含Cu的HSLA钢中富Cu团簇的粗化行为及其对力学性能的影响

利用原子探针层析技术(APT)对含1.4 mass％ Cu的低合金高强度钢(High strength low alloy,HSLA)在450℃回火2～100 h后的富Cu团簇进行了表征,并对富Cu团簇的粗化行为及其强化行为进行了定量分析,通过拉伸实验测定了实验钢的力学性能.APT结果表明:随着回火时间的延长,富Cu团...     

时效温度对HSLA高强船体钢组织和性能的影响

采用固溶+时效的热处理方法研究了时效温度对HSLA(High Strength Low Alloy)高强船体钢组织性能的影响。结果表明,试验钢在450℃处出现强度峰值,这是由大量纳米级的Cu析出物(<5 nm)和少量Nb(C,N)粒子的共同强化造成。过时效状态下,基体的软化作用加强,且Cu析出粒子尺寸显著增大(10～30 nm),沉淀强化作用也逐渐减弱,钢的强度下降。时效过程中基体软化和析出相沉淀强化的共同作用决定了HSLA高强船体钢的性能变化规律。试验钢在650～670℃范围内时效不仅获得了670～780 MPa的强度,而且保证-40℃冲击功在80 J以上,体现出良好的强韧性匹配。     

铁素体含量与回火温度对HSLA钢组织性能的影响

研究了不同铁素体含量与回火温度对HSLA钢组织与力学性能的影响。结果表明:热轧HSLA钢从810～900℃淬火后组织为马氏体和37%～0%铁素体,且随淬火温度升高,铁素体晶粒尺寸减小,可动位错密度增加;高温回火后板条马氏体分解严重,位错密度降低并有大量碳化物析出;铁素体含量增加使屈服强度和抗拉强度降低,其中抗拉强度在450℃回火后下降约200 MPa,而屈服强度随回火温度的变化趋势决定于铁素体含量;180℃回火后铁素体与马氏体间的强度差使铁素体对拉伸性能和冲击性能表现出不同的断裂机理;450℃回火后铁素体与马氏体能够协调变形,伸长率与冲击吸收能量均随铁素体含量增加而提高。此外,均匀的马氏体有利于提高试验钢的低温韧性,其-40℃冲击吸收能量119 J。     

HSLA钢组织—性能对应关系的预测模型

通过HSLA钢中各组成相的体积分数、铁素体晶粒尺寸、析出相的尺寸和体积分数等参数,分别考虑了细晶强化、相变强化和析出强化等强韧化机制对强度和韧性等机械性能的影响,建立了HSLA钢组织一性能对应关系的预测模型。模型的预测精度通过两种HSLA钢实验室控轧控冷的组织一性能实验数据获得验证。     

渗碳处理对齿轮用钢组织和力学性能的影响

对齿轮钢20CrMn和20CrMnTi进行渗碳处理,分析了渗碳处理后齿轮钢组织和性能的变化规律。结果表明,20Cr Mn钢和20CrMnTi钢经渗碳处理后,渗层组织主要由针状马氏体和少量残余奥氏体组成,心部组织主要为板条马氏体。经980℃渗碳后,晶粒尺寸大于930℃渗碳后晶粒尺寸,抗拉强度和冲击功低于930℃渗碳处理时,20CrMnTi钢韧性高于20CrMn钢     

时效温度对HSLA100钢组织与性能的影响

研究了HSLA100钢轧态及时效过程中组织与力学性能的变化.结果表明:HSLA100钢轧态组织为高密度位错的板条贝氏体,板条间分布着少量M-A岛.经450℃时效处理后,大量球状ε-Cu相沉淀析出,此时钢板屈服和抗拉强度最高,而-40℃冲击功最低.在450～720℃时效时,随时效温度升高,高密度板条贝氏体发生回复,ε-Cu相粗化成短棒状,屈服强度连续下降,但在650℃时效时仍达到760 MPa的较高水平;抗拉强度在650℃时达到最低值后小幅上升:-40℃冲击功持续升高至700℃附近达到峰值.钢质纯净度是影响HSLA100钢低温韧性的一个主要因素,虽然通过升高时效温度可在一定程度上提高钢的低温冲击韧度,但增幅有限.     

