390MPa级Ti+Nb超低碳高强度BH钢组织性能研究

对Ti+Nb+B复合处理超低碳高强度BH钢的热轧、冷轧和连续退火进行实验。结果表明:试制的超低碳高强度BH钢退火板的屈强比为0.536,烘烤硬化值为44MPa,具有较为优良的成形性能和烘烤硬化性能,抗拉强度为394MPa,达到了390MPa级超低碳高强度BH钢板的强度要求。物理化学相分析表明:添加在超低碳高强度BH钢中的B除了析出了2mg/kg的BN,大部分的B在钢中以间隙固溶的形式存在,对超低碳高强度BH钢基体起到了固溶强化的作用。     

激光增材制造近β钛合金显微组织与力学性能研究

研究了激光沉积打印Ti55511钛合金的显微组织和室温拉伸性能,表征了打印态、热处理态Ti55511合金的晶粒形态及晶体学织构,分析了不同退火热处理温度对激光增材制造钛合金强塑性的影响。结果表明,原始打印态Ti55511钛合金由粗大的β晶粒组成,并且β晶粒以柱状晶和等轴晶两种类型的晶粒交替生长,呈现竹节状形态。在打印态Ti55511组织中,β基体析出的α片层提供了大量的界面,有效阻碍了位错运动,使合金具有高强度和低塑性。580℃退火热处理后,合金的屈服强度、抗拉强度变化不明显,伸长率有一定的提升。进一步提高退火温度至620℃后,合金的屈服强度、抗拉强度降低,但强度值依然大于1 000 MPa,同时伸长率大幅提升。因此,可通过退火热处理调控α晶粒的尺寸和体积分数,以提高合金的强塑性匹配。当应力平行于Z方向时,样品的屈服强度、抗拉强度略低于垂直于Z方向的,而伸长率显著高于应力垂直于Z方向的。     

二相粒子对低碳铝镇静钢织构演变规律的影响

通过单向拉伸实验检测力学性能,利用透射电镜观察化学成分不同的两种低碳铝镇静钢的析出相粒子,利用X射线衍射仪测量钢中各种织构的含量。经73%的压下率冷轧和700℃×4h退火处理,2#试样比1#试样屈服强度高28MPa,抗拉强度高19MPa,r值低0.24。结果表明:1#试样的{111}织构含量在冷轧、退火过程中都增加,Goss织构含量都减少,{100}织构含量冷轧后增加,退火后又明显减少;2#试样退火过程中析出大量Al2O3粒子抑制AlN粒子的析出,且其作为新的形核质点改变了形核机制,退火后Goss织构和{100}织构含量增加,而{111}织构含量减少,r值降低,不利于深冲性能;细小的Al2O3粒子的析出形成了细晶强化和沉淀强化,试样的屈服强度和抗拉强度都明显升高。     

终冷温度对高强度抗震钢筋组织和性能的影响

用Gleeble-3800热模拟机进行高强度抗震钢筋的热模拟实验,使用金相显微镜(OM)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(TEM)和万能拉伸试验机等手段表征其微观结构、第二相、力学性能和断口形貌,研究了终冷温度对高强度抗震钢筋的组织和性能的影响并揭示微合金元素细化晶粒的机理。结果表明：实验钢的显微组织主要为铁素体和珠光体,随着终冷温度的降低铁素体晶粒细化。终冷温度为650℃时实验钢中分布在铁素体基体上的主要析出相 (Nb, Ti, V)C和(V, Nb, Ti)C的平均粒径约为2 nm和5 nm。随着终冷温度的降低实验钢的抗拉强度和屈服强度都增加,终冷温度为650℃时其抗拉强度和屈服强度分别为638.75 MPa和467 MPa,强屈比为1.37。在不同终冷温度实验钢的拉伸断口主要为等轴韧窝,其尺寸和深度不同。     

