变质处理对高硅铸钢残留奥氏体及力学性能的影响

采用X射线衍射对RE/V/Ti复合变质处理后高硅铸钢等温淬火组织中残留奥氏体量及残留奥氏体含碳量进行了测定.采用透射电子显微镜(TEM)和光学显微镜(OM)对高硅铸钢等温淬火热处理后的显微组织以及残留奥氏体分布形态进行了研究.结果表明,等温温度低于385 ℃时,复合变质处理高硅铸钢中残留奥氏体量及残留奥氏体平均含碳量均低于未变质高硅铸钢;385 ℃等温处理时,两者的残留奥氏体量及残留奥氏体平均含碳量基本相同.等温淬火高硅铸钢显微组织中残留奥氏体呈两种分布形态:薄膜状及块状.在相同的等温温度下,复合变质处理使残留奥氏体薄膜厚度以及贝氏体铁素体板条厚度、长度均大幅度减小,块状残留奥氏体的量大为减少,有利于高硅铸钢综合力学性能的提高.     

稀土、钒、钛变质处理对高硅铸钢晶粒细化的影响

研究了稀土、钒、钛变质剂对等温淬火高硅铸钢晶粒细化的影响.结果表明,经稀土、钒、钛变质处理后,高硅铸钢中形成大量的高熔点化合物,可以强烈地促进非均质形核,细化高硅铸钢的奥氏体晶粒;同时变质剂的加入可以明显提高钢液的过冷度,促进形核、细化奥氏体晶粒.高硅铸钢等温淬火组织中由一次结晶形成的树枝晶已经完全消除,全部转变为等轴晶;385℃等温时高硅铸钢淬火组织中的块状残余奥氏体的量明显减少,由未变质前的31.9%降低到5.5%,块状残余奥氏体的尺寸也明显减小.     

淬火配分贝氏体钢不同位置残余奥氏体C、Mn元素表征及其稳定性

采用部分奥氏体化-两相区保温-淬火-配分(IQPB)热处理工艺,借助SEM、TEM、XRD研究了淬火配分贝氏体钢组织形貌及残余奥氏体特征,利用EPMA、EBSD、纳米压痕等表征了不同位置残余奥氏体中合金元素的分布情况,结合室温拉伸应力-应变曲线,研究了C、Mn元素对不同位置残余奥氏体稳定性的影响及其相变规律。结果表明,淬火贝氏体钢室温组织中残余奥氏体以块状和薄膜状形态存在。在拉伸形变过程中,发生TRIP效应,残余奥氏体体积减小,相变优先发生在铁素体晶界,最后发生在贝氏体板条之间,C、Mn元素对残余奥氏体有稳定作用,使残余奥氏体不易发生相变。拉伸断口处应力集中,残余奥氏体完全转变为马氏体,距离断口2和4 mm处,残余奥氏体体积分数分别为3.12%和5.03%。薄膜状残余奥氏体比块状残余奥氏体稳定性更强,并且111γ晶向的残余奥氏体不稳定,容易向马氏体转变。     

高硅铸钢热处理显微组织和力学性能的实验研究

对高硅铸钢在不同等温淬火温度、时间内的显微组织和力学性能进行了实验研究.结果表明,高硅铸钢在280～360℃范围内等温淬火,可以获得强度、韧性、硬度配合良好的双相组织;试样中残余奥氏体的含碳量及其含量随着等温淬火温度的升高先增大后减小,均在360℃等温淬火时出现最大值;奥氏体化温度和时间为900℃×120 min、等温淬火温度和时间为320℃×120 min时,可以获得较佳的综合力学性能.试验结果可为高硅铸钢在冲击磨损条件下替代高锰钢、低合金钢、奥-贝球铁等提供理论参考依据.     