回火时间对含铜HSLA钢板组织性能的影响

含铜HSLA钢板是高强度船舶用钢的理想材料,为确定其最佳热处理工艺,对不同回火时间下含铜HSLA钢板进行拉伸试验、冲击试验、测定宏观硬度,并借助OM、SEM等检测手段观察其金相组织.试验结果表明,随回火时间的延长,含铜HSLA钢板的基体组织中板条马氏体的板条结构逐渐消失,且钢板屈服强度、抗拉强度及硬度呈先升高后下降的趋...     

热处理对34CrNiMo6钢组织和力学性能的影响

研究了不同的淬火回火工艺对34CrNiMo6钢显微组织、硬度和韧性的影响。结果表明:淬火温度低于800℃时,随着淬火温度升高,34CrNiMo6钢的硬度逐渐升高;当淬火温度高于800℃时,随着淬火温度升高,硬度略微降低。冲击功随淬火温度升高持续降低。随着回火温度升高,34CrNiMo6钢的硬度降低,冲击功升高。经70℃淬火+620℃回火后,34CrNiMo6钢的组织为回火索氏体+铁素体,硬度和冲击功分别为35.2 HRC和111.0 J,钢的强韧性配合较佳。     

Cu对690 MPa级HSLA钢熔敷金属组织形成和细化的作用

通过OM,TEM和EBSD等分析手段,并结合热膨胀测试法,研究了Cu对690 MPa级HSLA钢焊丝熔敷金属组织转变及组织细化的作用,并对细化机理进行了探讨.研究结果表明,熔敷金属的组织主要由板条状贝氏体(LB)、粒状贝氏体(GB)和残余奥氏体(AR)组成,Cu含量从0.24%增加到0.53%时,马氏体/奥氏体(M/A)组元数量由0.62%减少到0.31%,并且形状也由小块状、条状向颗粒状转变;残余奥氏体数量增多;同时,组织的亚结构得到明显细化,贝氏体板条块尺寸和板条平均宽度分别从2.18和0.39μm减少到1.99和0.36μm,可阻碍裂纹扩展的大角度晶界的比例也由68.5%增加到71.0%.通过对晶粒细化原因进行分析发现,Cu能降低奥氏体转变温度,增加奥氏体的稳定性,使相变时铁素体自由能(G_α)和奥氏体自由能(G_γ)差值增大,减小临界晶胚尺寸;同时,相变温度的降低也降低了C的扩散速率,使已形核的晶胚长大速率减慢,最终细化了亚晶粒结构.     

两相区加热温度对HSLA100钢组织演变的影响

研究了碳含量为0.045％的HSLA100贝氏体钢在两相区加热过程中的组织演变特征.结果表明:两相区加热温度决定奥氏体的转变量,而相变产物的形貌特征主要受奥氏体中的碳含量控制;实验钢在700、720、740、760和820℃保温时,钢中奥氏体转变量分别为10％、24％、38％、60％和100％,奥氏体中的碳含量分别为0.345％、0.293％、0.243％、0.193％和0.045％;显微组织为多边形铁素体+M-A岛,随温度的升高,多边形铁素体量逐渐增加.     

时效温度对含Cu高强钢组织和性能的影响

通过组织观察、力学性能测定等手段,分析了时效温度对含Cu高强钢组织和性能的影响.结果表明:随着时效温度的升高,试验钢组织逐渐向多边形铁素体转变,并发生了一定程度的软化;钢的强度先升高后略微下降,550℃时效钢的强度和低温冲击韧性均达到峰值.600℃时效时,析出强化效果与组织软化效果的综合作用导致钢的强度有所下降.     

