固溶处理对桥梁缆索用钢S31803组织和性能的影响

采用OM、XRD、常温力学性能测试等手段,研究了不同固溶处理对桥梁缆索用S31803双相不锈钢组织及力学性能的影响。结果表明:经950~1150℃固溶处理,随着温度的升高,S31803双相不锈钢组织中铁素体相含量不断增加,奥氏体相含量不断减少,当固溶温度为1050℃时,铁素体相/奥氏体相接近1∶1,组织晶粒最为细小。S31803双相不锈钢的抗拉强度、屈服强度、伸长率,随固溶温度升高均呈现先升高后降低的变化趋势。1050℃固溶保温2 h处理试样的抗拉强度765 MPa、屈服强度582 MPa、伸长率34.7%,综合力学性能最佳。     

固溶温度对热轧Fe-Mn-Al-C低密度高强钢组织和性能的影响

在700～1100℃范围内研究了固溶处理温度对Fe-Mn-Al-C低密度高强钢力学性能、显微组织和断裂行为的影响,研究其在不同的固溶处理温度下力学性能、组织和断口的差异。结果表明,随着固溶处理温度的升高,晶粒尺寸不断变大,碳化物不断溶解;并且在900℃固溶处理时,试验钢开始出现孪晶,并且随着固溶处理温度的升高,孪晶的尺寸不断增加,密度先增加后减少。随着固溶处理温度的升高,试验钢的抗拉强度、屈服强度不断下降,断后伸长率不断升高;固溶处理温度为1100℃时,强塑积达到最高值,得到强度与韧性的良好组合,抗拉强度为770. 43 MPa,断后伸长率达到70. 0%,强塑积为53. 93 GPa·%。     

固溶温度对高导磁双相不锈钢回火组织和性能的影响

研究了固溶温度对1Cr17NilSi2Mn1高强度高导磁双相不锈钢淬火回火后组织和性能的影响.结果表明,在淬火 620℃回火处理之前,先经950～1150℃固溶处理后,抗拉强度和屈服强度随同溶温度升高逐渐升高,1050℃时达到最大值(872 MPa、725 MPa),同溶温度进一步升高,抗拉强度、屈服强度呈下降趋势;硬度随固溶温度升高先下降后升高,950℃固溶时硬度最低(93 HRB),在1100℃达最大(99 HRB).微观组织分析发现,随固溶温度的升高,马氏体含量逐渐增多,在1100℃时马氏体含量最多,相界面最清晰,固溶温度过高时,马氏体含量逐渐下降.分析表明,1050℃固溶,马氏体含量多,且力学性能良好,是该合金的理想固溶温度.     

固溶温度对Ni-Cr基高温合金组织与力学性能的影响

采用SEM、TEM、室温和高温拉伸试验等方法,研究了不同温度固溶处理对Ni-Cr基高温合金显微组织及力学性能的影响规律。结果表明:Ni-Cr合金铸态组织为典型的粗大枝晶结构,在晶界和晶内均有条状、块状的富含Nb和Ti的MC型碳化物。随着固溶温度的升高,碳化物数量逐渐减少,尺寸逐渐减小,在1100～1150℃时,碳化物溶解最为明显。随着固溶温度的升高,Ni-Cr高温合金室温力学性能表现为抗拉强度逐渐升高,1250℃固溶试样抗拉强度比1000℃固溶试样的抗拉强度增加了14.7%,屈服强度、伸长率变化不明显。合金高温(600℃)力学性能表现为随着固溶温度的升高,强度先升高后降低,当固溶温度为1100℃时,合金强度达到最大值,伸长率都在50%以上。     

低碳高强舰船用钢固溶时效后的组织与性能

采用扫描电镜、EDS分析、拉伸和低温冲击试验等研究了低碳舰船高强钢在固溶和不同温度时效处理后的显微组织和力学性能。结果表明:试验钢在900 ℃保温30 min固溶处理后的显微组织为多边形铁素体和贝氏体/马氏体,屈服强度和抗拉强度较低,分别为505 MPa和625 MPa。随着时效温度的升高,试验钢的强度出现了先升高后降低的变化趋势,在时效温度为500 ℃时的抗拉强度和屈服强度最高,分别为783 MPa和747 MPa,断后伸长率为11.5%,-20 ℃的冲击吸收能量为96 J。     

