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。     

1Cr13Ni马氏体钢不同冷却方式的回火组织与力学性能研究

对经过不同冷却方式冷却后的1Cr13Ni马氏体钢进行回火处理,研究了1Cr13Ni马氏体钢冷却速度对后续回火处理材料的组织与力学性能影响规律。结果表明:水淬、油淬、空冷时的回火组织主要是索氏体、铁素体以及析出的碳化物。炉冷时的回火组织主要是铁素体和珠光体,以及沿晶界区域析出的大量碳化物。冷却速度越快,马氏体相变程度越大,回火组织的硬度与抗拉强度相应增加,最大抗拉强度为1191 MPa。560℃回火后各试样的硬度、抗拉强度、断面收缩率随着淬火冷却速度的增大而增大,伸长率随着冷却速度的增加而减小。炉冷试样晶界区域有大面积珠光体组织形成,回火后强度与硬度最小。     

固溶处理对Fe-Mn-Al-C系低密度钢组织与性能的影响

采用OM、SEM、TEM、XRD等试验方法,对不同固溶温度下Fe-27Mn-8Al-1.6C低密度钢的力学性能和组织演变规律进行了研究。结果表明,Fe-27Mn-8Al-1.6C钢的密度为6.8 g/cm³。固溶处理对该钢的组织与性能影响较大,高温固溶后试验钢奥氏体晶界间有少量к-碳化物,随着固溶温度的升高,晶界间未溶к-碳化物含量减少直至消失,奥氏体中C含量逐渐增加;在1000 ℃固溶处理后,试验钢具有最佳的强塑性配合,抗拉强度为1266 MPa,断后伸长率为34%,强塑积可达43.1 GPa·%;在冷却过程中,试验钢基体发生调幅分解,大量细小的к-碳化物弥散分布在奥氏体内。     

淬火工艺对FGH95合金组织结构与蠕变性能的影响

通过蠕变曲线测定及组织形貌观察,研究固溶及淬火工艺对FGH95镍基合金蠕变行为及变形特征的影响。结果表明:固溶后经油浴冷却的合金的组织结构由不均匀的颗粒及γ′相组成,粗大γ′相在边界区域呈不连续分布,边界区域为γ′相贫化区;经盐浴热处理后合金中无粗大γ′相,晶粒略微长大,晶内细小的γ′相弥散分布,粒状(Ni,Ti)C相沿晶界不连续析出;在650℃和1034MPa条件下,经盐浴热处理后合金的蠕变寿命较长,测定出该合金的蠕变激活能为542.07kJ/mol;固溶后经油浴冷却的合金在蠕变期间的变形机制是位错发生双取向滑移,而固溶后经盐浴冷却合金在蠕变期间可形成位错缠结和层错等位错组态,晶界及晶界处不连续析出的粒状碳化物可有效阻碍位错滑移,这是合金具有较高蠕变抗力和较长蠕变寿命的主要原因。     

固溶冷却速率对C250钢奥氏体含量的影响

试验了固溶冷却速率对C250钢奥氏体含量影响。试验结果表明,C250钢没有热稳定化现象,固溶后甚至缓慢冷却,也不会产生残留奥氏体。但固溶后缓慢冷却,再经时效强化处理,C250钢中将产生逆转变奥氏体,固溶冷却越缓慢,时效后的逆转变奥氏体量越多。C250钢固溶后空冷＋485℃时效处理状态的没有奥氏体。     

热机械处理对β钛合金组织性能的影响

系统研究了不同变形状态(锻造φ38 mm和热轧φ17 mm、φ13 mm)及固溶冷却方式(水冷、空冷)对新型β钛合金固溶+时效热处理显微组织及力学性能的影响。结果表明:锻态合金变形量小,固溶时效处理后次生α析出相较轧态合金的细小致密,析出相体积分数更高,因此强度比轧态高90 MPa。固溶水冷+时效合金因其冷却速度较空冷快,晶界更清晰、晶内干净,但存在析出不均匀现象,固溶后冷却方式(水冷或空冷)对热轧态合金强度影响不显著。研究固溶冷却方式的影响时应综合考虑试样尺寸和合金元素含量的影响。     