碳配分温度对含Cu低碳钢组织及力学性能的影响

以一种含Cu低碳钢为对象,应用扫描电镜(SEM)及透射电镜(TEM)等手段研究了碳配分温度对组织演变及力学性能的影响。结果表明:组织中的残余奥氏体主要由分布于马氏体板条间的薄膜状残余奥氏体及马氏体边缘或原奥氏体晶界处的块状残余奥氏体构成,300℃配分处理时获得最高12.8%的残余奥氏体含量;C原子由一次淬火马氏体配分到残余奥氏体或以碳化物形式在基体中析出,实验钢的抗拉强度随配分温度的升高而降低,伸长率显著增加;配分温度为350℃时实验钢获得最佳的综合力学性能,伸长率最高为17.75%,强塑积达19632 MPa·%。     

等温淬火高硅铸钢的断裂韧性

研究了在不同等温淬火温度热处理后高硅铸钢的显微组织与残余奥氏体量和材料断裂韧性间的关系.结果表明,在实验的等温淬火温度范围内,随着等温温度的提高,高硅铸钢中残余奥氏体的量逐渐增加,残余奥氏体含碳量随等温温度的变化也有同样的规律.高硅铸钢的断裂韧性随着等温淬火温度的提高而增加,在360—385℃范围内等温时,断裂韧性达到一个最大值(63MPa·m~(1/2)),然后下降.当高硅铸钢的残余奥氏体量在30%—35%之间时可以获得较高的断裂韧性.     

TRIP钢中残余奥氏体及其稳定性的研究

采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪等对贝氏体等温转变后TRIP钢中的残余奥氏体及其稳定性进行了研究。结果表明,TRIP钢在贝氏体转变区400℃～440℃下保温120～300 s,随着等温温度的升高和保温时间的延长,钢中残余奥氏体的含量不断增多、残余奥氏体碳含量大致呈降低趋势。TRIP钢中的残余奥氏体主要以薄膜状、粗大块状和细小粒状的形态存在。粗大块状的残余奥氏体稳定性最差,薄膜状次之,细小粒状最稳定。残余奥氏体的含量不足,或残余奥氏体的含量偏高造成碳含量的不足,都会导致TRIP钢综合成形性能的降低。此外,贝氏体等温处理时间过长,渗碳体的出现大大降低了残余奥氏体中的碳含量,从而降低了残余奥氏体的稳定性。     

快速加热连续退火对超高强TRIP钢显微组织与力学性能的影响

研究了快速加热连续退火工艺对V微合金化低Si含P系TRIP钢显微组织特征与力学性能的影响.结果表明,快速连续退火过程中,随着退火温度的升高,拉伸强度增加明显,然而为了保证其综合性能,并不能一味地提高其临界退火温度.加热速率80℃/s,退火温度为880℃时,残余奥氏体形态不仅仅局限于细小的块状结构;而且在贝氏体铁素体板条间能观察到大量的薄膜状残余奥氏体.细小、弥散的V（C,N）)分布于铁素体或贝氏体基体中,大部分析出粒子直径在4—9 nm之间,实验钢具有优异的强度与塑性配合:R_m=1010 MPa,R_P0.2=690 MPa,δ=23.6%,n=0.27,r=1.17,强塑积达到23836 MPa.%.退火温度过高或过低,都会减少残余奥氏体的体积分数、改变其形貌并增大其尺寸,导致综合力学性能下降.     

热处理工艺对Cr-Mo-(V)型轴承钢组织和性能的影响

研究了V和Mo元素的添加以及热处理制度对轴承钢组织与性能的影响。采用SEM、XRD、EBSD和TEM等手段表征和测试了试验钢的微观组织、断口形貌、力学性能、显微硬度和冲击吸收能量,并计算了残留奥氏体的含量。结果表明,经贝氏体等温淬火处理后,相比于淬火+回火处理,不同试验钢的抗拉强度均高于淬火+回火处理,而显微硬度则相反,冲击吸收能量改善最为明显。经贝氏体等温淬火处理后,试验钢的断口具有孔洞聚合型断裂的特征,而经淬火+回火处理后的断口属于解理断裂;加入V和Mo元素后,残留奥氏体的含量均降低,并存在两种形态,一是分布于晶界处的块状残留奥氏体,平均尺寸在500 nm左右;二是分布在贝氏体板条间的薄膜状残留奥氏体,平均尺寸在100 nm左右。     

