800MPa级含钨低碳贝氏体钢的实验研究

采用金相及硬度测量并结合透射电子显微镜观察,研究了800MPa级含钨低碳贝氏体钢轧态及回火态组织和性能的变化.结果表明,实验钢的屈服强度、抗拉强度均随钨的质量分数的提高而提高;回火后试样的冲击值和延伸率都较轧态有所提高;添加钨后,钢板组织为板条贝氏体和少量粒状贝氏体的复合组织;当钨含量高于0.4%,回火温度在550～600℃范围内时,在板条间和位错上析出大量细小的含Nb、W、Ti碳化物,提高了钢板强度;当钨含量低于0.3%时,钨的固溶强化机制作用明显.     

碳含量对Mn-B钢氢致延迟断裂行为的影响

采用电化学阴极充氢、氢热分析(TDS)和慢应变速率拉伸等试验方法,研究了4种不同碳含量Mn-B钢经不同热处理制度处理后的氢致延迟断裂行为。结果表明,在低于400℃回火时,随着碳含量的增加,试验钢的氢脆敏感性升高,当碳的质量分数高于0.3%后,试验钢的氢脆敏感性几乎不再增加;碳含量一定时,试验钢的氢脆敏感性随回火温度的升高而降低,且以20MnB试验钢的降低趋势最为明显;当回火温度达到600℃时,各试验钢对氢几乎不再敏感;TDS分析表明,试验钢充氢后的氢含量明显增加,其中以可扩散性氢量的增加为主;随碳含量的增加,试验钢充入的氢量增加;当碳含量一定时,随回火温度的升高,试验钢充入的氢量减少;SEM断口观察表明,试验钢充氢后的脆性断裂倾向性增加;随着碳含量的升高,试验钢的断裂方式由韧性断裂向脆性断裂转变;碳含量一定时,随回火温度的升高,试验钢由淬火态的脆性断裂向高温回火态的韧性断裂转变。     

氮对SAF2205双相不锈钢组织及力学性能的影响

通过增加氮质量分数、降低镍质量分数研究了对SAF2205双相不锈钢组织及力学性能的影响。结果表明,增氮降镍后,当氮质量分数和镍质量分数在合适的范围(w(N)≤0.26%、w(Ni)≥5.940%)内时,试验钢的奥氏体相区扩大,奥氏体晶粒变小且均匀;随着镍质量分数降低,晶粒变得粗大,但冲击吸收功和强度均有所提升,其中A_(kV)由199.7增至232.5J,R_m由538提高到787 MPa,Rp0.2由484提升到692 MPa,此时钢的塑性指标降低较小。     

C-Mn-Cr-Nb系低合金钢抗氢致开裂性能

 研究了一种低C、低Mn、高Cr和高Nb低合金钢经控轧控冷及轧后回火处理后性能与组织的变化,并对试验钢进行了抗氢致开裂(HIC)试验。结果表明：与轧态相比,回火处理后试验钢的力学性能有较大提高,600℃左右回火后屈服强度由轧态519MPa增加到626MPa,抗拉强度由653MPa增加到705MPa,且韧性基本未降低,回火处理后组织仍以针状铁素体为主,回火后M/A岛尺寸减少。此外,轧态与回火态钢均能满足抗HIC试验衡量标准,回火处理后抗HIC性能优异。降低Mn质量分数能显著提高低合金钢抗HIC性能,提高Cr质量分数和Nb质量分数能有效强化低Mn钢的强度。     

Mo对耐火钢高温屈服强度的影响

设计了一系列Mo质量分数从0.1%到0.8%的Fe-Mo-C三元模型钢.采用两种不同热处理工艺制度得到不同的组织,研究了Mo元素对耐火钢高温强度的两种强化形式:固溶强化和贝氏体相变强化.Mo可以显著提高耐火钢的高温强度,它在耐火钢中的主要高温强化机理是固溶强化.Mo质量分数不高于0.5%时,其高温固溶强化效果明显,每添加0.1%的Mo,600℃的屈服强度增量为13.71 MPa;但当Mo质量分数大于0.5%后,高温强度增幅逐渐减小.此外,贝氏体相变强化对耐火钢的高温强度也有重要影响.当贝氏体体积分数达到20%时,耐火钢的高温强度显著增加.      