固溶处理对CMT电弧熔丝增材Inconel 625合金组织与性能调控

对冷金属过渡(CMT)的电弧熔丝增材方法制备的Inconel 625合金试样进行不同温度的固溶处理.研究了固溶处理对所制备的Inconel 625合金的微观组织和力学性能的影响规律.结果表明,沉积态主要为沿沉积方向生长的柱状枝晶,基体组织主要为γ奥氏体相,在晶粒内和晶界上呈块状或链状分布着大量第二相Laves相以及微小MC颗粒.固溶温度低于1 000℃时,Laves相和碳化物溶解缓慢,此时固溶处理对合金组织性能的影响较小;当固溶处理温度增加至1 200℃时,第二相碳化物溶解,晶粒剧烈长大,并出现大量孪晶界,合金的硬度和抗拉强度有一定程度下降,屈服强度显著下降,断后伸长率显著提升.     

固溶温度对FGH95镍基合金持久断裂机制的影响

通过对不同温度固溶处理的FGH95合金进行组织形貌观察及持久性能测试,研究了组织结构对合金持久性能及其断裂机制的影响。结果表明:经1150℃固溶和时效处理后,合金中有粗大γ′相在较宽的边界区域不连续分布,其周围存在γ′相贫化区;经1160℃固溶及时效处理后,合金中粗大γ′相完全溶解,在晶内弥散分布高体积分数的γ′相,并有粒状(Nb,Ti)C碳化物在晶内及沿晶界不连续析出;经1165℃固溶和时效后,合金的晶粒尺寸明显长大,并有硬而脆的碳化物膜沿晶界连续析出。在650℃/1034MPa条件下,经1160℃固溶和时效的合金,由于在晶界处不连续析出的粒状碳化物对晶界具有钉扎作用,可有效阻碍晶界滑移,使合金具有较好的抗蠕变性能。合金蠕变后期的变形特征是晶内发生单取向和双取向滑移,随着蠕变进行,滑移迹线增多,并在晶界处引起应力集中,致使裂纹在晶界处萌生及扩展并最终导致断裂。     

轧后冷却工艺对Si-Mn-Cr-Ni-Mo低合金超高强钢组织和性能的影响

设计了一种以无碳化物贝氏体为主要组织的1500 MPa级Si-Mn-Cr-Ni-Mo系超高强度钢,对比研究了实验钢轧后经空冷、先水冷至550℃后空冷和先水冷至450℃后空冷3种冷却工艺的显微组织和力学性能。结果表明:实验钢轧后直接空冷获得无碳化物贝氏体+少量M/A组织,先水冷后空冷得到无碳化物贝氏体+少量马氏体组织。组织中对性能尤其是韧性性能有显著影响的残留奥氏体薄膜的形貌和分布随冷却工艺的变化而变化,空冷冷却残留奥氏体薄膜分布在贝氏体铁素体板条间,先水冷再空冷冷却残留奥氏体薄膜不仅存在于贝氏体铁素体板条间,在板条内部也可以观察到少量细小的膜状残留奥氏体,分割贝氏体铁素体板条,起到了细化晶粒的作用,有益于实验钢力学性能的提升。先水冷至550℃后空冷,实验钢的抗拉强度可达1600 MPa,-20℃冲击吸收功为28 J,具有最优的综合力学性能。     

固溶处理冷却速率对ZG0Cr17Ni4Cu4Nb钢性能的影响

研究了固溶处理冷却速率对ZG0Cr17Ni4Cu4Nb钢时效后力学性能的影响。固溶处理温度为1040℃和1050℃,冷却方式为空冷、水冷和油冷;时效温度分别为470℃、480℃、490℃、500℃和550℃。结果表明,固溶处理后的冷却速率对ZG0Cr17Ni4Cu4Nb钢力学性能的影响很大,最佳热处理工艺为1040℃保温50 min,油冷,然后490℃时效3 h空冷,再于470℃时效4 h空冷。     

9SiCr钢的碳化物球化工艺研究

采用六种碳化物球化工艺处理9SiCr钢试样,分析了球化机理和显微组织。结果表明:1050℃高温固溶×0.5 h油冷+680℃×2 h出炉空冷工艺所得到的碳化物比较细小、圆整,分布较均匀,球化效果较好。在其余五种工艺处理后的组织中,或多或少地存在粗大、尖角或链节状碳化物,碳化物球化效果从好到差的顺序为:1000℃固溶×0.5 h油冷+680℃×2 h空冷、950℃固溶×0.5 h油冷+680℃×2 h空冷、900℃固溶×0.5 h油冷+680℃×2 h空冷、循环球化退火、等温球化退火。     