热处理温度对新型马氏体时效不锈钢微观组织和性能的影响

针对一种以Al作为主要强化元素的新型马氏体时效不锈钢,通过力学性能测试、光学显微镜观察和透射电子显微分析方法,研究不同的热处理温度对实验钢力学性能和微观组织的影响。结果表明:该实验钢的抗拉强度最高可达1876MPa,屈服强度可达1762MPa,具有良好的强韧性配合。固溶处理后形成了具有高密度位错的细小板条马氏体组织,在时效过程中,马氏体基体上弥散析出的NiAl相使其强度得到大幅度的提升。随着时效温度的提高,NiAl析出相颗粒逐渐长大粗化,从而使强度在到达峰值后迅速下降,出现了过时效现象。实验钢经过820℃固溶+(-70℃)冷处理+540℃时效处理后可获得良好的综合力学性能。     

Mn含量对热轧超低碳钛低合金钢组织与力学性能的影响

实验钢在传统C-Mn钢的基础上添加低合金元素Ti,通过调整钢中Mn元素含量,同时采用简便的控制轧制与控制冷却工艺,获得了良好的组织形态及纳米尺度析出物,从而在保证优良延伸性能的前提下大幅度提高了钢板的强度,显著降低了钢材成本。使用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对微观组织进行观察。结果表明:当实验钢Mn含量从1.05%(质量分数,下同)提高至1.5%,平均晶粒尺寸从6.4μm细化至5.2μm;基体中纳米尺度TiC的析出量明显增加;屈服强度、抗拉强度和断后伸长率分别提高了56.7,42.2MPa和1.2%,达到了558.7,662.2MPa和22.4%。     

热处理工艺对激光选区熔化AM247LC合金组织与性能的影响规律

目的 研究不同热处理制度对激光选区熔化（SLM）AM247LC合金微观组织和力学性能的影响规律。方法 对激光选区熔化制备的AM247LC合金分别进行900℃/16h的直接时效热处理和1 210℃/30 min+1 050℃/30min+950℃/16h的固溶时效热处理,通过OM、SEM、EBSD、XRD等表征手段研究合金热处理前后的晶粒组织、碳化物及析出相等微观组织的变化,并对打印态及不同热处理态样品的室温拉伸性能进行测试,以表征热处理对其力学性能的影响行为。结果 打印态AM247LC合金中存在大量粗大柱状晶和细小晶粒组织;直接时效热处理（900℃/16 h）后的AM247LC合金晶粒组织与打印态类似,但析出了大量γ’强化相;固溶时效热处理（1 210℃/30 min+1 050℃/30 min+950℃/16 h）后,AM247LC合金发生了再结晶,形成大量退火孪晶,并且析出沿晶界分布非连续的微米级碳化物及大量γ’强化相。合金打印态的屈服强度为846.5 MPa,断裂伸长率可达19.6%;直接时效热处理后,合金屈服强度为1 042.8 MPa,断裂伸长率明显降低,仅为11.2%;固溶...     

N含量对Cr-Mo-V系超低碳贝氏体钢组织性能和析出行为的影响

通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和能谱仪(EDS)等实验方法,研究了三种不同N含量的超低碳贝氏体钢的显微组织和析出相的成分、尺寸、形貌以及分布等特征。结果表明:低氮含量的钢组织为粒状贝氏体,高氮含量的钢组织为粒状贝氏体+少量的针状铁素体。当实验钢中V/N比为3.4时,通过细晶强化和沉淀强化综合作用,可以使材料的屈服强度和抗拉强度分别增加231MPa和95MPa。与氮含量低的钢相比,高氮含量的钢具有更细小的贝氏体铁素体板条亚结构,且析出相尺寸减小,体积分数增加。基体中存在两种尺寸的纳米级析出相:一种尺寸在10～15nm之间,为V(C,N)析出相,弥散分布在贝氏体板条内部;另一种是含有Cr和V尺寸在10nm以下,具有面心立方结构的(V,Cr)(C,N)复合析出相。     

