低温贝氏体转变对中碳钢韧性的影响

摘要：沉淀硬化钢中纳米富Cu相的析出，使微应变（α）发生改变，这不仅影响力学性能，也对腐蚀性能产生作用。为了探索α对腐蚀性能和力学性能的影响规律，通过XRD谱型分析，对商用钢LJ338ESR 在300～600℃不同时间时效析出富铜纳米相后的α、硬度和电荷转移电阻（Rf）进行了研究。结果表明，300～450℃时效，8h前α值随时效时间延长而升高，8h后由于析出相与基体失去共格，α随着时效时间延长而降低；硬度与α变化相似。600℃时效，α在时效2h达到峰值，这归因于共格微应变和逆变奥氏体两种相反因素的共同影响；600℃逆变奥氏体生成，使硬度变化较小。析出相与基体保持共格时，Rf和α随时效时间的变化呈良好的反比关系，即Rf随α的增大而减小。     

析出相对塑料模具钢LJ338ESR腐蚀性能的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、硬度仪、电化学分析仪,研究了塑料模具钢LJ338ESR经不同固溶和时效温度处理后的组织、硬度和腐蚀性能变化。结果表明,固溶温度为1 000～1 090℃时,随固溶温度上升,合金元素及NbC更多地溶入基体中,使得组织的均匀性增加,水冷后马氏体量增加,导致硬度上升,而耐蚀性能增强。时效温度为300～450℃时,随温度上升,细小富Cu相形核并与基体形成共格bcc结构,共格应变能逐渐增大,导致硬度上升,而耐蚀性能减弱;当时效温度为450～600℃时,随温度上升,富Cu相逐渐由共格过渡到非共格态,共格应变能降低,导致硬度下降,而耐蚀性能增强。600℃形成的逆变奥氏体进一步提高了耐蚀性。     

时效处理对05Crl7Ni4Cu4Nb马氏体沉淀硬化不锈钢力学性能及组织的影响

试验研究了 1040 ℃固溶的马氏体沉淀硬化不锈钢05Cr17Ni4Cu4Nb在480~620 ℃时效5 h的组织,强度和硬度。结果表明,随时效温度升高,马氏体基体逐渐分解,碳化物析岀而降低;在时效处理过程中,随时效温度升高,富Cu相最初以球形析出,逐渐发展成椭圆形及杆状,尺寸增大,与基体共格界面消失,强化效果减弱;05Cr17Ni4Cu4Nb钢经1040 °C固溶,480 °C 5h时效后,其HRC硬度值44.3,满足钢材HRC硬度值43的要求。     

1.18Cu 高纯钢等温时效时富铜相的析出行为

用扫描电子显微镜(SEM)、高分辨电子显微镜(HREM)和HV50硬度计,试验研究了含铜高纯钢(%:0.014C,0.10Mn,0.05Si,1.18Cu,＜0.002S,0.006P) 650℃ 100 s～300 h等温时效时的组织和硬度。结果表明,650℃等温时效时富铜相优先在铁素体晶界析出,随等温时效时间增加,富铜相尺寸增大。650℃等温时效103s时,富铜过渡相与铁素体基体保持共格性,使硬度达到最大值。在过时效期间,富铜过渡相逐渐演化成fcc ε-Cu颗粒     

时效温度对Custom 465钢力学性能的影响

 研究了经980 ℃固溶处理后再进行200~900 ℃热处理对Custom 465钢力学性能和奥氏体含量的影响。结果表明：为了使Custom 465钢的强韧性配合最佳,应进行适当的过时效处理,即在510~540 ℃温度区间进行时效处理。在450~480 ℃范围时效时,由于强烈的共格应变,导致Custom 465钢的韧塑性急剧下降,因此实际生产中应避免在该温度区间时效。实验结果证明,随时效温度升高,逆转变奥氏体是促使Custom 465钢韧性提高的原因之一。     

沉淀硬化型不锈钢0Cr17Ni4Cu4Nb试验研究

研究了不同热处理对0Cr17Ni4Cu4Nb钢力学性能及组织的影响。试验表明该钢经固溶、时效后，析出与基体保持共格关系的富铜相（ε-Cu）、NbC、M23C6等碳化物使强度提高，并在480℃时效时获得最大的强度值。     