热处理对激光增材制造IN718合金组织及析出相演变的影响

研究了经过固溶+双时效(SA)、均匀化+双时效(HA)、均匀化+固溶+双时效(HSA)3种热处理后IN718合金的微观组织、析出相的演变。结果表明,沉积态试样中的显微组织为柱状晶结构,并贯穿多个沉积层;经过SA热处理后开始发生再结晶;经HA和HSA热处理后再结晶程度显著提高。热处理能够促进沉积态中的柱状晶逐渐向等轴晶转变。沉积态试样中存在γ基体、Laves相和一些碳化物;经过SA热处理后溶解了大部分的Laves偏析相,并在晶界、晶内、枝晶间析出大量的针状δ相,还有部分碳化物残留;经过HA热处理后,Laves偏析相、δ相全部溶解,只有少量的碳化物残留;经过HSA热处理后Laves偏析相全部溶解,在晶界处析出部分δ相,还有少量的碳化物残留。沉积态试样中没有γ′、γ″相析出,3种热处理状态均有大量的γ′、γ″相析出。     

固溶温度对Cr-Co-Mo马氏体钢碳化物演变及力学性能的影响

利用SEM和TEM研究了固溶温度对Cr-Co-Mo马氏体钢碳化物演变行为及力学性能的影响。结果表明,随着固溶温度的升高,基体中M₆C碳化物回溶,屈服强度下降而室温冲击吸收能量递增;原始奥氏体晶粒由于缺乏晶界上球形M₆C碳化物的钉扎作用迅速长大,细晶强化效果减弱,但晶界处裂纹源减少使得韧性提高。在1120 ℃固溶后晶粒尺寸最大,而马氏体基内析出与基体共格的纳米棒状M₂C碳化物平均粒径最小、单位面积百分数最高和颗粒间距最短,因此即使损失了细晶强化效果,但析出强化增补了强度,使得屈服强度在晶粒长大后不发生大幅下降;同时,由于共格析出提高了基体的变形协调性,韧性也未发生降低。     

热处理工艺对N06600合金热轧板组织与性能的影响

研究了热处理工艺对N06600合金热轧板组织与力学性能的影响。结果表明,N06600板材组织主要为奥氏体+沿晶界分布的网状碳化物+晶内碳化物。随着固溶温度的升高,碳化物含量逐渐减少,强度降低,当固溶温度升高至980 ℃,开始发生明显再结晶,同时部分晶粒已充分长大。当固溶温度继续升高至1020 ℃,组织再结晶完成,晶粒平均尺寸达到127 μm,碳化物全部固溶于基体中,强度大幅降低,伸长率显著增加,组织中出现了大量孪晶。N06600合金板材合金化程度低,碳化物含量较低,换向轧制制备的板材横纵向组织与性能差异较小,表现出了较低的各向异性,即使通过650 ℃+950 ℃和950 ℃+650 ℃二次固溶处理,或通过水淬加快冷却速度,组织与性能均保持良好的稳定性。     

1Mn18Cr18N护环钢固溶强化研究

1Mn18Cr18N护环钢热处理过程中不发生相变,是单项奥氏体,所以锻造时产生的碳化物只能通过固溶处理进入奥氏体。利用小试样模拟试验,在1050℃进行固溶处理,通过三种不同冷却方式分析其对力学性能、组织、析出物的影响,得出在水冷(水循环良好)条件下的综合力学性能良好,兼具较低的屈服强度和较好的韧性。     

固溶处理温度对高硅锰铬镍奥氏体不锈钢晶间腐蚀的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)等对不同温度下固溶处理高硅锰奥氏体不锈钢(UNS S21800钢)的晶间腐蚀进行了研究,分析了固溶处理和固溶+敏化处理两种工艺下进行晶间腐蚀试验后试样的组织形貌及晶间腐蚀倾向。研究结果表明:固溶处理后进行晶间腐蚀的试样中,表面均未发现裂纹,900℃固溶处理试样其晶界处存在较多的第二相,在950℃时第二相颗粒数量明显减少,当温度达到1200℃时,晶界附近已难以观测到第二相颗粒;经固溶处理+675℃敏化处理后进行晶间腐蚀试验的试样中,900℃固溶处理试样表面观测到有晶间裂纹存在,而固溶温度在950℃及其以上温度的试样未出现晶间裂纹。形成晶间裂纹原因是由于900℃固溶处理试样经过敏化处理后晶界处析出了更多的球状和长条状的富Cr碳化物,使得晶界附近区域形成了贫铬区,发生了晶间腐蚀;而950～1200℃固溶处理+敏化处理试样由于在固溶过程中第二相已大量溶入基体,虽然在敏化过程有部分析出,但不足以形成贫铬区,因此在该温度区间内难以发生晶间腐蚀行为。     