热处理工艺对低碳硅锰TRIP钢力学性能的影响

低碳硅锰钢经临界区等温淬火，残留有大量的奥氏体。该钢在Ma～Md温度之间形变，因钢中大量稳定的残余奥氏体的应变诱导马氏体相变和相变诱发塑性(TRIP)，可获得高的强度、塑性以及良好的强度与塑性的配合。通过对其力学性能测试与显微组织分析，对低碳硅锰钢热处理工艺及钢中残余奥氏体的相变诱发塑性行为进行了探讨。结果表明：钢在400℃等温淬火的热处理工艺，所获得的力学性能最佳。     

Effects of Sub-zero Celsius Treatment and Tempering on the Stability of Retained Austenite in Bearing Steel

In this work, the influence of sub-zero Celsius treatment and tempering on the mechanical and thermal stability of retained austenite in bearing steel were assessed by tensile test and DSC. Compared with traditional quenched and tempered treatment, sub-zero Celsius treatment obviously decreases the volume fraction of retained austenite. Moreover, the mechanical stability of retained austenite was enhanced due to the accumulation of compressive stresses in retained austenite after sub-zero Celsius treatment and tempering. Meanwhile, the morphology of retained austenite changed from film-like to blocky with austenitization temperature increasing, and the mechanical stability of film-like retained austenite is higher than that of blocky one. The DSC results showed that the activation energy of retained austenite decomposition slightly increased through sub-zero Celsius treatment and tempering. This result may probably be ascribed to partitioning of carbon during tempering. However, the temperature at which retained austenite starts to decompose is unchanged.     

含铌TRIP钢的显微组织和残留奥氏体稳定性分析

研究了含Nb与不含Nb两种冷轧TRIP钢热处理后的显微组织和力学性能,并用X射线衍射法计算了TRIP钢中残留奥氏体含量及残留奥氏体中的碳含量.试验结果表明,TRIP钢中铁素体体积分数随退火温度的升高逐渐减少,在相同热处理工艺下,与不含Nb试样比较,含Nb试样的残留奥氏体中碳含量较高,强塑积较大.残留奥氏体量大约相同时,含Nb试样残留奥氏体更为稳定,综合力学性能也更好.     

Q&P工艺对22MnB5钢微观组织及力学性能的影响

利用光学显微镜、拉伸试验机、扫描电镜、XRD和EBSD等手段对22MnB5钢的微观组织及力学性能进行了表征,并重点分析了一步法Q&P工艺处理后的22MnB5钢中残留奥氏体含量及残留奥氏体中碳含量与力学性能的关系。结果表明：采用一步法Q&P工艺,可以获得抗拉强度超过1400 MPa,伸长率超过15%的超高强度22MnB5钢板。随着淬火温度从240 ℃升高至300 ℃,22MnB5钢的组织由马氏体转变为马氏体+残留奥氏体复相组织,试样中的残留奥氏体含量逐渐增加。相同配分温度延长配分时间,残留奥氏体含量呈现先增加后降低趋势。不同热处理工艺下残留奥氏体中的平均碳含量为1.49wt%。采用一步法Q&P热处理工艺可以使残留奥氏体中富集碳,提高残留奥氏体稳定性,强塑积可以达到22.14 GPa·%。     