N含量对Cr-Mo-V系超低碳贝氏体钢组织性能和析出行为的影响EI北大核心CSCD

通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和能谱仪(EDS)等实验方法,研究了三种不同N含量的超低碳贝氏体钢的显微组织和析出相的成分、尺寸、形貌以及分布等特征。结果表明:低氮含量的钢组织为粒状贝氏体,高氮含量的钢组织为粒状贝氏体+少量的针状铁素体。当实验钢中V/N比为3.4时,通过细晶强化和沉淀强化综合作用,可以使材料的屈服强度和抗拉强度分别增加231MPa和95MPa。与氮含量低的钢相比,高氮含量的钢具有更细小的贝氏体铁素体板条亚结构,且析出相尺寸减小,体积分数增加。基体中存在两种尺寸的纳米级析出相:一种尺寸在10～15nm之间,为V(C,N)析出相,弥散分布在贝氏体板条内部;另一种是含有Cr和V尺寸在10nm以下,具有面心立方结构的(V,Cr)(C,N)复合析出相。     

1470MPa级双相钢的性能特征与强韧化机制

对0.16C-1.38Si-3.2Mn双相钢进行轧制和退火处理,用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)等手段表征试验钢的微观组织和断口形貌,分析试验钢经退火后钢板的力学性能和加工硬化行为,重点研究了试验钢晶粒细化的强韧化机制。结果表明:试验钢在800℃退火后的显微组织主要由8.8%铁素体和91.2%回火马氏体构成。退火后的钢板具有良好的综合力学性能,屈服强度为873 MPa,表现为连续屈服特征,抗拉强度为1483 MPa,总伸长率为11%,屈强比为0.58;试验钢的Mn含量、退火前的初始组织、冷轧大变形以及退火过程中关键工艺参数等都有利于试验钢退火板的晶粒细化,铁素体尺寸为1-2μm,马氏体板条束的有效晶粒尺寸为0.2-1.5μm。细小的晶粒有利于阻碍位错的运动和增加裂纹扩展的阻力,从而提高了钢板的强度和塑韧性。     

240 MPa级高强IF钢的冷轧压下率和退火温度

以工业生产的240MPa级高强IF钢为试验材料,进行了冷轧压下率和退火温度的实验室研究。结果表明:在试验条件下,不同退火温度下,冷轧压下率在75%~85%时,试验钢为完全再结晶组织,卷取温度较高在710℃的试验钢的屈服强度、抗拉强度、伸长率、屈服点伸长率、塑性应变比及应变硬化指数分别在260MPa,445MPa,37.5%,2.14%,0.25,2.0左右;卷取温度较低在670℃的试验钢的上述参数分别为235MPa,369MPa,38.8%,1.73%,0.26,2.1左右。最终提出了试验钢工业生产中退火温度为840℃左右,冷轧压下率为75%左右,为获得高强度和优良成型性能的最佳匹配。     

超快冷对碳素钢中渗碳体析出强化行为的影响*

用超快速冷却技术并控制轧后冷却温度, 研究了3种碳含量不同的碳素钢热轧后组织中渗碳体的析出行为和强化机制。结果表明, 在超快速冷却条件下0.04%C和0.5%C(质量分数, 下同)实验钢的主要强化方式分别是细化晶粒和细化珠光体片层间距, 没有纳米级渗碳体颗粒析出, 而在0.17%C实验钢的组织中则有大量弥散的纳米级渗碳体析出, 颗粒直径范围为10-100 nm, 通过超快速冷却技术实现了在不添加微合金元素的条件下纳米级渗碳体的析出。随着超快速冷却终冷温度的降低纳米渗碳体的析出强化作用使0.17%C钢的屈服强度提高110 MPa, 强化效果明显。在超快速冷却的工艺基础上若继续采用形变热处理工艺, 可进一步提高0.17%C实验钢的位错密度, 促进渗碳体均匀形核, 实现纳米级渗碳体颗粒在整个组织中更加均匀弥散的分布, 达到更好的均匀强化效果。在超快速冷却和形变热处理工艺条件下0.17%C钢的屈服强度可达到650 MPa以上, 强化效果提高300 MPa以上。     