含Mo耐火钢的微观组织与力学性能研究

以钢结构用低碳钢为研究对象,通过Mo微合金化的方法制备耐火钢,研究了不同正火温度下耐火钢的微观组织和力学性能。结果表明,在耐火钢中添加Mo元素可以使组织中产生更多的粒状组织,获得更好的耐火性能。     

待温厚度对一种Mn系HSLA钢组织及强韧性的影响

对Mn系微合金高强钢进行了不同中间坯待温厚度的轧制实验,并通过室温拉伸实验、摆锤冲击实验、透射电镜和扫描电镜研究了不同的中间坯待温厚度对实验钢的相组成、晶粒尺寸、晶界特性的演变及其对低温韧性的影响规律.结果表明,随着中间坯待温厚度的增加,实验钢的屈服强度、抗拉强度、伸长率和低温冲击韧性均得到了有效改善,韧脆转变温度降低...     

Ni含量对Cu沉淀强化钢组织与力学性能的影响

对不同Ni含量的Cu沉淀强化钢进行900 ℃淬火+550 ℃回火热处理,研究了Ni含量对Cu沉淀强化钢显微组织和力学性能的影响,并用透射电镜分析探讨了Ni含量对富Cu相颗粒尺寸和间距的影响。结果表明,随着Ni含量提高（0.99%~3.47%）试验钢的强度增加,韧脆转变温度降低。Ni含量低的试验钢中富Cu相颗粒尺寸粗大间距较宽,而Ni含量高的试验钢中富Cu相颗粒分布密集,且相对细小。     

碳对马氏体钢显微组织和力学性能的影响

通过固定其它元素的含量，调整碳含量的方式，研究了碳含量对马氏体钢显微组织和力学性能的影响。结果表明，随碳含量增加，马氏体钢的硬度和抗拉强度提高，但冲击韧度下降。     

碳对马氏体钢显微组织和力学性能的影响

通过固定其它元素的含量,调整碳含量的方式,研究了碳含量对马氏体钢显微组织和力学性能的影响。结果表明,随碳含量增加,马氏体钢的硬度和抗拉强度提高,但冲击韧度下降。     

稀土对钢轨钢界面杂质偏聚的抑制作用

利用俄歇能谱(AES)分析技术,对钢轨钢的界面(解理面、晶界面)进行成分分析。实验结果表明,钢轨钢中加入稀土元素后,界面上的P、S原子偏聚基本消失,使界面得到明显的净化。     

含3.5％Mn的超高强Q&P钢显微组织和力学性能

设计了新的Q&P钢成分0.2C-1.6Si-3.5Mn,研究了提高锰含量之后Q&P钢的组织及性能.对这一成分的冷轧薄板进行了Q&P工艺热处理,测定了不同配分时间下的力学性能和残余奥氏体体积分数,并通过SEM和TEM观察了显微组织.结果表明,Q&P钢的抗拉强度达到1366～1476 MPa,伸长率为11.1％～15.8％.显微组织主要为高位错密度的板条状马氏体和分布其间的薄膜状残余奥氏体,配分时间过长会有一些碳化物析出.随配分时间的延长,残余奥氏体的体积分数逐渐增加,其中的碳含量也增多.     

富Cu析出强化贝氏体超高强钢的组织特征及强韧化机制

由于传统超高强钢高的碳含量导致其焊接性严重恶化,低碳含量的含Cu超高强钢因具有优异的焊接性而受到广泛关注,在高载荷焊接结构中具有较好的应用前景.为了获得更为优异的强韧性,将铁素体低碳纳米富Cu超高强钢的基体组织优化为板条贝氏体,分析了优化后试验钢的微观组织及纳米富Cu析出相晶体结构的特征,并基于常温拉伸试验及示波冲击试验探究了试验钢的强韧化机制.结果 表明:该板条贝氏体低碳纳米富Cu析出强化超高强钢的强韧性能匹配优异,其屈服强度为1334 MPa,-40℃冲击吸收能量为63.5J.该试验钢贝氏体基体中含有大量1～～5 nm尺寸的B2型富Cu析出相.纳米富Cu相的析出强化是主要强化的机制,对屈服强度的贡献约700 MPa;而且细小的晶粒尺寸(3.11μm)、较高的位错密度(8.2x 1013 m-2)也有效地提高了试验钢的屈服强度,细晶强化和位错强化增量分别约305和215 MPa.试验钢中的贝氏体板条束亚结构对裂纹扩展起到阻碍作用,使其在提高强度的同时仍具有良好的冲击韧性.