淬火温度对马氏体/铁素体双相钢组织性能的影响

双相钢具有优异的力学性能,而马氏体/铁素体的含量对其性能具有重要影响。通过实验调节淬火温度制备了不同马氏体体积分数的双相钢,采用金相显微镜对马氏体/铁素体组织形貌及分布进行了定性观察;其次利用电子背散射衍射技术(EBSD)并结合高斯拟合,发现马氏体/铁素体衍射花样衬度呈双峰分布,据此对钢中马氏体体积分数进行了定量统计。结果表明:淬火温度为730℃时,马氏体体积分数仅为19.09%。随淬火温度增加,双相钢中马氏体含量提高;于790℃淬火时,马氏体体积分数达到30.96%,提高了62%。此外,对试验双相钢力学性能进行对比分析发现:随淬火温度升高,双相钢的抗拉强度明显提高,屈服强度也呈上升趋势,这主要与马氏体含量增加有关;而双相钢延伸率显著降低,这主要是由于铁素体含量减少,且形貌由利于变形的针状转变为多边形所致。     

直接热轧双相钢的性能

本文以鞍钢试生产的Si-Mn-Cr-Mo系直接热轧双相钢为材料,对钢中的组织特点,变形行为和断裂特征进行了观察和描述。直接热轧双相钢的组织为块状的多边形铁素体包围着孤立的马氏体岛。拉伸试样在均匀变形阶段,主要是铁素体变形。当试样产生缩颈时,两相组织都产生大的变形。两相组织变形时易在F/M相界面处产生微孔,微孔以汇集的方式连结并长大形成微裂纹,微裂纹主要沿着F/M相界面的铁素体一侧传播,但有时也穿过铁素体晶粒或马氏体岛。材料的断裂主要由主裂纹产生。     

预处理组织对低碳钢IQ&P工艺下组织及性能影响

采用γ单相区和γ+α双相区轧制并淬火工艺以及双相区再加热-淬火-碳配分(IQ&P)工艺,研究预处理组织对低碳钢室温状态多相组织特征及力学性能的影响规律.实验用低碳钢经两种工艺轧制并淬火处理,获得马氏体和马氏体+铁素体的预处理组织,再经双相区IQ&P工艺处理后均获得多相组织.马氏体预处理钢的室温组织由板条状亚温铁素体、块状回火马氏体以及一定比例的针状未回火马氏体和8.2%的针状残余奥氏体组成;马氏体+铁素体预处理钢由板条状亚温铁素体、块状和针状未回火马氏体以及14.3%的短针状或块状残余奥氏体组成.在相同的双相区IQ&P工艺参数下,预处理组织为马氏体的钢抗拉强度为770 MPa,伸长率为28%,其强塑积为21560 MPa·%;而预处理组织为马氏体+铁素体的钢抗拉强度为834 MPa,伸长率增大到36.2%,强塑积达到30190 MPa·%,获得强度与塑性的优良结合.      

回火对碳素双相钢拉伸性能的影响

本文研究了不同马氏体含量的双相10号及20号钢经80～500℃回火后拉伸性能的变化。结果表明,随回火温度的升高,两种双相钢的抗拉强度均明显下降,而延伸率大为提高。屈服强度在低于160℃回火时略有升高而后下降。高于120℃回火时,屈服平台开始出现并不断增大。剪切滞后分析证实,回火后双相钢强度的下降由两部分组成,即马氏体和铁素体分别承受的载荷的下降。马氏体含量和马氏体合碳量的增高,会使前者所占的比份增大。马氏体的软化本身还减弱了铁素休的相硬化和加工硬化能力,因而对双相钢强度的降低有着重要的影响。马氏体含碳量越高,这种回火效果越明显。低温回火时延性的改善主要归因于铁素体中间隙原子的析出。随回火温度的升高及淬火态马氏体含碳量的增多,马氏体软化则逐渐成为双相钢延伸率大幅度提高的主要原因。     

