退火温度对冷轧中锰钢组织性能和断裂行为的影响

 为了系统研究临界区退火和全奥氏体区退火对中锰钢性能的影响,为中锰钢的实际应用提供理论基础,在650~900 ℃范围内系统研究了冷轧中锰钢的显微组织和力学性能,并通过断口形貌观察分析了试验钢的断裂特性。结果表明,试验钢在临界区退火的综合力学性能明显优于全奥氏体区退火。650~750 ℃退火时,抗拉强度在1 000 MPa左右,强塑积超过30 GPa·%,发生韧性断裂,宏观上可以观察到明显的层状裂纹,微观下为大量韧窝;在800~900 ℃退火时,抗拉强度在743~1 154 MPa范围内波动较大,强塑积不足10 GPa·%,断口平整,发生脆性沿晶断裂;退火温度为650 ℃时,组织为片层状和等轴状的奥氏体、铁素体双相及大量渗碳体;随着退火温度的升高,渗碳体逐渐溶解消失,等轴状组织所占体积分数明显增加,奥氏体体积分数也不断增加,在750 ℃时达到52.2%;退火温度为800 ℃时,有马氏体产生,奥氏体体积分数下降;退火温度为900 ℃时,组织基本为马氏体,残留奥氏体体积分数仅为14.6%。     

FeCMnAlSi中锰钢临界退火奥氏体生长模拟

作为第3代先进高强度钢中主要发展的材料之一,中锰钢由于具有高强度和大伸长率得到广泛研究。尽管进行了不少的研究工作,但大多仍采用依靠经验反复实验的方法。为改善这一情况,将渗碳体添加到模型中去,通过DICTRA软件对Fe-C-Mn-Al-Si五元体系中锰钢临界退火过程中奥氏体生长的动力学建模,讨论了奥氏体生长的3个过程及其中置换元素的配分所带来的影响;经场发射扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析,观察热轧钢亚温临界退火后的微观显微组织呈现薄膜状残余奥氏体。将实验数据与模拟情况相结合的结果表明,远端模型更适用于实际情况下合金的研究。     

热轧逆相变退火中锰钢的疲劳性能

 为了研究循环载荷对含奥氏体钢微观组织和力学性能的影响,对逆相变处理中锰钢进行了疲劳性能研究,采用SEM、EBSD、XRD等表征了微观组织,采用单轴拉伸试验表征了疲劳前后的力学性能。研究结果表明,在应力比R为-1的试验条件下,逆相变中锰钢中值疲劳极限为378 MPa,疲劳极限与抗拉强度之比σ-1/R_m为0.48;中锰钢超细晶粒尺寸特征有利于阻碍二次疲劳裂纹扩展,亚稳奥氏体的转变行为受应力幅影响较大;在中值疲劳极限的应力水平下,亚稳奥氏体和单轴拉伸性能受循环载荷影响不大。     

基于退火路径的中锰钢组织转变与力学性能

为了更好地指导中锰钢工业试制,利用扫描电镜、电子背散射衍射、透射电镜和拉伸试验机等研究了不同退火路径下低碳中锰钢的组织转变及合金元素配分行为,并评价了其对力学性能的影响.结果表明,热轧中锰钢的显微组织主要由铁素体、板条马氏体、粒状贝氏体和残余奥氏体构成.经冷轧变形后,原组织中的铁素体和马氏体晶粒破碎,残余奥氏体和M/A...     

逆相变退火中锰钢的组织性能与成形极限

分别通过SEM、XRD、单轴拉伸试验和FLD等方法对比研究了中锰钢(MMnS780钢)与DP780钢的微观组织、力学性能及成形极限。结果表明,DP780钢获得铁素体和马氏体双相组织,具有连续屈服及较大的加工硬化能力,而MMnS780钢由细小的铁素体和奥氏体构成,具有明显屈服、相对较小的加工硬化能力和较大的均匀伸长率;不同应变状态下MMnS780钢较DP780钢具有更高的极限应变。退火组织以及细小的晶粒尺寸使MMnS780钢产生明显的屈服现象,细小组织以及亚稳奥氏体的TRIP效应使其具有较高的塑性和成形性能。     

逆相变退火处理Fe-Mn-C中锰钢的组织与性能

 为了研究奥氏体逆相变(austenite reverse transformation,ART)退火处理对Fe-Mn-C中锰钢的组织与性能的影响,以ART退火处理1、10和360 min后Fe-5Mn-0.2C中锰钢为基础,利用XRD、SEM等手段对其显微组织进行表征,通过WE-300型拉伸试验机和ML-10型销盘式磨料磨损试验机对其拉伸性能和耐磨性进行测试。结果表明,ART退火过程中,残余奥氏体在原奥氏体板条之间形核并长大,原始马氏体组织逐渐转变为铁素体-奥氏体板条交替分布的复合组织。随着ART退火时间的延长,残余奥氏体体积分数增加(由18.4%提高到 33.6%),Fe-5Mn-0.2C钢的综合力学性能和耐磨性随着残余奥氏体体积分数的增加而显著提高,强塑积由25 613提高到44 496 MPa·%,其耐磨性与目前广泛应用的ZGMn13耐磨钢、Hardox450耐磨钢和中碳马氏体耐磨钢相当。     