TA12钛合金固溶时效参数与组织和性能的关系

采用正交试验法研究了固溶温度、时效时间等因素对TA12钛合金力学性能与组织的影响。结果显示,固溶温度对合金强度影响较大,时效时间对合金塑性影响较大。采用固溶温度980℃,固溶时间45 min,时效温度540℃,时效时间8 h,TA12合金获得较好的综合性能,其抗拉强度1233.32 MPa,屈服强度1126.05 MPa,伸长率9.04%,组织为少量的等轴初生α相和固溶时效后析出的弥散状次生αs相。随固溶温度的升高,合金抗拉强度和屈服强度升高,表现为线性关系,塑性降低,但变化比较小;随时效时间延长,钛合金抗拉强度和屈服强度先升高后降低,但变化不大,合金塑性先降低后升高。     

淬火温度对新型齿轮钢组织及力学性能的影响

通过SEM、TEM和XRD分析,结合拉伸试验、断裂韧度试验和硬度测试,研究了淬火温度对新型齿轮钢组织及力学性能的影响。结果表明,经850～1050℃淬火+深冷+回火,试验钢的抗拉强度、屈服强度和洛氏硬度均随着淬火温度的升高先升高后逐渐降低,在900℃时分别达到峰值,此时抗拉强度为1483 MPa,断裂韧度则在淬火温度为1000℃时达到最高,为62.4 MPa·m^1/2。淬火温度低于1000℃时,试验钢的晶界及马氏体板条上存在富Mo型M₆C碳化物,碳化物随淬火温度的升高逐渐溶解,在1000℃时未再观察到未溶相。试验钢的原始奥氏体晶粒尺寸随淬火温度的升高先缓慢增大,当温度超过1000℃时,原始奥氏体晶粒及组织快速粗化,断裂韧度和断面收缩率也出现大幅度降低。     

回火温度对1100 MPa级高强钢组织与性能的影响

研究了920 ℃水淬+不同温度回火后1100 MPa级高强钢的显微组织和力学性能。结果表明:回火温度为250 ℃时,所得到的力学性能最佳,抗拉强度、屈服强度、硬度、断后伸长率和冲击吸收能量分别为1423 MPa、1220 MPa、446 HV5、14.2%和56 J。随回火温度的升高,抗拉强度、屈服强度、硬度值整体呈现下降的趋势,冲击吸收能量先减小后增加。回火温度为150 ℃时,组织为回火马氏体和ε碳化物,析出的ε碳化物呈细长杆状。回火温度上升到250 ℃之后,马氏体板条稍有粗化,ε碳化物长大。随回火温度继续升高,板条马氏体逐渐转变为等轴铁素体,ε碳化物也会转变为渗碳体并逐渐球化粗化。     

固溶温度对Fe-12Mn-8.5Al-0.8C低密度钢组织及力学性能的影响

通过采用OM、SEM、XRD等方法,对不同固溶热处理温度下Fe-12Mn-8. 5Al-0. 8C低密度钢的力学性能和组织演变规律进行了研究。试验结果表明,铸态组织主要包含有铁素体、奥氏体和κ-碳化物3种相。在700、750℃固溶处理后,Fe-12Mn-8. 5Al-0. 8C钢的组织为铁素体、奥氏体和κ-碳化物,其铁素体和奥氏体晶界处存在的大量碳化物导致其力学性能很差。κ-碳化物的溶解温度在800℃左右,随着固溶温度升高,晶内及晶界处碳化物含量逐渐减少直至消失。850～1000℃固溶处理后,试验钢基体组织为奥氏体,随着固溶温度升高,铁素体的含量增加。在1000℃固溶处理时,铁素体由柱状转变成球状,其对奥氏体基体的割裂作用减少,所以在1000℃时试验钢力学性能最好,其抗拉强度达696.4 MPa。同时,Fe-12Mn-8.5Al-0.8C钢的密度为7.0 g/cm3,相比纯铁达到10%的减重效果。     

固溶处理对316L不锈钢组织和性能的影响

采用箱式电阻炉,对316L不锈钢进行了固溶处理实验,并对其组织和力学性能进行了观察和检测.结果表明:随着固溶温度的提高,强度和硬度指标下降,伸长率迅速增加;随着保温时间的增加,其强度和硬度指标逐渐下降,伸长率在保温30 min时间内变化不大;水冷要比雾冷得到的综合力学性能优越.试样厚度为4 mm时,合理的固溶处理工艺为:1050℃保温6 min,然后水淬处理.固溶处理后试样内部组织均匀、晶粒大小适中、铁素体含量少,力学性能明显改善,抗拉强度、屈服强度分别达到565 MPa和220 MPa,伸长率为64.5%,硬度为73.1 HRB;拉伸试样断口呈现明显的韧性断裂,韧性高于热轧态产品.     