双相钢变形与断裂特性的研究

本文对双相钢的变形和断裂特性进行了研究。用计算机对双相钢单轴拉伸下的变形特性进行了计算,发现双相钢均匀变形阶段存在着双扎特性。根据分析和显微组织的观察结果,本文提出:Ashby-Mileiko综合变形理论来描述双相钢的初始加工硬化和均匀应变硬化特性。用缺口棒四点弯曲法测定了双相钢的解理断裂应力σf;根据解理断裂温度下断口形貌,微裂纹萌生、扩展与显徽组织的关系,得出双相钢的裂纹扩展途径,根据σf与断裂单元的测定结果,得出了σf=0.33 19.33C~(-1/2)的回归关系式,提出了双相钢的解理断裂的应力扩展控制模型。按照综合变形理论和应力扩展控制模型,提高双相钢初始加工硬化速率、均匀延伸和σf的途径是:在保持合理的马氏体体积分数下,降低马氏体岛的直径和铁素体晶粒尺寸,增加马氏体岛中板条马氏体量,尽可能使马氏体岛分布均匀。     

Si对热轧铁素体-贝氏体双相钢显微组织变化和机械性能的影响

系统的研究了si对铁素体-贝氏体双相（FBDP）钢显微组织变化、拉伸性能、冲击韧性和拉伸凸缘性的影响,从0到0．95％加人si可促进细的铁素体等轴晶的形成,高Si（0．95％）时也可导致块状马氏体岛和残余奥氏体的形成。随si含量的增加屈服强度、抗拉强度和延伸率提高,因此,由于加入si提高了应变硬化速率,改善了抗拉强度和韧性之间的平衡。孔扩张后的裂纹形貌表明FBDP钢有极好的拉伸凸缘性,这与显微裂纹在铁素体相内扩展以及铁素体晶粒沿与裂纹垂直方向延伸有关。含0．95％Si钢与含0．55％Si钢相似都有高强度与高冲击韧性组合,特别是含0．95％Si钢表现出极好的抗拉强度与拉伸凸缘性组合。     

经济型铁素体/贝氏体高扩孔钢的组织与性能

 通过TMCP工艺实验,研究了Si、Mn含量对低碳Si Mn钢显微组织、力学及成形性能的影响,探讨了铁素体/贝氏体双相钢(FB钢)在扩孔过程中的裂纹形成及扩展行为。研究结果表明,增加Si含量,实验钢中等轴铁素体的体积分数增加,扩孔性能得到改善;而增加Mn含量,实验钢的强度和韧性显著提高,但塑性和扩孔性能有所下降。FB钢中的裂纹扩展主要是以微孔聚集机制进行,当遇到贝氏体时,裂纹通过铁素体 贝氏体相界面并剪断铁素体进行扩展。合理选择Si、Mn含量和TMCP工艺参数,可以获得690 MPa级的经济型热轧FB高扩孔钢,扩孔率达到了95%,综合性能较好。     

热处理工艺对双相钢盘条组织性能的影响

本文以A_3钢和B20 MnSi钢φ6.5mm盘条为例研究了不同的亚温淬火工艺对双相钢盘条组织及力学性能的影响;得出了双相钢盘条的组织和性能随淬火温度、保温时间及冷却速度而变化的规律,以及双相钢盘条的抗拉强度及延伸率δ_5与其马氏体含量的定量关系式。此外,还进一步研究了铁素体强度对双相钢盘条性能的影响。     

双相碳钢性能与马氏体含量和晶粒大小关系初析

通过四种不同的分步淬火热处理工艺,相应地获得了四种不同组织的双相钢.研究表明,随着马氏体含量的增加,双相钢的最大拉伸强度随之增加,延伸率随着马氏体的增加而降低.试样的铁素体晶粒大小在不同的马氏体范围内对强度和延伸率有不同的影响.     

