绿石结构Y2Ti2O7纳米析出相和块状的Cr-Ti-O相。12Cr-ODS钢的室温拉伸屈服强度、抗拉强度、压缩屈服强度和抗压强度分别为856、1087、1058和1807 MPa,拉伸断口形貌观察结果表明,12Cr-ODS钢主要呈现脆性和韧性混合断裂。     

700℃时效对9Cr ODS钢微观组织和力学性能的影响

为探究近服役温度时效行为对ODS钢微观组织和力学性能的影响,通过SEM、TEM和拉伸性能测试等方法,研究了9Cr ODS钢在700℃时效不同时间后的碳化物(M₂₃C₆)、纳米氧化物演变和力学性能变化。结果表明：在时效初期(≤200 h),M₂₃C₆在晶界处呈条带状快速析出并聚集长大,纳米氧化物无明显变化;在时效中期(200和1000 h),M₂₃C₆和纳米氧化物稳定长大;在时效后期(2000和3000 h),M₂₃C₆达到亚微米级,纳米氧化物的平均尺寸和数密度趋于稳定,与初始态相比,其平均尺寸的增长率为19.7%,数密度的下降率为27.1%。因纳米氧化物对不断增殖位错的钉扎,在部分晶粒内出现了位错胞和回复亚晶。9Cr ODS钢的拉伸强度在时效初期快速下降。在时效中后期,虽然纳米氧化物平均尺寸增加、数密度降低,但其钉扎作用仍然显著,以及基体中不断增殖的位错使得材料的拉伸强度维持稳定,延伸率在时效1000和2000 ...     

Nb-Mo微合金化对δ-TRIP钢组织和力学性能的影响

采用SEM、TEM、EBSD等分析了Nb-Mo微合金化对δ-TRIP钢力学性能、组织结构的影响。结果表明:Nb-Mo微合金化试验钢及对照钢均为复相组织,主要由δ铁素体、贝氏体、α铁素体和残留奥氏体等构成。添加微量Nb-Mo元素后,试验钢组织中残留奥氏体含量略有增加,同时伴随着大量纳米级Nb-Mo碳化物析出;并且试验钢的力学性能明显改善,其抗拉强度达到1044 MPa,伸长率为22. 4%。微观组织表征结果表明:其主要强化机制为残留奥氏体的相变诱发塑性(TRIP)效应以及纳米尺寸Nb、Mo碳化物通过钉扎晶界和位错,从而达到细晶强化和第二相颗粒强化。     

ODS-316奥氏体钢显微结构及弥散相的TEM研究

采用机械合金化和热等静压方法制备了ODS-316奥氏体钢（316L+0.35%Y₂O₃+0.3%Ti,质量分数）.由于应变诱导发生相变,机械合金化后的粉末存在α（FeCr）和γ（Fe,Ni）两相.热等静压后的ODS钢基本为奥氏体单相,这是由于在致密化过程中消除了应变.通过对块体样品进行TEM观察和电子衍射谱标定,观察到3类弥散颗粒:立方晶系的Y₂Ti₂O₇和TiN及正交晶系的Y₂TiO₅颗粒,其中富Y,Ti和O的弥散粒子分布较多.ODS-316奥氏体钢的抗拉强度达到726 MPa,较普通316不锈钢有显著提高.     

正火温度对低活化马氏体钢组织及力学性能的影响

对低活化马氏体钢丝材进行1000~1100 ℃保温60 min的正火处理,随后在790 ℃保温90 min进行回火处理,研究正火温度对低活化马氏体钢丝的显微组织及力学性能的影响。结果表明,正火后,丝材的显微组织由粒状珠光体转变为板条状马氏体,碳化物粒子大部分回溶于基体中,正火温度的升高加速碳化物粒子的回溶,在1100 ℃实现完全回溶;原奥氏体晶粒尺寸随正火温度升高显著增大(由1000 ℃的7.4 μm增至1100 ℃的34.9 μm)。回火处理后,马氏体板条尺寸变宽,板条间的位错密度显著降低,析出相沿晶界、晶粒内部析出、球化及长大,其中M₂₃C₆(M以Cr为主)相为短棒状,分布在晶界,而MX(M以Ta为主)相为椭球状,分布在马氏体板条内部。经1000 ℃×60 min正火+790 ℃×90 min回火后能够获得最佳的综合力学性能,其抗拉强度为745.7 MPa,断后伸长率为18.9%。     