奥氏体化温度对51CrV4钢淬火组织和性能的影响

 为了找出51CrV4钢最佳的奥氏体化温度和最佳的综合力学性能，研究了奥氏体化温度对51CrV4钢淬火组织和性能的影响。试验结果表明，随着奥氏体化温度的升高，奥氏体晶粒逐渐长大，淬火后组织硬度呈先增大后减少的趋势，经460 ℃回火后的强度先增大后减小；当奥氏体化温度为880 ℃时，奥氏体晶粒细小均匀，得到的马氏体组织致密，强度和硬度均达到最大值；当奥氏体化温度达到910 ℃时，奥氏体晶粒粗大，而且试验钢出现明显的脱碳现象，强度、硬度和塑性明显下降。研究表明，在实现完全奥氏体化前提下，为保证晶粒均匀且不出现脱碳现象，51CrV4钢获得良好性能的最佳淬火温度为880 ℃。     

微钛处理对含磷钢薄钢板组织和性能的影响

以低碳含磷钢为研究对象,通过分析不同卷取温度时(分别为600、650和700 ℃)热轧态和冷轧退火态的显微组织和力学性能以及退火再结晶动力学行为,研究了微钛(0.015%)处理对钢的组织和性能的影响.研究结果表明,热轧卷取温度对低碳含磷钢的显微组织和力学性能影响很小,但微钛处理后,低碳含磷钢的再结晶动力学受到延迟,特别当卷取温度为600 ℃时,不但热轧态和冷轧退火态的强度提高,而且力学性能对卷取温度和退火温度的敏感性增加;随着卷取温度的降低,热轧态和冷轧退火态的强度提高,且冷轧退火态强度随着退火温度升高而降低的幅度增加.微钛处理对含磷钢组织和性能的影响与钛析出相的粗化行为有关.     

稀土对5Cr2NiMoVSi热作模具钢性能的影响

研究了添加不同含量La和Ce的5Cr2NiMoVSi热作模具钢的力学性能及耐磨性,分析了试样强度、硬度、塑性、冲击韧度和平均磨损率的变化情况,结果表明,加入适量的La可显著提高5Cr2NiMoVSi钢的力学性能;添加适量的Ce,其耐磨性会得到有效提高。当加入0.2%(质量分数)La和0.2%(质量分数)Ce时,5Cr2NiMoVSi钢的力学性能和耐磨性最好。     

锰对贝氏体钢中残余奥氏体回火稳定性的影响

为探索锰含量的变化(锰质量分数为0.1%(0.1Mn钢)和1.5%(1.5Mn钢))对无碳化物贝氏体钢中残余奥氏体(RA)回火稳定性的影响,利用扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)及透射电镜(TEM)等试验方法对残余奥氏体稳定性和力学性能的变化规律进行研究。结果表明,0.1Mn钢的热轧态组织主要是由粒状贝氏体(GB)+板条贝氏体(LB)组成,而1.5Mn钢的热轧态组织主要以板条贝氏体为主,且1.5Mn钢中残余奥氏体含量较高,屈服强度和抗拉强度均优于0.1Mn钢。在经过300～500℃回火后,残余奥氏体体积分数逐渐下降至完全分解,屈服强度和抗拉强度均表现为先升高后降低,但伸长率逐步增加。300℃回火性能最佳,原因主要是由于残余奥氏体在300℃回火中,块状残余奥氏体分解为过饱和马氏体/贝氏体,碳从过饱和马氏体/贝氏体中扩散至邻近残余奥氏体中使其含量增加,热稳定性得到提高,在拉伸的过程中产生了TRIP效应,从而使试验钢的强塑性得到提升。1.5Mn钢的性能明显优于0.1Mn钢,因为锰可以与碳产生协同作用共同促进奥氏体的稳定,提高伸长率,另外锰含量的增加使碳当量也提高,强度增强。基于修...     

氮含量对无镍奥氏体不锈钢力学性能的影响

设计并冶炼了氮质量分数为0.02%～1.20%的无镍奥氏体不锈钢，通过力学性能测试和显微组织观察，研究了氮含量对强度、塑性、韧性的影响。结果表明，氮可显著提高屈服强度和抗拉强度。氮质量分数为0.02%～1.20%时，其与屈服强度和抗拉强度的关系基本为线性关系，并获得了其关系式。韧性对氮含量十分敏感，在氮质量分数为0.39%～0.78%时，冲击吸收功较高，均保持在380 J；氮含量过高或过低时，韧性都会下降。氮含量对断面收缩率的影响较小，氮质量分数在0.78%以下时均超过了70%；而氮质量分数超过0.78%后，塑性则有所下降。当氮质量分数超过0.60%时，拉伸断口上韧窝尺寸随着氮含量的升高而逐渐减小；GN 12N钢断口上出现了大面积的无韧窝区。     