双相钢中相硬化和相软化现象

本文对铁素体加马氏体及奥氏体加马氏体两类双相钢中软相(铁素体、奥氏体)的相硬化及硬相(马氏体)的相软化现象进行了研究。结果表明,软相的硬化及硬相的软化是双相钢中普遍存在的现象。在铁素体—马氏体双相钢中,铁素体的相硬化原因是奥氏体向马氏体转变时由于体积效应致使铁素体产生塑性变形,造成较高的位错密度,从而提高了硬度。马氏体相软化的原因较为复杂:①双相钢中马氏体内孪晶数量较相同含碳量的单相马氏体为少;②马氏体内靠近铁素体处位错密度偏低。在马氏体岛内存在一些不规则形状的铁素体微区,也是造成马氏体实测硬度偏低的一个原因。     

B级船板钢形变断裂过程的原位研究

 在扫描电子显微镜下观察分析了B级船板钢试样在原位拉伸过程中的断裂行为以及低温脆性断口中二次裂纹的扩展。结果表明：在拉伸变形过程中,微裂纹首先在试样缺口处形成,然后沿铁素体+珠光体界面扩展。加载过程中,多边形铁素体发生塑性变形,裂纹在基体内以“Z”字型扩展。在低温脆性断裂区,二次裂纹以穿晶方式通过铁素体基体,在扩展到珠光体区域时有时沿铁素体和珠光体的界面扩展,有时穿过珠光体区域扩展。     

双相碳钢动态扭矩性能和马氏体含量关系的研究

通过四种不同的分步淬火热处理工艺,相应地获得了四种不同组织的双相钢.研究表明,随着马氏体含量的增加,双相钢的最大剪切应力随之增加.绝热剪切带的出现和由它引起的裂纹是动态扭矩试验时的重要特征.     

碳素双相钢的回火过程

本文研究了双相10号和20号钢经不同温度回火后显微组织和拉伸性能的变化。结果表明,随回火温度升高,铁素体中的主要变化是;淬火后存在的细小沉淀物溶解,另一种较粗大的渗碳体不均匀沉淀;淬火时产生的相硬化现象逐渐减弱以致消失。双相钢中孪晶马氏体在回火时的分钢的板条马氏体要快,但回复和再结晶过程却慢得多。两种解比抗拉强度均随回火温度的升高明显下降,延伸率则显著改善。文中还讨论了不同回火阶段,显微组织变化与拉伸性能变化之间的关系。     

淬火工艺对塑料模具用钢40Cr组织及性能的影响

研究了不同淬火温度、不同淬火介质对塑料模具用钢40Cr组织及力学性能的影响.结果 表明:40Cr钢经水淬后得到组织均为马氏体.随淬火温度的升高,粗针状的马氏体束增多,可降低钢的强度、硬度及韧性;油淬后得到组织均为马氏体+贝氏体+少量铁素体,随着淬火温度的提高,原始奥氏体晶粒长大,马氏体组织含量增多,但获得较粗大的马氏体...     

表面脱碳对Al-Si镀层热冲压钢弯曲韧性的影响

Al-Si镀层热冲压钢因为其超高的强度而被广泛应用于车身,研究发现镀层会严重恶化热冲压钢的弯曲韧性。基于“界面富碳致脆”理论,以国内某钢厂生产的22MnB5热冲压钢为研究对象,研究了表面脱碳对表面镀层组织和力学性能的影响,为提高Al-Si镀层热冲压钢的弯曲韧性提供参考。结果表明,在920℃保温6 min后,试验钢的镀层组织由FeAl相和铁素体层构成,基体组织均为马氏体。表面脱碳对Al-Si镀层热冲压钢的拉伸性能影响较小,但对弯曲性能影响较大。钢材表面脱碳后,降低了热冲压后镀层/基体界面碳富集程度,提高了界面马氏体的韧性,进而提高了热冲压钢的弯曲韧性。随着表面脱碳厚度的增加,试验钢的弯曲性能逐渐提高,完全脱碳层为30.3μm时,最大载荷弯曲角为82.4°±2.9°。在弯曲过程中,裂纹扩展分成2类,一类是裂纹穿过铁素体层后,在镀层/基体界面钝化,随后基体发生变形及断裂;另一类是裂纹穿过铁素体层后,进入到马氏体基体,在马氏体基体中钝化,随后基体发生变形和断裂。裂纹扩展路径取决于界面马氏体的强度,马氏体强度高时,发生第一种扩展;马氏体强度低时,发生第二种扩展。     