成分和组织对中锰钢模拟飞溅区腐蚀行为影响

 采用回火调质处理制备出含逆转变奥氏体的中锰钢,并对逆转变奥氏体的形貌进行了观察,通过周期浸润腐蚀试验研究了海洋平台用中锰钢在海洋飞溅区的腐蚀行为,主要研究了中锰钢中合金元素和微观组织对腐蚀行为的影响。结果表明,耐蚀元素中铬的防腐作用最显著,在内外锈层中间处出现了含铬化合物,改善了锰元素对腐蚀过程的负面作用并稳定了腐蚀速率。试验钢的微观组织也对其腐蚀行为产生影响,腐蚀过程中,回火马氏体优先溶解,逆转变奥氏体对腐蚀起到修正的作用。     

温成形中锰钢的组织性能评价

 热成形零件已在汽车安全件上广泛应用,为了进一步提升零件碰撞安全性、提高表面质量、降低成本,基于中锰钢提出了一种降低加热温度的热成形技术,通过将完全奥氏体化的中锰钢在模具中淬火成马氏体组织获得超高强度力学性能,与22MnB5钢热成形相比,在获得1 500 MPa抗拉强度时,中锰钢温成形的加热温度可降低150 ℃以上,断后伸长率提高30%以上,同时提高零件的表面质量。综述并评价了中锰钢经温成形后的微观组织与力学性能以及冷弯性能、成形性能、电阻点焊等工艺性能,并与22MnB5钢热成形进行了系统地比较,体现出温成形中锰钢节能环保、提高碰撞安全性的技术优势。     

Al对锻态中锰钢组织与性能的影响

对比研究了锻态0.15C5Mn钢和0.15C5Mn2Al钢在室温下和750℃准静态拉伸条件下的力学性能,并对微观组织利用SEM和EBSD进行表征。研究结果表明,Al的加入引起了室温下的微观组织结构的不同,含铝钢在室温下的组织中存在很少量铁素体,导致含铝钢强度低;锻态0.15C5Mn钢和0.15C5Mn2Al钢在750℃下分别获得了90.5%和101%的伸长率;经750℃拉伸变形后0.15C5Mn钢获得马氏体组织,Al元素的添加扩大了双相区,使0.15C5Mn2Al钢在双相区拉伸变形,最终得到铁素体+马氏体双相组织,双相区变形使0.15C5Mn2Al钢具有较高的伸长率,降低了抗拉强度。     

逆相变退火中锰钢裂纹启裂行为

摘要：采用单轴拉伸及原位拉伸对逆相变退火中锰钢（0.13C-5Mn）进行拉伸实验,用XRD、EBSD、SEM及纳米硬度等方法表征了实验钢拉伸前后组织演变规律,研究了拉伸过程中裂纹启裂行为。结果表明,中锰钢在单轴拉伸过程中微孔萌生以铁素体/马氏体界面为主,夹杂物、铁素体和新鲜马氏体内部也成为裂纹萌生的重要位置,裂纹扩展不同路径造成单轴拉伸断口呈既有韧窝区域,又有解理和准解理区域的混合特征。     

管线钢拉伸试验过程中显微组织对其屈服行为的影响

研究了X60管线钢的显微组织对其拉伸过程中屈服行为的影响.铁素体 珠光体组织和非多变形铁素体组织分别会产生屈服现象和无屈服现象,这与其晶粒尺寸的大小和晶粒内位错密度的高低有关.     

铜含量对高碳TWIP钢组织和力学性能的影响

 采用真空熔炼法制备了Fe-20Mn-XCu-1.3C系高强度高塑性合金钢。通过单向拉伸试验和OM观察,研究了铜含量的变化对该合金微观组织和力学性能的影响。结果表明：Fe-20Mn-XCu-1.3C系合金拉伸变形前后均为单相奥氏体组织。随着铜含量的增加,合金的屈服强度和伸长率提高,而抗拉强度降低,Fe-20Mn-3.0Cu-1.3C合金的抗拉强度为1256MPa,伸长率为77.6%,强塑积达到97465.6MPa·%,具有优异的综合力学性能。铜含量的增加提高合金的层错能,推迟了变形过程中孪晶的形成并降低了孪晶的形成速率,使位错滑移更容易发生。Fe-20Mn-XCu-1.2C系合金具有较高的加工硬化速率水平,其加工硬化速率随着铜含量的增加而降低。     