时效处理对7075铝合金组织和性能的影响

对7075铝合金进行了单级时效处理和双级时效处理，表征了微观组织，测试了显微硬度。利用电化学工作站测试了腐蚀性能。实验结果表明：7075铝合金经120℃时效24h后，平均硬度为196HV；二级时效温度为160℃时，随时效时间的延长，硬度值基本呈现逐渐降低的趋势。7075铝合金经一级时效处理后，第二相析出产生时效硬化效果；在较高温度下进行二级时效，随保温时间的延长，时效析出相发生聚集、粗化和长大，降低了合金的硬度。随着二级时效时间的增长，合金的腐蚀电流先升高后降低，在二级时效16h、24h时合金的腐蚀电流最小，腐蚀性能最优。     

Nb、Ti碳化物的溶解与析出对低C微合金钢组织和性能的影响

采用理论计算方法分析了Nb、Ti碳化物在低C微合金钢(%:0.09C、1.42Mn、0.035Nb、0.012Ti)奥氏体中的溶解与析出,测试了不同加热温度下奥氏体晶粒尺寸以及固溶-时效后实验钢的硬度。结果表明,Nb、Ti碳化物在1060℃全部溶解,800℃时效时,奥氏体中的Nb、Ti基本以NbC、TiC形式析出。700℃时效时,Nb、Ti碳化物在铁素体内析出,随温度降低,碳化物析出减慢。600℃时效,钢的硬度达到最大值。     

新型锰镍系低温钢应变时效行为研究

为更好推广节镍型锰镍系低温钢产业化应用,利用夏比冲击法测定新型锰镍系低温钢应变时效性能,通过光学显微镜、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)研究应变时效中逆变奥氏体组织演变。结果表明,经5%预应变时效处理后,新型锰镍系低温钢应变时效敏感性低,低温韧性优良,-120℃低温冲击功仍大于100 J;应变时效后基体中原有逆变奥氏体体积分数降低为9.8%,部分块状不稳定逆变奥氏体发生马氏体转变。     

GH1139合金长期组织稳定性的研究

对GH1139合金在300℃、500℃和600℃长期时效后的显微组织和力学性能进行了系统研究.结果表明GH1139合金在300℃、500℃和600℃分别进行100 h、500 h和1 000 h的长期时效处理后,其晶粒度基本不变;在300℃和500℃分别经100 h、500 h、1000 h的长期时效后,其硬度、室温拉伸性能和900℃的拉伸性能与长期时效前的性能相比基本不变,持久性能虽有些变化,但变化不大;在600℃经100 h、500 h、1 000 h的长期时效后,其硬度、室温拉伸性能和900℃的拉伸性能与长期时效前的性能相比基本不变,持久性能随时效时间的延长有所下降,但只是当时效时间超过500 h后,持久性能才下降比较多.持久性能变化的原因与晶界碳化物的变化有关.     

热处理工艺对15-5PH沉淀硬化不锈钢的力学性能与耐蚀性的影响

 研究了热处理工艺对15-5PH沉淀硬化不锈钢力学性能与耐蚀性的影响,并观察了钢中的强化相。结果表明,随着时效温度的升高和保温时间的延长钢的强度逐渐下降,塑性及冲击吸收功逐渐升高,这是由于逆转变奥氏体体积分数随温度升高而增加所造成的;随着时效温度升高钢的耐点腐蚀性能逐渐下降,在580和600 ℃时耐蚀性最差,在480 ℃时效钢的耐点腐蚀性能最佳且具有最高的强度,钢中主要的强化相是具有面心立方结构的富铜相。     