水淬工艺对冷轧微合金双相钢力学性能的影响

 研究了水淬工艺对微合金双相钢组织和力学性能的影响。结果表明,随着淬火温度的降低,双相钢的屈服和抗拉强度下降,同时总伸长率提高;不同的淬火温度使双相钢显微组织中不仅产生了不同体积分数的马氏体,而且也形成了不同数量的新生铁素体。TEM分析表明,新生铁素体中没有细小的NbCN粒子,因而避免了析出强化,这不仅可以改善铁素体的塑性从而有利于双相钢的塑性,而且也能够提高双相钢的强度。     

粉末冶金高速钢的热处理与热磁分析

采用综合物理测试系统的振动样品磁强计选件(PPMS-VSM),对回火处理时的粉末冶金高速钢进行热磁分析测量。退火态粉末冶金高速钢中的铁素体含量约为70.5%(体积分数)。淬火态粉末冶金高速钢在回火处理的升温阶段,有碳化物从马氏体中析出。在回火处理的保温和降温阶段,残余奥氏体向马氏体转变。淬火态钢中的马氏体含量约为44.6%,在第1次、第2次、第3次回火后,钢中马氏体含量分别约为67.5%、70.0%和70.3%。     

退火类双相钢色差形成原因及解决措施

双相钢带钢在退火生产时易产生色差缺陷,色差主要分布在带钢中部和两侧位置。通过扫描电镜观察缺陷表面形貌,中部和两侧带钢表面均较破碎,有大量微观裂纹,中部裂纹较严重。观察缺陷部位截面金相组织,发现带钢表层的组织粗大,裂纹为沿晶界开裂。降低热轧卷取温度或使用超快冷,使带钢组织形成更为细小的铁素体、碳化物和马氏体;减小热轧出口夹送辊轧制力,消除带钢表层形变提供的晶粒长大畸变能。采取以上措施后,彻底消除了双相钢退火板的色差缺陷。     

一种低碳低合金马氏体钢的奥氏体化过程研究

本文研究马氏体钢12Ni4CrMo中奥氏体形成过程。马氏体预淬火温度为860℃。应用透射及扫描电子显微镜观察、分析新生奥氏体及基体组织的形态与精细结构。结果表明:将钢加热至(a γ)双相区低温阶段,沿马氏体板条界形成针状奥氏体;沿原始γ晶界形成粒状奥氏体。可借助再淬火后钢中的残余奥氏体来确定新生奥氏体形成的晶体学取向关系。在双相区加热的高温阶段,针状奥氏体转化为粒状奥氏体。这主要是由于原始γ晶界上的粒状奥氏体向晶内扩张并吞食针状奥氏体,而非由于针状奥氏体本身的合并。     

冷却工艺对DP590热轧双相钢组织及性能的影响

通过实验室轧制DP590热轧双相钢,研究了卷取温度、快冷温度对热轧双相钢显微组织和力学性能的影响。结果显示,快冷温度提高,马氏体含量显著增加,同时抗拉强度升高,延伸率下降;试验钢在550℃、600℃卷取时,随着卷取温度的升高热轧双相钢中马氏体含量下降,抗拉强度下降明显,延伸率提高。在600℃时得到的铁素体和马氏体比例合适,实现了抗拉强度600 MPa,屈强比0.5左右,延伸率22%以上的热轧双相钢,综合性能满足DP590热轧双相钢的要求。