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

摘要：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。     

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。     

奥氏体组织对低碳中锰钢冷弯性能的影响

采用冷弯直径0～60 mm,弯曲角度180°,研究了20 mm厚度低碳中锰钢的冷弯性能,冷弯后外表均无可见裂纹,判定合格。利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、电子背散射衍射(EBSD)、X射线衍射仪等手段分析了显微组织,尤其是奥氏体组织在冷弯过程中对冷弯性能的影响。结果表明,冷弯前显微组织由板条马氏体和奥氏体组成,其中原始奥氏体晶界明显;冷弯直径为0 mm变形后,样品弧顶部分奥氏体的体积分数由12.3%降至1.1%,维氏硬度由295HV1增至364HV1,晶粒尺寸由4.07μm增至4.30μm。主要原因是在冷弯过程在中奥氏体组织发生塑性变形,奥氏体晶界变形消失,沿冷弯方向呈拉伸带状组织形貌,冷弯形变时奥氏体发生TRIP效应显著。     

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.     

Inclusion and its deformation behavior in 304 stainless steel

Non-metallic inclusion is the main reason for the presence of surface defects in cold-rolled steel strip. In this study,the composition,morphology,and size of the non-metallic inclusion in hot-rolled 304 stainless steel strips are analyzed. Cold-rolled 304 stainless steel strips with different cold-rolling reduction have been prepared,and the morphology and size of inclusion in these cold-rolled strips are also analyzed. Furthermore,the deformation behavior of a non-metallic inclusion during the cold-rolling process is studied. The results showthat Ca O-SiO2-MgO-Al2O3,a kind of brittle compound oxide,is the main type of inclusion in hot-rolled 304 stainless steel strips.During the cold-rolling process,ductile deformation of this type of inclusion is not obvious,where large inclusions are crushed,and the average size of inclusions in cold-rolled strips decreased while the cold-rolling reduction increased.     

退火温度对超细晶中锰TRIP钢组织性能的影响

为研究连续退火工艺生产中锰TRIP钢汽车板的可行性,在钢板连续退火模拟机CCT-AY-域上研究了590~710℃不同退火温度下保温3 min对低碳中锰钢组织性能的影响.利用扫描电镜、透射电镜、电子背散射衍射和X射线能谱分析等微观分析方法对实验钢进行了组织结构和成分表征,利用X射线衍射法测量了残余奥氏体量,通过拉伸试验机测试了钢的单轴拉伸性能.结果表明：保温3 min时,随着保温温度的升高,残奥含量先增加后减少.在650℃退火时断后伸长率（21.3%）和强塑积（28 GPa·%）获得最大值,抗拉强度达到1330 MPa.马氏体基体通过回复,而残余奥氏体通过孪晶,获得超细晶组织.亚稳奥氏体的TRIP效应和超细晶铁素体（马氏体）共同提供了实验钢高的塑性.实验钢真实应力-应变曲线上呈现锯齿状现象,且稳定阶段加工硬化指数远高于传统TRIP钢.     

316L不锈钢冷变形加工硬化机制及组织特征

通过对316L不锈钢的不同变形量的压缩试验,对其冷变形特性进行了研究.利用修正的Ludwik模型对流变应力数据进行非线性拟合,获得了316L不锈钢的真应力应变模型和加工硬化模型.试验结果表明:修正的Luiwik模型能较好的反映316L不锈钢真应力与应变关系;根据流变应力的变化规律,316L不锈钢冷变形流变应力可分为三个阶段,分别为真应变小于0.02的强加工硬化阶段,真应变在0.02与0.29之间的稳加工硬化阶段,以及真应变大于0.29的弱加工硬化阶段.电子显微技术研究表明316L不锈钢三个不同的变形阶段,其加工硬化机制、微观组织特征有所不同.     

超级奥氏体不锈钢的高温变形行为

 为了研究超级奥氏体不锈钢Cr20Ni24Mo6N钢的高温变形行为,采用Gleeble热模拟试验机进行了等温压缩试验,建立了合金的热加工图。结果表明,当变形温度为1 000～1 200 ℃时,Cr20Ni24Mo6N钢的流变曲线表现出典型的“加工硬化＋动态再结晶软化”特点;Cr20Ni24Mo6N钢的热激活能[Q]为678.656 kJ/mol。通过加工图与微观组织综合分析得出,超级奥氏体不锈钢Cr20Ni24Mo6N的合适热加工工艺为,应变速率10 s－1左右,应变量0.5～0.8,变形温度1 150～1 200 ℃。     

含4.35%铜抗菌不锈钢的热变形行为

含铜奥氏体不锈钢具有优异的抗菌性能而广泛应用在食品加工、医疗等领域,然而铜的加入会显著影响不锈钢的加工性能。用Gleeble-3800热模拟试验机对含铜4.35%奥氏体抗菌不锈钢进行了单道次等温热压缩试验,研究了不锈钢在变形温度为900～1 150℃、应变速率为0.01～10 s^-1和变形量为50%下的高温变形行为,构建了反映其材料特性的本构方程,使用金相显微镜观察了热变形后的微观组织,分析了各变形工艺下的微观组织演化规律,为含铜不锈钢的加工成型工艺及组织优化提供了理论参考。结果表明,4.35%Cu-304L钢的流动应力对变形工艺是敏感的,应力随着变形温度的升高和应变速率的降低而减小。采用得到的应力应变曲线建立了一种基于Arrhenius的5阶多项式拟合的应变补偿本构模型,根据此模型计算了相关系数R和平均相对误差AARE分别为0.972和9.03%,这表明所构建模型可以准确地反映含铜不锈钢的流动行为。结合微观组织发现较高的温度和较快的应变速率有利于再结晶的发生,由于0.01 s^-1低应变速率提供的变形能低,在变形温度为1 100℃、应变速率为...     

薄板坯连铸连轧工艺制备TRIP钢的力学性能与组织

在实验室条件下模拟薄板坯连铸连轧工艺试制了C-Si-Mn系TRIP钢.拉伸实验表明,实验钢的抗拉强度为610MPa,屈服强度为430MPa,屈强比为0.70,总延伸率为28.4%.组织观察发现,试样组织为铁素体+贝氏体+残余奥氏体的三相组织,实验钢中残余奥氏体的平均含量为5.8%.