基于FactSage的Fe-15Mn-8Al-0.25C低密度钢的组织及力学性能

借助FactSage数值模拟软件对Fe-(10~20)Mn-(5~10)Al-(0~0.5)C系低密度钢的凝固及冷却路径、相变及析出相进行了研究,利用FactSage软件中的FSstel数据库对该体系的垂直截面图进行计算,分析了Mn、Al及C元素对凝固及冷却过程中相变及析出相的影响,并得到了Fe-15Mn-8Al-0.25C低密度钢的平衡凝固相变路径图。结果表明,Fe-15Mn-8Al-0.25C低密度钢中热力学计算出的平衡相有液相、铁素体、奥氏体和κ-碳化物, 由1600 ℃冷却至600 ℃完整的平衡相变路径为:液相→液相+铁素体→液相+铁素体+奥氏体→铁素体+奥氏体→铁素体+奥氏体+κ-碳化物。C和Mn含量的增加可扩大Fe-15Mn-8Al-0.25C低密度钢奥氏体相区,Al元素增加缩小奥氏体相区。κ-碳化物的析出温度随着Al与C含量的增加而升高,Al与C元素均可促进κ-碳化物析出。Fe-15Mn-8Al-0.25C低密度钢800 ℃时效3 h后的抗拉强度为602 MPa,屈服强度为520 MPa,断后伸长率为28.6%,时效5 h后的抗拉强度为729 MPa,屈服强度为685 MPa,断后伸长率为22.4%,随着时效时间增加,试验钢的强度增加,断后伸长率降低。Fe-15Mn-8Al-0.25C低密度钢的密度为6.99 g/cm³,相比普通钢材减重效果达10.4%。     

退火温度对Fe-Mn-Al-C钢组织和拉伸性能的影响

采用OM、SEM、TEM和拉伸试验等手段研究了退火温度对Fe-19Mn-2Al-0.6C钢组织和性能的影响。结果表明,退火后试验钢的基体组织为奥氏体。由于回复再结晶的完成程度不同,随着退火温度的升高,晶粒尺寸先减小再增大。同时,退火孪晶的数量逐渐增加,抗拉强度持续降低,但总伸长率先升高然后降低。当施加一定的外部载荷时,在变形过程中会产生大量的变形孪晶和位错。高密度位错在晶界或孪晶界处的缠绕和塞积阻碍了位错的进一步运动。一次孪晶和二次孪生的交割产生的动态Hall-Petch效应,以及位错和孪晶的相互作用共同导致试验钢的高加工硬化能力。Fe-19Mn-2Al-0.6C钢获得最佳综合力学性能的退火温度约为900 ℃,其抗拉强度为947.61 MPa,强塑积为49.30 GPa·%,伸长率为52.03%。     

退火温度对冷轧Fe-0.4C-10Mn-6Al高强钢组织与力学性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜、电子万能拉伸试验机、X射线衍射以及背散射电子衍射等技术方法研究了退火温度对冷轧态Fe-0.4C-10Mn-6Al高强钢的组织与力学性能的影响。结果表明,试验钢冷轧后的微观组织主要为δ-铁素体、α-铁素体、奥氏体、马氏体与碳化物,退火后的组织主要由δ-铁素体、α-铁素体、奥氏体与碳化物组成,其中奥氏体含量因马氏体逆转变而随着退火温度升高而增加。随着退火温度的升高,屈服强度、抗拉强度均逐渐降低,伸长率逐渐提高。当退火温度达到800 ℃时,试验钢的强塑积达到27.84 GPa·%,有较好的综合力学性能。     

固溶温度对2507双相不锈钢力学性能及耐蚀性的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、XRD、拉伸试验机和电化学综合测试仪等研究了不同固溶温度对2507超级双相不锈钢组织、力学性能和耐蚀性的影响。采用Thermo-Calc热力学软件计算了2507双相不锈钢的热力学平衡相图,并与测试结果进行了对比。研究结果表明,经1050 ℃及以上温度固溶后,σ相溶解;随着固溶温度的升高,铁素体相含量增加,奥氏体相含量降低,α/γ相体积分数比增加;1050~1100 ℃固溶30 min并水冷时,双相不锈钢具有较好的综合力学性能,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别大于600 MPa、840 MPa和35%。1050 ℃固溶30 min时,双相钢可获得较好的耐蚀性能。     