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CrWMn钢切纸刀的显微组织容易出现网状碳化物,网状碳化物所引发切纸刀的刃口微观变化会降低刃口锋利度和耐磨性.根据试验和相平衡热力学计算分析了产生网状碳化物的原因,提出了解决的工艺方法.结果表明,在热轧镶钢后的空冷过程中,容易从过饱和的奥氏体中沿晶界析出颗粒状碳化物,继续堆放冷却会形成网状碳化物;在奥氏体加碳化物的相区长时间恒温也会因晶界上扩散速度快,使碳化物聚集长大而形成网状碳化物,形成网状碳化物的温度区在880～800℃.为了防止网状碳化物形成,热轧镶钢后应风冷或喷水冷却躲过这一温度区,在此温度区进行退火处理的加热恒温时间也不应过长.     

后处理对选区激光熔化成形K536合金显微组织及力学性能的影响

采用选区激光熔化技术成形K536合金并对其进行后处理,分别分析了沉积态、退火态、退火+固溶态、退火+固溶+热等静压态合金试样的显微组织和力学性能。结果表明:沉积态试样横、纵向截面均产生微裂纹;退火态试样的横向截面组织为等轴晶,纵向晶粒形态为柱状晶,且晶粒尺寸波动较大,形成了交替分布的细晶区和粗晶区;退火+固溶态试样发生部分再结晶,在再结晶部分可以观察到孪晶的存在,且出现明显的等轴晶组织,晶粒大小不均匀,晶界析出物呈长条状形态;经热等静压处理后试样的晶粒明显增大,沉积态产生的裂纹基本愈合,且高温持久性能指标达到ASTM标准要求,其晶内析出的碳化物分布均匀,晶界处的碳化物呈链状分布。     

冷却介质对GH720Li合金固溶处理组织及力学性能的影响规律

对固溶后的GH720Li合金采用不同的冷却介质（空气、油、水）冷却,再经过标准时效处理,利用光学显微镜（OM）和场发射扫描电镜（FESEM）研究了冷却介质对GH720Li合金的晶粒组织、冷却 相分布和力学性能的影响规律。结果表明,冷却介质对GH720Li合金晶粒尺寸和一次 相无影响,主要影响冷却 相（二次和三次 相）;随着冷却介质冷速的提高（空冷＜油淬＜水淬）,冷却 相平均尺寸关系为空冷＞油淬＞水淬,室温和高温强度关系为空冷＜油淬＜水淬;在能满足强度和塑性的前提下,为减少因热应力而造成盘件变形甚至开裂的风险,宜采用油冷。     

固溶处理温度对Fe-Mn-Al-C铁素体基轻质钢耐蚀性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等研究了热轧态、850、950和1 050 ℃固溶处理Fe-Mn-Al-C铁素体基轻质钢的微观组织。通过测试固溶处理试样的极化曲线和阻抗曲线,以及观察试样在3.5%NaCl溶液中腐蚀后的表面状态,分析其耐蚀性。结果表明,试样经850 ℃固溶处理后的组织为铁素体+κ碳化物;950 ℃固溶处理后组织为铁素体+奥氏体+少量κ碳化物;1050 ℃固溶处理后组织为铁素体+奥氏体。随固溶处理温度的升高,试样中κ碳化物逐渐粗化直至全部溶解,950 ℃时发生奥氏体转变且晶粒有所增大,但1050 ℃时奥氏体的含量却略有降低。950 ℃固溶处理试样在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性最佳,其自腐蚀电流密度为3.102×10^-6 A/cm²,钝化膜的电阻R_p值为3944 Ω。经过240 h腐蚀浸泡后,950 ℃固溶处理试样的腐蚀速率最低,这主要是由于其组织中奥氏体含量相对较高、铁素体和κ碳化物含量相对较低以及铁素体中Al元素含量较高所致。