低碳钢烘烤硬化机制的内耗研究

测试了低碳钢不同退火温度下烘烤态的应力-应变曲线和烘烤硬化(BH)值以及变形态和烘烤态的内耗曲线,研究了不同退火温度下的烘烤硬化机制.结果表明,退火温度由750℃逐渐提高到880℃,应力-应变曲线均表现不连续屈服现象,且屈服平台的锯齿状越来越明显,屈服点延伸量不断增大.退火温度由750℃提高到780℃,BH值降低,变形态和烘烤态的Snoek峰高差值增大,SKK峰高降低,Kê峰变化不大,固溶强化对烘烤硬化起主导作用.退火温度由780℃逐渐提高到880℃,BH值不断增大,变形态和烘烤态的Snoek峰高差值逐渐减小,SKK峰的驰豫强度逐渐增大,Kê峰变化不大,Cottrell气团强化对烘烤硬化的作用逐渐增强.烘烤硬化机制是固溶强化、Cottrell气团强化和沉淀强化的共同作用.     

低碳钢不同保温时间下烘烤硬化性能

针对低碳钢分别进行了热处理和模拟烘烤,热处理工艺为850℃保温2 min、15 min和30 min后水冷,模拟烘烤工艺为2%预变形后加热到170℃保温20 min。观察了其热处理后的显微组织和晶粒尺寸分布,测试了烘烤硬化(BH)值,分析了热处理态和烘烤态的内耗。研究结果表明,与原始样品相比,热处理样品的BH值较高;随着保温时间延长,平均晶粒尺寸不断增大,晶粒的不均匀性逐渐增加,烘烤硬化值逐渐减小;烘烤前后相比较,Snoek峰高降低,SKK峰高升高;随着保温时间延长,间隙碳原子含量下降,SKK峰逐渐升高,间隙碳原子和Cottrell气团共同影响了BH值的变化。     

预变形量对大晶粒低碳钢烘烤硬化性能影响的内耗研究

测试了大晶粒尺寸低碳钢不同预变形后的烘烤硬化性能及其变形态和烘烤态的内耗曲线,采用透射电镜观察试样位错的形态。结果表明：不同预变形的大晶粒低碳钢的烘烤硬化值(BH₂)均为负值;预变形量在2%～10%范围内,随着预变形量的增大,BH₂先增大后减小,在预变形量为5%时,BH₂最大,SKK峰高最大;烘烤态的SKK峰的峰高变化趋势和位错密度都与BH₂变化趋势相同;变形态Snoek峰的峰高逐渐减小,SKK峰的峰高逐渐增加。与变形态相比较,预变形2%的烘烤态Snoek峰的峰高增加,5%和10%的Snoek峰的峰高减小;预变形2%、5%和10%的烘烤态SKK峰高增加。烘烤硬化机制与Cottrell气团密度相关。     

固溶碳含量对ULC-BH钢烘烤硬化性能的影响

研究了固溶碳含量对ULC-BH钢烘烤硬化性能的影响,测量了不同烘烤时间下的烘烤硬化（BH）值,通过内耗试验分析固溶碳含量变化。结果表明,对试样进行相同预变形、不同时间烘烤硬化处理后,随烘烤时间增加,BH值先快速增大再基本不变最后增大;Snoek峰峰高随烘烤时间的延长而降低,固溶碳含量随时间延长而降低;对于试验钢,常规的烘烤工艺170 ℃×20 min没有达到最大的BH值,但继续增加烘烤时间BH值提高缓慢。     

预变形速率对超低碳钢烘烤硬化性能的影响

测量了超低碳(Ultra-Low Carbon)钢在2%、4%和6%预变形下,运用不同的预变形速率拉伸时其烘烤硬化(Bake Hardening)值和内耗,分析了退火态下的应力-应变曲线以及退火态和烘烤态下的内耗-温度谱:烘烤态下Snoek峰高与退火态下相比降低,对于相同的预变形,拉伸速率增加时,Snoek峰高逐渐升高,而SKK峰高逐渐下降,BH值逐渐下降,不同预变形速率屈服点延伸之间规律不明显。     

超低碳BH钢的应变时效行为和烘烤硬化规律

采用MTS拉伸试验机和低频内耗仪对Ti处理和Ti+Nb+B复合处理的超低碳BH钢退火钢板的BH值随预应变量、烘烤温度和烘烤时间的变化规律以及Snoek峰高和间隙固溶C原子含量进行研究。结果表明:对Ti处理的超低碳BH钢,在其它条件相同时,预变形量增加,BH值逐渐增加;随着烘烤时间延长,BH值先增加后下降;烘烤温度升高,BH值增加,烘烤温度升高到250℃,扩散到位错处钉扎位错形成柯氏气团的间隙固溶C原子已经接近饱和,对BH值影响幅度并不会太大。对于Ti+Nb+B复合处理的超低碳高强度BH钢,存在Nb C第二相粒子溶解和晶粒长大机制以及基体晶格中的间隙固溶C原子向晶界处扩散偏聚机制,两种作用机制中固溶C原子向晶界处扩散偏聚占主导地位,从而使得退火温度较高和退火时间延长的情况下,超低碳高强度BH钢退火板的BH值和Snoek峰高并没有升高反而略有降低。     