GCr15钢B-M复相组织的力学性能及断裂机理

本文研究了ＧＣｒ２５钢经８５０℃奥氏体化后于２５０℃及２７０℃等温液焱工保持５～１８０ｍｉｎ后所得Ｂ－Ｍ复相组织的力学性能。结果表明，经此处理后，ＧＣｒ１５钢的抗拉强度及冲击韧度明显提高。其基体硬度仍可在５７ＨＲＣ以上，并通过透射电镜及扫描电镜观察分析了Ｂ－Ｍ复相组织的形态及断口形貌和断裂机理。     

A-100钢电子束焊缝力学性能及微观组织

采用电子束焊实现23Co14Ni12Cr3MoE超高强度钢(A-100钢)的连接。研究电子束焊对A-100钢力学性能及组织影响。结果表明，采用电子束直接熔化A-100钢锻件进行热处理(气淬)后的焊缝组织主要为板条状马氏体，且彼此位向交错分布成网篮状。焊缝组织呈现一定的不均匀性，中间的马氏体更为粗大，且残余奥氏体较少，热影响区残余奥氏体增多，存在大量薄膜状逆转奥氏体。A-100钢电子束焊缝与基体相比强度和塑性基本相当。焊缝和热影响区的缺口敏感性都较小，缺口敏感系数约为0.6。焊缝的冲击韧性下降到基体的2/3，但热影响区的冲击韧性回升到基体的80%以上。焊缝的高周疲劳极限可以达到700 MPa以上，焊缝具有较好的疲劳性能。 创新点： 采用电子束焊接技术对A-100超高强度钢进行了焊接，对比分析了预备热处理+焊接+最终热处理的焊缝及预备热处理+最终热处理的基体的组织与性能。     

固溶冷却方式对17-4PH钢显微组织及力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)及X射线衍射(XRD)等手段研究了固溶冷却方式对17-4PH马氏体不锈钢组织转变、强化相及力学性能的影响,阐释了Cu析出相在不同冷却方式下的析出规律及其对该钢力学性能的作用机制。结果表明,不同冷却方式下,Cu析出相的平均尺寸均在10~20 nm范围内。17-4PH钢的屈服强度随固溶冷却速率的增加而增加,塑性损失变化不大,冲击吸收能量随冷却速率的增加而降低,炉冷条件下的17-4PH钢的屈强比最低。17-4PH钢的强化机制主要为相变强化、析出强化及晶界强化,其中析出强化以切过机制为主。     

回火工艺对AerMet340钢性能和微观组织的影响

采用力学性能测试、SEM、TEM、XRD等试验方法研究了回火温度和时间对二次硬化型超高强度钢AerMet340的力学性能及微观组织的影响。结果表明,AerMet340钢的回火曲线呈现明显的二次硬化现象,获得最佳综合性能的回火工艺为482 ℃×5 h空冷;抗拉强度、规定塑性延伸强度峰值分别为2460 MPa、2061 MPa,对应的回火温度分别为450、468 ℃;在低温回火时,AerMet340钢主要由回火马氏体和ε-碳化物组成,高于468 ℃回火时,基体中弥散分布着细小针状M₂C碳化物,这是该钢获得高强韧性的主要原因之一;随着回火温度的上升,合金碳化物M₂C的主要合金成分Fe、Cr、Mo含量明显升高,使得M₂C的晶格常数发生变化,并逐渐脱离了与基体的共格关系。     

Q&P钢微观组织及力学性能试验研究

以先进高强钢QP钢为对象,研究其微观组织结构及力学性能。对试样进行了单向拉伸试验,对不同材料的拉伸断口进行了SEM分析,并对不同变形程度的试样进行了XRD分析。结果表明,QP钢的硬化指数n值较高,硬化行为明显,相比DP钢、MS钢具有较好的塑性成形能力;QP钢属于韧性断裂,韧窝较大较深,塑性性能优于DP钢和MS钢;QP钢中的残余奥氏体体积转化率与应变大小和应变率相关。