Fe-Mn-Si-Al系和Fe-Mn-C系TWIP钢加工硬化行为

研究了在不同应变量下Fe-Mn-Si-Al系和Fe-Mn-C系孪晶诱导塑性(TWIP)钢的力学性能以及微观组织,分析了TWIP效应在两种不同系列TWIP钢中发挥的作用,阐明了TWIP钢的强化机制.两种系列的TWIP钢都具有高加工硬化能力,但层错能较低的Fe-Mn-C系TWIP钢加工硬化能力更强.两种系列的TWIP钢加工硬化表现为多加工硬化指数行为,这是由多种强化机理在不同阶段起主导作用的结果.微观组织形态与加工硬化强度之间存在着较强的关联性.位错的增殖和形变孪晶的产生对两个系列TWIP钢硬化曲线形态有着明显的影响.在高应变阶段,Fe-Mn-C系TWIP钢大量的第一位向形变孪晶T1和第二位向形变孪晶T2,以及附着在孪晶界旁的高密度位错区域是造成其具有高加工硬化能力的原因,而Fe-Mn-Si-Al系TWIP钢细密的第一位向形变条纹和孪晶片层间的位错是其高加工硬化原因,且其微观组织更为均匀细致.     

中碳钢形变及冷却过程中的组织演变

热模拟单向压缩下,中碳钢形变温度低于Ad3（786℃）点时,析出形变诱导铁素体（DIF）,DIF量随形变温度降低而提高;在低于750℃形变时,DIF量远高于平衡态铁素体含量54％。DIF析出时碳原子高度富集在铁素体晶界和铁素体／奥氏体界面。形变后在低于A1（719℃）温度等温或控冷过程中。过冷奥氏体将发生不同类型的转变：高于Ad3形变试样中,奥氏体转变为铁素体＋片层状珠光体;低于Ad3点但高于Ar3（645℃）点形变时,未转变奥氏体转变为铁素体＋片层状珠光体＋晶界渗碳体;稍高于Ar3点形变时,将获得铁素体＋弥散渗碳体的球化组织。     

耐候钢05CuPCrNi冷加工性能研究

研究了耐候钢05CuPCrNi冷轧板的硬化曲线,变形抗力模型,退火后力学性能并给出了理论再结晶温度初步测试结果。结果表明1．6mm与2．0mm厚冷轧板在600℃退火0．5h后其力学性能满足该钢种的技术标准要求,1．6mm厚冷轧板理论再结晶开始温度为510－520℃,2.0mm厚冷轧板为520－530℃。     

加热速度对冷轧双相钢组织性能的影响

通过模拟连续退火研究了不同加热速度对冷轧双相钢组织性能的影响。研究发现,快速加热可以明显地细化晶粒,但组织的遗传性导致微观组织中有不同程度的带状组织,材料的加热速度不宜超过100℃/s;材料的加工硬化速率及加工硬化指数对冷速的增加呈规律变化。     

18-18-0.5N高氮奥氏体不锈钢冷轧变形过程中的组织演变和形变强化

利用XRD、TEM、SEM和拉伸实验等分析测试方法研究了18-18-0.5N高氮奥氏体不锈钢在冷轧变形过程中的组织演变和形变强化规律.结果发现:18-18-0.5N高氮奥氏体不锈钢在冷变形过程中并未发生形变诱导相变,微观组织和力学性能在变形量为43.8%附近出现转折.提出了屈服强度随应变变化的预测方程.     

Microstructure and Mechanical Properties of NANOBAIN Steel

The microstructure and mechanical properties of NANOBAIN steel treated at different isothermal temperatures were investigated by scanning electron microscopy(SEM),transmission electron microscopy(TEM),uniaxial tensile tests and X-ray diffraction(XRD).It was found that bainitic ferrite(BF)plate was made of basic shear transformation units arranged in the same direction of subunits.The existence of defects,such as nanoscale twinning and dislocation,suggested that the growth of transformation units was controlled by the surrounding defect plane with dislocation,which was consistent with the moving direction of BF/austenite interface parallel to the twinning plane.The behavior of work hardening indicated that mechanical stability of microstructures obtained at 250 ℃ and 300 ℃ was much more stable than that obtained at 210℃.The evolution of carbon partitioning in retained austenite and bainitic ferrite also indicated that austenite was enriched in carbon at the initial stage step by step;after the formation of BF,the austenite did not seem to be greatly enriched in carbon and the carbon content showed a little decrease instead;subsequently,aphenomenon of little decarburization of supersaturated bainitic ferrite has also been found.     

冷轧过程中过共析钢的组织演变和形变强化

用SEM、TEM研究了不同冷轧变形量(变形量0～81.6%)的过共析钢的组织演变规律.结果表明,由于珠光体片层取向的多样性,造成了不同珠光体团变形的不均匀性,随着变形量的增大,组织经历了一个由均匀一不均匀一均匀的过程;通过XRD分析,确定在冷轧变形过程中未发现渗碳体分解并溶入铁素体的现象;通过力学性能测定,发现屈服强度ReL与真应变ε基本符合Hollomon关系,可用方程ReL=1 465ε0.18预测不同变形量下试验钢的屈服强度.