内耗法研究退火温度对含钒BH钢中固溶C原子浓度的影响

采用内耗方法研究退火温度对含钒超低碳烘烤硬化钢间隙固溶C的影响。对试样进行不同温度盐浴退火处理后,通过内耗法测量Snoek峰来研究固溶C随退火温度的变化规律,并测量相应的BH值和晶粒尺寸变化规律。研究结果显示:含V超低碳烘烤硬化钢在750～810℃盐浴退火,随着退火温度的升高,Snoek峰先逐渐下降后略有升高,间隙固溶C含量亦先减小后增加;但随着退火温度的进一步提高,间隙固溶C的浓度增加,内耗峰又有所上升,此结果与BH值对比取得了较好的一致性。此外随着内耗测试频率的降低,内耗与固溶C含量的比例系数K也随之降低。     

340MPa级BH钢的Snoek-K■─Kster阻尼

研究了两种成分的340MPa级烘烤硬化（BH）钢的Snoek—（SKK）阻尼发现用通常范围的频率测量内耗时,BH钢的SKK峰激活能（H）明显偏大;用1．7Hz的较高频率测量时,二者中含C量较高（0．024％）钢的Q-1－T曲线呈双中温峰     

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为了揭示冷加工变形对IF钢内耗行为的影响,试验通过拉伸的方法,使IF钢产生不同的变形量。随后分别对其进行内耗试验,分析冷加工变形量对Snoek内耗峰和SKK内耗峰的影响。结果表明:随着冷加工变形量的增加,IF钢试样的Snoek内耗峰峰高逐渐减小,对应的峰温几乎不发生变化;而SKK内耗峰峰高逐渐增大,峰温则逐渐减小。     

Mn和P在超低碳烘烤硬化钢中的分布形态及其对拉伸行为的影响研究

将2种不同成分的烘烤硬化钢(BH-Mn钢和BH-P钢)加热至800℃,保温2 min后水淬;采用3DAP技术、内耗实验及拉伸性能检测分析Mn和P对超低碳BH钢的间隙原子分布及Cottrell气团的影响,从而得出固溶元素分布对拉伸行为的影响机制.结果显示,在BH-P钢中,P以明显的偏聚形式存在,并和C发生共偏聚现象,从而...     

相变诱导塑性钢TRIP590的烘烤硬化特性

采用拉伸试验机、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等手段研究了预应变处理+烘烤工艺对TRIP590试验钢烘烤硬化(BH)特性的影响。结果表明:试验钢微观组织主要由75.5%的铁素体+15.0%的贝氏体+9.5%的残留奥氏体(体积分数)组成。随着预应变量的增大,BH值呈现增大的趋势,且前期的增长幅度较大。预应变由2%增加到8%时,BH值由22 MPa增大到88 MPa,达到最大值。随烘烤时间的延长和烘烤温度的提高,BH值均呈现增加的趋势。BH值变化规律与内耗峰值变化规律一致,证明了TRIP590钢烘烤硬化现象的柯氏气团钉扎本质。经2%预应变+烘烤处理后,基体内部可以明显看到固溶原子对位错的钉扎现象。     

变形Fe-Nb-C合金的室温至180℃内耗

测量了700℃，30min水冷后变形Fe－Nb-C合金室温至180℃的内耗，发现除Snoek峰外，合金在此温度区还有阻尼峰。测量了合金经过980℃，2h中间处理样品的内耗，并给出变形及室温原位时效的汽车钢ST14与GBPH340的内耗结果。认为Fe-Nb-C合金的变形“B”峰。是被饱和Cotterll气团碳原子团簇钉扎的位错段拖曳碳的稀Cottrell气团运动引起的，是合金在变形时碳原子稀Cottrell气团择优分布在位错上的结果。     

预变形对低碳钢应变时效的影响

通过拉伸实验和内耗测试分析预变形对低碳钢烘烤硬化性能和屈服点伸长率的影响。结果表明,在170℃不同时间保温和多次随炉加热至400℃保温10 min两种时效工艺下,预变形在2%~6%时,随预变形增加,烘烤硬化(BH)值降低,SnoekKê-Kster(SKK)峰峰高增加;在170℃时效预变形在5%~16%时,随预变形增加,吕德斯带扩展所需要的剪切应力增加,屈服点伸长率增加。     