回火温度对Mn-Ni钢亚稳奥氏体形貌及其力学性能的影响

 利用了X射线衍射仪（XRD）、电子背散射衍射（EBSD）和透射电子显微镜（TEM）研究了回火温度对一种Mn-Ni钢亚稳奥氏体形貌及其力学性能的影响。结果表明,随着回火温度的升高,室温亚稳奥氏体的体积分数逐渐升高。当回火温度为600和625 ℃时,亚稳奥氏体主要以片层状在回火马氏体板条间析出,且排列方向与周围的马氏体板条平行,这种片层状亚稳奥氏体分布较为均匀,尺寸较小,约为60～100 nm,且稳定性较高;当回火温度为650 ℃时,试验钢中出现尺寸较大的块状奥氏体在回火马氏体界面的交叉处不均匀析出。分析表明,块状奥氏体有利于提高钢的塑性,不利于改善钢的低温韧性;而片层状奥氏体能大幅度的改善钢的低温韧性。     

S含量对高速车轮钢性能和夹杂物的影响

 研究了S含量对高速车轮钢性能和夹杂物的影响。借助扫描电镜（SEM）对车轮钢中MnS,Al2O3等夹杂物进行了观察和统计分析,结果表明：随着S质量分数的增加（0.002%~0.014%）,车轮钢的强度基本保持同一水平但冲击韧性先增加后降低,在S质量分数为0.011%时韧性最优。其原因在于S含量的增加可以有效地促进塑性较好的MnS对硬性的Al2O3相的包裹,从而改善钢的韧性;但S含量过度增加则导致MnS量过多,反而对韧性不利。     

回火工艺对针状铁素体钢组织和性能的影响

对针状铁素体钢进行540～630℃回火后的组织、性能进行了研究.与轧态相比,630℃回火后钢的屈服强度提高75 MPa,伸长率的平均值降低1.9%,冲击功的平均值提高1.75 J.对回火前、后钢板的组织和析出物进行了对比分析,结果表明:回火后晶粒内部的位错密度减小,亚晶板条部分消失;回火后析出物粒子的平均尺寸减小;回火温度越高,析出物粒子的平均尺寸越大.630℃回火以后,在1～10 nm尺度范围内的粒子分布频度增加2～3倍,铌的析出量增加了166.9%,钒的析出量增加了584.6%.细小析出物的增加和亚晶板条的部分消失是强度提高、塑性改善的主要原因.     

热处理工艺对风电锻件用Q345E钢组织及性能的影响

采用拉伸、冲击与微观组织分析等试验研究了风电锻件用Q345E钢经不同热处理工艺下的组织与性能,试验结果表明:890℃淬火时,随着回火温度的升高,Q345E钢的强度逐渐下降,塑性和韧性逐渐增加;550℃回火时,当淬火温度890℃时,Q345E钢综合力学性能最好;Q345E钢的最佳热处理工艺为890℃淬火+550℃回火。在后续生产实验中,经过890℃淬火+550℃回火后,Q345E钢的力学性能均满足要求,屈服强度大于395MPa、抗拉强度大于530MPa,-40℃冲击功大于185J。     

镁对非调质钢中组织及硫化物的影响

为了探究不同镁含量对非调质钢中组织和硫化物形态、尺寸、分布及成分的影响,采用蔡司金相显微镜、扫描电子显微镜、小样电解等方法,分析了经高温电阻炉冶炼不同镁添加量的49MnVS3非调质钢。结果表明,由于镁蒸气压较高,在实验室冶炼中大量挥发,导致钢中镁的实际平均收得率仅为3.10%;镁的质量分数为0～22×10~(-6)时,随着镁的质量分数的增加,钢中硫化物形态由Ⅱ类逐渐向Ⅰ类、Ⅲ类转变;钢中硫化物尺寸增大,硫化物的分布均匀性得到显著改善;钢中复合夹杂物比例明显增加,但MnS的比例出现下降;形成了细小弥散的氧化物,增加了奥氏体形核质点,具有细化组织的趋势。     