Fe-8Mn-xAl-0.2C冷轧中锰钢的组织与性能

利用场发射扫描电镜、电子背散射衍射技术、X射线衍射仪及电子万能试验机等对Fe-8Mn-xAl-0.2C(x=0, 3)冷轧中锰钢的微观组织与性能进行了研究。结果表明,Al的添加使奥氏体化温度明显升高。经高温临界区退火后得到了等轴的奥氏体与铁素体双相组织。添加Al提高了奥氏体的稳定性,影响了试验钢变形过程中的应变硬化行为,材料塑性得到改善。Fe-8Mn-0.2C冷轧试验钢在625℃退火获得了最优综合力学性能,抗拉强度为1220 MPa,伸长率为44%,强塑积为54 GPa·%;Fe-8Mn-3Al-0.2C冷轧试验钢在710℃退火获得了最优综合力学性能,抗拉强度为970 MPa,伸长率为58%,强塑积为56 GPa·%。此外,Al的添加扩大了试验钢获得优异力学性能的退火温度范围。     

F/M钢包壳管材热处理工艺优化

通过对Fe-12Cr-1.5W-0.2V-0.15Ta F/M钢包壳管材分别进行980~1150 ℃正火和600~730 ℃回火处理,研究不同热处理工艺对包壳管材微观组织、室温力学性能的影响。结果表明,不同温度正火处理后,F/M钢包壳管材的组织均为板条马氏体,随正火温度的升高,粗大的碳化物颗粒逐渐固溶至基体中,且原奥氏体晶粒尺寸会产生粗化,从1050 ℃的40 μm增至1150 ℃的80 μm;不同温度回火后,马氏体基体上析出细小纳米级碳化物颗粒,随回火温度增加,碳化物颗粒析出数量明显增加,但析出的碳化物颗粒尺寸无明显变化;包壳管材经过1100 ℃×60 min正火+650 ℃×90 min回火后具备良好的微观组织和力学性能,其原始奥氏体晶粒无明显长大,马氏体板条组织平均晶粒尺寸约为6.0 μm,小角度晶界比率为59.6%,沿着原奥氏体晶界有纳米相析出,晶内马氏体界面处析出大量纳米相,此时,管材表现出良好的强塑性匹配,抗拉强度为1024 MPa、屈服强度为849 MPa、伸长率为17.3%。     

TWIP钢Fe-23Mn-2Al-0.2C的组织及拉伸变形机制

研究了TWIP钢Fe-23Mn-2Al-0.2C固溶处理后的组织演变和拉伸变形行为,并对其变形机制进行了探讨。结果表明:随固溶温度升高,实验钢的晶粒尺寸逐渐增大,屈服强度和抗拉强度均降低,伸长率增大,强塑积先增大后减小,在900℃时达到最高;实验钢的拉伸变形呈现连续屈服,同时随固溶温度升高,加工硬化速率(dσ/dε)与真应变(ε)的变化关系由2阶段变为3阶段。通过OM和TEM观察显示,随着晶粒尺寸的增加,变形过程中形变孪晶数量增多,孪晶诱导塑性(TWIP)效应增大。     

固溶处理对Fe-25Mn-1Al-0.2C钢组织性能的影响

设计了一种低层错能TWIP(Twinning Induced Plasticity)Fe-25Mn-1Al-0.2C钢,对该钢分别在900、1000和1100℃进行了固溶处理实验,研究了实验钢的微观组织和力学性能。结果表明:实验钢晶粒尺寸随着固溶温度的升高和时间的延长而增大。在1100℃时,退火孪晶贯穿整个晶粒。实验钢的抗拉强度随着固溶温度的升高而降低。当固溶温度为900℃时,随着真应变的增加,应变硬化率缓慢地降低。当固溶温度为1100℃时,均匀塑性变形分为三个阶段,并且观察到孪晶交割。     

淬火配分处理对锻态Fe-0.2C-9Mn-3.5Al钢显微组织及力学行为的影响

分析了淬火配分处理对锻态Fe-0.2C-9Mn-3.5Al钢显微组织及力学行为的影响。结果表明,热处理态试验钢主要由块状δ-铁素体、马氏体和板条状残留奥氏体等多相构成;残留奥氏体的体积分数随等温淬火温度升高而增大,在310 ℃时达到峰值;310 ℃等温淬火后在400 ℃配分3 min时可以获得较优的综合力学性能,抗拉强度和断后伸长率分别为1175 MPa和21.50%,强塑积达到25.26 GPa·%;应力-应变曲线中存在着明显的“锯齿”状起伏,可能与亚稳态的残留奥氏体集中转变为马氏体有关。