含Al中锰TRIP钢原始组织对临界退火后组织与力学性能的影响

利用Factsage软件、SEM、XRD等研究了不同原始组织的0.2C-5.0Mn-0.5Si-1.0Al中锰TRIP钢经临界区退火处理后的显微组织与力学性能。结果表明,经热力学计算、设计的不同预处理工艺处理后试验钢的组织分别为:铁素体+块状残留奥氏体(700 ℃预处理10 min)、铁素体+马氏体+少量残留奥氏体 (800 ℃预处理5 min) 和马氏体+少量碳化物 (900 ℃预处理5 min)。不同预处理工艺处理后试样能获得不同形貌的残留奥氏体,700 ℃预处理+临界退火试样得到块状残留奥氏体,其他两种工艺下为膜状残留奥氏体。800 ℃预处理+临界退火试样拥有最佳力学性能,屈服强度为840 MPa,抗拉强度为1121.5 MPa,伸长率为33.25%,强塑积达到37.29 GPa·%。残留奥氏体形貌对中锰钢的加工硬化性能有显著影响,700 ℃预处理+临界退火试样的块状残留奥氏体稳定性较差,表现出高的加工硬化率,但持续区间较短;而800 ℃预处理+临界退火试样的膜状残留奥氏体稳定性更好,试样呈现较高的加工硬化率且持续区间较长。     

等温淬火球铁组织与性能间的关系

本文研究了等温淬火球(ADI)的组织与性能之间的关系,热处理工艺对组织形态的影响。用贝氏体束间的残余奥氏体(A_(r-f))与大块的残余奥氏体(A_(r-b)的比值作为组织指标,发现当比值y=10左右时,等淬球铁有较佳的综合机械性能。降低等温温度可大大提高y值,使强度提高,但是由于残余奥氏体量也减少,从而对塑韧性不利,特别是残余奥氏体量小于25%,并出现下贝氏体后。块状残余奥氏体是非碳饱和的奥氏体,在一定条件下(温度、应力与应变),将发生非回火马氏体转变,导致脆性增加。等温淬火球铁在较佳的组织条件下,也有好的低温性能,残余奥氏体非常稳定。     

Effect of Microstructure on Tensile Behavior and Mechanical Stability of Retained Austenite in a Cold-Rolled Al-Containing TRIP Steel

In the present study, a quenching treatment prior to two-stage heat treatment was conducted on a Fe–0.28 C–1.55 Mn–2.06 Al transformation-induced plasticity steel to tailor the final microstructure. Compared with the microstructure of the ferrite, bainite and blocky retained austenite obtained by conventional two-stage heat treatment, the microstructure subjected to quenching plus two-stage heat treatment was composed of the ferrite, lath bainite and film-like retained austenite. The corresponding tensile behavior and mechanical stability of retained austenite were investigated by scanning electron microscopy, transmission electron microscopy and X-ray diffraction. The results show that the mechanical stability of blocky retained austenite grains is lower and most of them transform to martensite during the tensile deformation, which leads to higher ultimate tensile strength and instantaneous work hardening exponent. Film-like retained austenite has relatively higher stability, which could cause sustained work hardening and high ductility as well as product of strength and elongation.     

Mechanical Properties and Retained Austenite Stability of High Aluminum TRIP-aided Cold-rolled Steel Sheets

The mechanical properties, microstructure and retained austenite stability of CMnAlSi-TRIP steels were investigated in this paper. The steel sheets were hot-rolled, cold-rolled and heat treated by intercritical annealing and isothermal heat treatment. The microstructure, volume fraction of retained austenite and its carbon concentration were observed by Optical microscopy and X-ray diffraction. The mechanical properties were obtained through uniaxial tensile test. The results show that the CMnAlSi cold-rolled TRIP-aided steels have good combination of strength and ductility with proper isothermal heat treatment, the retained austenite stability determines incremental strain hardening exponent during strain-induced martensitic transformation, and affected by its volume fraction and carbon content. The retained austenite stability has a good correlation with the combination of strength and ductility.     

淬火加热温度对超细晶Q&P钢组织性能的影响

研究了淬火加热温度对超细晶Q&P钢微观组织、元素分布、残留奥氏体体积分数和力学性能的影响。结果表明,当淬火加热温度升高时,铁素体含量逐渐减少,马氏体含量升高,残留奥氏体含量呈现先增加后减少的趋势,高淬火加热温度下C元素的扩散速率加快,残留奥氏体的机械稳定性更好。软相铁素体的存在为试验钢提供了良好的韧性。当淬火加热温度为820 ℃时,Q&P钢的综合力学性能最好,抗拉强度为863 MPa,伸长率为26.1%,强塑积为22.5 GPa·%。