新型锯片基体用钢51CrV4的研究与开发

 51CrV4钢因具有良好的热处理性能与力学性能,广泛用作为高等级弹簧钢。为改善现有锯片钢的不足,根据51CrV4特有的化学成分,创新性地将其用于制造金刚石焊接锯片基体。通过研究动态CCT曲线,卷取温度对显微组织与第二相析出物的影响,淬火与回火工艺对碳化物尺寸、晶粒尺寸、力学性能的影响,评估了51CrV4钢用于制造金刚石焊接锯片基体的可行性。结果表明：卷取温度升高,先共析铁素体尺寸与珠光体片层间距变大,10 nm粒径以下的(V,Cr)C析出物在MC相析出物中所占的比例减少;淬火温度由800提高到900 ℃时,奥氏体晶粒尺寸先缓慢变化,随后快速长大,固溶的碳化物质量分数增多,回火后锯片硬度增强,而回火温度由450提高到550 ℃时,马氏体板条界片层状渗碳体逐步球化,强度明显下降,塑性小幅提高;设定合适的卷取温度控制热轧态中第二相碳化物的尺寸,并在850～900 ℃淬火、约450 ℃回火是生产高硬度、高韧性51CrV4金刚石焊接锯片的关键工艺。     

薄板坯连铸连轧流程SKS51合金工具钢轧后控冷工艺

 采用膨胀法建立SKS51钢的静态连续冷却转变曲线，并研究薄板坯连铸连轧流程轧后控制冷却工艺。试验结果表明：卷取温度是影响SKS51钢组织与性能的主要控制冷却工艺因素，合理的卷取温度(Bs点)为590~610℃，组织主要由珠光体组成，不含贝氏体和网状渗碳体，强度和硬度适中，塑性好。     

SiC晶须含量对镁基复合材料性能影响的研究

采用加压烧结法制备镁基复合材料,研究不同含量的SiC晶须对镁基复合材料密度、硬度、抗拉强度、抗压强度、摩擦磨损等性能的影响。结果表明:镁基复合材料的致密度并不随SiC晶须质量分数的改变而发生规律性变化;材料的硬度随着晶须质量分数的增加而增大;与基体材料ZK60相比,添加SiC晶须的镁基复合材料的抗拉强度、抗压强度、弹性模量、压缩模量和伸长率都有一定提高,当SiC晶须的质量分数为20.0%时,复合材料烧结体的常温力学性能最好;通过对烧结材料磨损量变化的分析,发现当SiC晶须质量分数为10.0%时,摩擦磨损性能最好。综合比较分析,SiC晶须的质量分数为15.0%时,增韧增强效果最佳。     

铜含量对超高强度低碳贝氏体钢力学性能的影响

实验用低碳贝氏体钢(%:0.042～0.045C、1.43～1.47Mn、1.0～2.5Cu、0.29～0.30Mo、0.025~0.029Nb、0.011~0.018Ti,0.0013~0.0023B)由50 kg真空感应炉冶炼。实验结果表明,随铜含量由1.0%增加至 2.5%,8-Cu在钢中沉淀速度加快,峰值硬度增大;随Cu%的增加,轧后直接淬火(DQ)钢的屈服强度由865 MPa增 至918 MPa, DQ+500℃回火钢的屈服强度由935 MPa增至1140 MPa,但1.0%~2.5%Cu DQ+500 ℃回火钢的抗 拉强度和冲击韧性均比DQ态钢有所降低。     

回火温度对30Cr15Mo1N微观组织和力学性能影响

 为探索高氮马氏体钢在回火过程中组织性能演变，对30Cr15Mo1N高氮钢进行了不同温度下的回火处理，利用OM、XRD、拉伸、冲击、SEM和TEM等方法研究了高氮钢在回火过程中微观组织和力学性能的变化规律。结果表明，30Cr15Mo1N钢经淬火和低温处理后在150～700 ℃回火，随回火温度升高，显微组织中马氏体基体逐渐发生回复与再结晶，组织中马氏体形态逐渐消失，碳氮化物先在马氏体板条边界呈片状或棒状析出，逐渐演变为颗粒状弥散分布，700 ℃时碳氮化物聚集长大、球化。随着回火温度升高，30Cr15Mo1N钢的基体持续软化，析出强化不断增强，导致其在500 ℃以下回火时强度变化较小，抗拉强度保持在2 000 MPa以上；当回火温度大于500 ℃时，强度随回火温度升高而线性下降。随着回火温度升高，30Cr15Mo1N钢的U型缺口冲击吸收功先基本保持不变再持续升高，在700 ℃回火后冲击韧性达到45 J/cm2。不同回火温度下冲击性能的变化与其强度、塑性变化密切相关，冲击韧性好坏主要由塑性大小决定。