镍铬轴承合金固溶时效态组织特征与力学性能

研究了00Cr40Ni55Al3Ti轴承合金固溶态和时效态的组织特征及硬度变化规律。结果表明:随着固溶温度的升高,α-Cr相析出数量呈下降趋势,在1 200℃时α-Cr相尺寸最小,面积分数仅为8.45%;高于1 200℃时,α-Cr相尺寸逐渐增大,数量减少。固溶处理后冷却速度越快,α-Cr相析出数量越少,硬度降低;固溶温度在1 190~1 210℃之间以138℃/s进行冷却,经600℃×6 h时效处理后,硬度超过59.7HRC,合金微观组织主要由球状α-Cr相和均匀片层组织及弥散分布其中的纳米级γ′相组成,硬度较为均匀。1 200℃固溶处理以138℃/s进行冷却,经550℃保温6 h后,00Cr40Ni55Al3Ti合金显微组织为球状α-Cr相、片层组织和非片层组织,非片层组织面积分数约为32.21%,片层组织硬度达703HV,非片层组织硬度为249HV;当时效温度为600和650℃时,时效时间在5~7 h范围内,显微组织为均匀分布的片层组织和球状α-Cr相,硬度为676HV^712HV。00Cr40Ni55Al3Ti轴承合金在1 190~1 210℃之间进行固溶处理后快速冷却(冷却速度大于138℃/s),经600℃时效处理6 h后,洛氏硬度可达到60HRC以上。     

冷轧变形对Custom 465钢组织和性能的影响

 研究了冷轧变形对Ti强化马氏体时效不锈钢Custom 465时效析出、逆转变奥氏体相变和力学性能的影响。结果表明：①在510 ℃时效过程中,杆状Ni3Ti金属间化合物持续析出、长大,致使快速发生硬化;②510 ℃时效过程中,发生逆转变奥氏体相变,冷轧变形使逆转变奥氏体相变滞后;③析出Ni3Ti金属间化合物的同时,马氏体基体发生部分回复。     

高强度含铜钢奥氏体连续冷却转变产物的强韧性

研究了高强度含铜钢HSLA80和HSLA100奥氏体连续冷却转变产物的强度和韧性随冷却速率的变化规律,探讨了连续冷却过程中形成的Cu沉淀的特征和熟化规律.在Gleeble3800热模拟试验机上进行0.1℃·s-1至20℃·s-1的连续冷却实验,利用扫描电镜和透射电镜分析了显微组织和Cu沉淀.结果表明,随冷却速率提高,HSLA80的连续冷却转变组织由多边形铁素体向块状铁素体和贝氏体转变,在冷速0.1~1℃·s-1范围内Cu发生沉淀,两者综合作用造成随冷却速率提高钢的硬度分阶段变化,而韧性逐渐提高;HSLA100的连续冷却转变组织以贝氏体为主,且不发生Cu的沉淀,随冷却速率提高钢的硬度基本保持不变,但韧性发生剧烈变化.连续冷却过程中形成的Cu沉淀在等温过程中的熟化符合Ostwald熟化规律,半径随时效时间t1/3变化.      

奥氏体变形温度对Ti-V复合微合金钢析出动力学及组织和硬度的影响

采用应力松弛法研究了不同奥氏体变形温度下Ti-V复合微合金钢沉淀析出的析出-温度-时间曲线（PTT曲线）,并利用OM、TEM、Vickers硬度计等手段研究了奥氏体变形温度对Ti-V复合微合金钢微观组织、析出相及硬度的影响。结果表明,奥氏体中沉淀析出的PTT曲线总体呈典型的“C”曲线形状,最快析出鼻子点温度为960~980 ℃,对应的第二相粒子最快析出开始时间和结束时间分别为2.2 s和131.4 s;原始奥氏体晶粒尺寸随着变形温度的升高整体呈先减小后增大的趋势,且在1 000 ℃左右晶粒最细小（102 μm）,该温度与PTT曲线的鼻子点温度相近,在鼻子点温度附近变形有利于细化原奥晶粒;析出相随着温度的升高逐渐增大,而粒子数目稍有减少;不同的奥氏体变形温度对硬度影响较小,HV硬度基本都处在360±12。      

冷轧中锰钢退火过程中硬度及组织的演化

 利用EBSD技术研究了冷轧中锰钢在退火过程中的组织演化规律,从而揭示了其硬度变化的原因。研究结果表明:冷轧中锰钢在650℃退火,获得了0.3~0.6μm等轴状奥氏体和铁素体的超细晶组织,且随着退火时间的延长组织结构没有发生明显粗化;在550~650℃退火,随着温度的升高,奥氏体含量不断增加;在700℃退火时,奥氏体稳定性降低,出炉空冷过程中发生了马氏体转变,硬度升高;逆转变奥氏体相的稳定性主要受其碳含量控制,碳含量越高越容易获得大量稳定的逆转变奥氏体。