超快冷条件下Mn-Nb-B系低碳贝氏体高强钢组织与性能研究

采用Mn-Nb-B减量化成分设计的低碳贝氏体高强钢为研究对象,通过热模拟实验研究实验钢热变形行为和相变行为。结合中厚板生产线特点制定控制轧制与超快速冷却相结合生产工艺路线,充分利用超快速冷却条件下的细晶强化、析出强化等综合强化机制,实现综合力学性能优良的低成本高强工程机械用钢的试制和生产。产品屈服强度和抗拉强度分别达到678MPa和756MPa,伸长率A50为33%,-20℃低温冲击达到261J。产品显微组织由粒状贝氏体、针状铁素体和板条贝氏体组成,基体组织内弥散分布着细小的点状、粒状M/A岛和均匀细小的(Nb,Ti)(C,N)析出粒子以及大量位错组织。     

高强汽车双相钢的连续退火与组织性能研究

目的 提升高强DP980双相钢的力学性能,优化连续退火工艺。方法 对高强汽车双相钢进行了连续退火处理,研究了连续退火均热温度、均热时间、过时效温度对冷轧双相钢显微组织、物相组织和力学性能的影响。结果 对于不同退火均热温度处理的双相钢,其组织均为铁素体(F)+马氏体(M),随着均热温度从715 ℃升高至865 ℃,残余奥氏体体积分数逐渐减小,抗拉强度、屈服强度先增后减,断后伸长率逐渐减小,在均热温度为815 ℃时,双相钢的抗拉强度和屈服强度达到最大值。随着均热时间从0.5 min延长至5 min,双相钢的晶粒尺寸逐渐增大,残余奥氏体体积分数先减后增,抗拉强度、屈服强度先增后减,断后伸长率先减后增,在均热时间为1.5 min时,抗拉强度和屈服强度达到最大值。随着过时效温度从245 ℃上升至395 ℃,双相钢中的马氏体体积分数逐渐减小,当过时效温度为395 ℃时,出现了贝氏体,奥氏体体积分数先增后减,抗拉强度、屈服强度逐渐减小,断后伸长率逐渐增大。结论 冷轧DP980双相钢适宜的连续退火工艺如下:均热温度为815 ℃、均热时间为3 min、过时效温度为295 ℃。此时双相钢具有较好的强塑性。     

热处理工艺对新型轻质奥氏体耐磨钢的组织与力学性能的影响

以新型轻质高锰、高铝的奥氏体耐磨钢为研究对象,利用XRD,OM,SEM,EDS观察显微组织和析出物,研究不同的热处理工艺对新型钢种的组织与力学性能影响。结果表明:该新型轻质奥氏体耐磨钢的最佳优化热处理工艺为1050℃保温1h水韧,550℃时效2h,空冷。在最佳热处理工艺条件下奥氏体基体内弥散析出细小的钙钛矿结构(Fe,Mn)3AlC的κ-碳化物颗粒,不仅强化了奥氏体基体,其力学性能也得到明显改善;最优工艺处理后实验钢的硬度、强度、冲击韧度达到了最佳匹配,其抗拉强度为825MPa,屈服强度为574MPa,冲击韧度值为156J/cm2(V型缺口),硬度为271HB;与只进行水韧处理相比实验钢的屈服强度提高40.0%,硬度提高32.2%。     

新型超高强度钢的高温形变热处理

采用高温形变热处理(TMT)+后续冷(热)处理的方法对新型超高强度钢(G33钢)进行处理,研究了不同工艺参数对G33钢微观组织及准静态(10-3s-1)拉伸力学性能的影响。结果表明:G33钢的最佳处理工艺为50%形变量的高温(1078℃)形变热处理+-73℃/1h冷处理+200℃/2h回火,此工艺下钢的屈服强度为1685MPa,极限抗拉强度为2130MPa,断后伸长率为14.0%。     