固溶C和预变形量对ULC-BH钢应变时效行为的影响

实验研究了固溶C和预变形量对超低碳烘烤硬化(ULC-BH)钢的应变时效行为的影响。结果表明:ULC-BH钢在170℃×500 min的长时间烘烤过程中,C原子只发生了位错偏聚,并未出现有些文献报道的碳化物析出现象;在长时间时效处理以后,柯氏气团将达到饱和;当时效时间一定时,固溶C含量与烘烤硬化(BH)值均呈线性关系;当柯氏气团达到饱和时,固溶C质量分数为3.3×10-3%的试样的BH值达到72 MPa,远高于一些文献报道的30 MPa,表明"柯氏气团达到饱和时BH值最大达到30 MPa"的结论并不具有普遍性;位错密度越高,C原子偏聚到位错的扩散距离越短,所以柯氏气团的饱和速度越快;位错密度越高,当柯氏气团达到饱和以后,BH值越小。     

稀土对BNb钢轨踏面区内耗谱的影响

测量了放置1年(1a)的BNbRE和BNb钢供货(即热轧)态重轨踏面区样品及其700℃，30min，水冷(W．C．)室温变形样品的内耗．结果表明，两种钢的热轧态样品均有Snoek-Ke-Koester(SKK)峰，但内耗有较明显的差异：BNb钢轨的SKK峰明显高于、也宽于BNbRE钢的SKK峰，前者的峰温较后者约高20℃；但前者没有Snoek峰，后者则有该峰．两种钢变形样品的SKK峰大体相同．同时，测量了放置2年(2a)的两种钢轨的供货样品和变形样品的内耗，结果与放置1a的样品有明显不同。     

连续退火工艺对含钒烘烤硬化钢力学性能的影响

利用盐浴炉对含钒烘烤硬化钢连续退火生产工艺进行了模拟,研究不同退火温度和过时效工艺对含钒烘烤硬化钢力学性能的影响.结果表明,在水淬条件下进行不同温度退火时,随着退火温度升高,试验钢的强度呈下降趋势,n值、延伸率及BH值均随温度升高而升高;而经过时效处理后,抗拉强度有所下降,屈服强度及延伸率有所提高,BH值几乎消失.     

深冷处理对M2高速钢微观组织演化影响的内耗研究

采用纳米力学测试系统以及内耗等测试方法,研究了不同深冷处理时间对M2高速钢微观组织结构的影响。结果显示,深冷处理1 h后M2钢具有最优的耐磨性能,深冷处理后的耐磨性能均优于常规热处理。结合内耗结果发现深冷1 h后SKK峰最高;深冷时间延长,SKK峰逐渐降低。研究结果表明,深冷处理前期M2钢中的残余奥氏体转变为马氏体,增加了基体的硬度;而随着深冷时间增加,在等温过程中形成等温马氏体,等温时效作用下钢中可动位错数量减少导致M2钢耐磨性能降低。     

加热速率对双相钢微观组织和烘烤硬化性能的影响

应用自主开发的快速热处理实验设备对双相钢(0.1C-0.2Si-1.3Mn)进行了不同加热速率(5~350℃·s-1)的连续退火模拟实验,并利用扫描电镜、透射电镜和内耗仪等设备对微观组织和烘烤硬化性能(BH Behavior)及相关机理进行了分析讨论。实验发现,随着加热速率的提高晶粒尺寸可明显细化(8.5~3.9μm),马氏体含量随加热速率的升高有增大的趋势,BH值随着加热速率的提高从62 MPa升高到82 MPa。分析可知,快速加热条件下BH值的升高的主要因素可能为:高加热速率所导致的较高的位错密度;较高马氏体含量在烘烤阶段所析出η-碳化物对位错的钉扎。     

TRIP钢的烘烤硬化性能及内耗研究

对780 MPa级别的商用TRIP钢的烘烤硬化性能进行了探讨。根据TRIP钢原始供货态、2%预变形和2%预变形+烘烤后的拉伸性能,该钢BH值约为48 MPa。测试了其对应的内耗-温度谱,分析获得了三种状态的真实内耗峰值。在此基础上,对TRIP钢烘烤硬化性能产生的机制进行了讨论,认为铁素体中的固溶碳(氮)间隙原子对位错的钉扎是TRIP钢产生烘烤硬化的重要原因之一。     

卷取及连续退火温度对含钒烘烤硬化钢性能的影响

利用盐浴炉在实验室进行模拟连续退火,研究了不同退火温度及卷取处理对含钒烘烤硬化钢性能的影响.结果表明,卷取处理对含钒烘烤硬化钢的性能影响显著.未经卷取处理的烘烤硬化钢,随退火温度的升高,其抗拉强度、屈服强度和n值下降;经过卷取处理的则与之相反.此外,随退火温度的升高,两种钢的BH值均表现出先升高后降低的规律.