热处理工艺参数对超高强度衬板用合金钢组织及冲击磨料磨损性能的影响

对于一种自行设计成分的超高强度衬板用合金钢进行了热处理试验,采用正交试验及极差分析的方法,分析了热处理参数对试验钢力学性能的影响。通过冲击磨料磨损试验,对比优化后工艺及原有工艺的耐磨性,进一步研究了热处理参数对耐磨性的影响。结果表明,各热处理参数对硬度均影响不大,回火温度对试验钢的屈服强度和抗拉强度影响最大,淬火温度对试验钢的冲击韧性影响最大。试验钢的最优热处理工艺为:(950℃保温1.5h)油淬+(300℃保温2h)回火+空冷至室温。试验钢在热处理后获得了均匀的贝氏体+马氏体+残余奥氏体混合组织,抗拉强度达到1839MPa,屈服强度达到1631MPa,硬度达到50.1HRC,冲击韧性值达到11.9J/cm2,综合力学性能良好,且耐磨性在任何冲击功条件下均高于原有工艺。     

Mg-13Gd-1Zn合金的组织与力学性能

研究了铸态、退火态、挤压态和T5时效态Mg-13Gd-1Zn三元合金的显微组织和力学性能。结果表明,合金的铸态组织由α-Mg、(Mg,Zn)₃Gd和14H-LPSO长周期相组成。合金在均匀化退火和热挤压后的直接时效(T5)过程中都发生了晶内14H-LPSO相的沉淀析出,表明合金中14H-LPSO的沉淀相变发生在一个很宽的温度范围(200~510℃)。在挤压后合金的直接时效(T5)过程中发生了β'及β₁相的沉淀析出。在沉淀强化和LPSO强化的共同作用下,合金的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为197 MPa、397 MPa和2.56%。在200℃/80 MPa和200℃/120 MPa两种实验条件下,Mg-13Gd-1Zn合金的抗蠕变性能均优于WE54合金。     

钨含量对新型高铬锰氮双相不锈钢Cr29Mn12Ni2N0.6Wx组织和性能的影响

研究了钨含量对新型高铬锰氮双相不锈钢Cr29Mn12Ni2N0.6Wx(x=1,2,3)显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明:Cr29Mn12Ni2N0.6Wx不锈钢固溶处理后具有典型的铁素体+奥氏体双相组织,铁素体含量在45%~60%范围内;随着钨含量的增加,合金中σ相的析出倾向增强,铁素体含量增加,合金的耐腐蚀性能降低,屈服强度和抗拉强度升高;经1 050℃固溶处理30 min后,该系列双相不锈钢中不再有σ相析出,其屈服强度大于650 MPa,抗拉强度大于900 MPa,断后伸长率大于30%,作为高强度资源节约型超级双相不锈钢具有潜在应用前景。     

固溶时间对半固态挤压成形Al-17Si-4Cu-0.5Mg合金组织及力学性能的影响

采用半固态挤压成形工艺制备过共晶Al-17Si-4Cu-0.5Mg合金,研究固溶时间对过共晶Al-17Si-4Cu-0.5Mg合金组织及性能的影响.结果表明,随着固溶时间的增加,Si相出现球化,固溶时间为10 h时,共晶Si的圆整度为0.72.铸态下Si相周围富集较高浓度的Cu元素,固溶1 h后,Cu元素快速固溶到基体中.固溶时间从1 h增加到16 h,在XRD曲线上的θ(Al2 Cu)和Q(Al5 Si6 Cu2 Mg8)相的衍射峰强降低,合金基体中的位错密度大量减少.经180℃,时效处理12 h后,组织中析出针状的θ'相和短棒状的Q'相.随着固溶时间的增加,合金强度值呈现"双峰"现象.固溶1h后,合金的抗拉强度为269 MPa,屈服强度为233 MPa,与未热处理合金相比,抗拉强度和屈服强度分别提高了43.3％和42.7％,合金强度的提高是由于在固溶初期基体中仍有较大的位错密度,时效处理后析出相对位错有较强的钉扎阻碍作用.固溶时间为10 h时,合金的抗拉强度为311 MPa,屈服强度为263 MPa,达到第二个强度峰值,Si相的圆整化和细小析出相的弥散强化作用是形成第二个强度峰的主要原因.