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·%。     

加热工艺对22MnB5钢板组织和力学性能的影响

用金相显微镜观察了加热温度和保温时间对22MnB5钢板组织结构的影响,测量了不同工艺处理后试样的抗拉强度和硬度。结果表明:加热温度高于860℃可保证淬火后的组织为完全马氏体,但更高的温度会降低抗拉强度和硬度;保温时间的延长也会使淬火后的钢板抗拉强度和硬度稍有下降;22MnB5钢淬火后的完全马氏体组织具有超高的抗拉强度和硬度,最高可达1690 MPa和555 HRV;为获得最优的抗拉强度和硬度,是理想的加热温度为860~900℃、保温时间为3~5 min。     

正火预处理对高速犁用28MnB5钢组织及力学性能的影响

为解决现有国产高速犁入土部件存在强韧性不足的问题,研究了正火-淬火-回火(N-Q-T)工艺对28MnB5钢微观组织与力学性能的影响机制,并与现有淬火-回火(Q-T)工艺生产的高速犁入土部件进行了对比。结果表明,N-Q-T态和Q-T态28MnB5钢的组织均以板条马氏体为主,N-Q-T态的马氏体板条平均宽度(0.9μm)显著低于Q-T态(1.5μm),且N-Q-T态的强度和韧性均显著高于Q-T态。基于Hall-Petch关系进一步分析可知,板条马氏体细化是导致N-Q-T态28MnB5钢强度提升的主要原因。同时,N-Q-T态28MnB5钢的板条马氏体细化也导致其大角度晶界占比(34.9%)显著高于Q-T态(25.1%),有助于产生更多的残留奥氏体来抑制裂纹的扩展,从而间接地提高韧性。     

汽车用22MnB5与26MnB5钢组织性能对比

对汽车用22MnB5钢与26MnB5钢进行CCT曲线、显微组织以及显微硬度测试等对比试验,分析两种材料在组织性能上的差异。结果表明,26MnB5钢相较于22MnB5钢,CCT曲线明显向右、向下移动,贝氏体的转变上限温度Bs点有较大差异,因为碳的增高明显推迟了贝氏体转变;且随着冷却速度的增加,碳含量增加对铁素体和珠光体转变的推迟作用加大。由于26MnB5钢的终轧温度、卷取温度均高于22MnB5钢,所以26MnB5钢的带状组织更加明显。因此,较低的终轧温度可以减轻带状组织,此外,低温卷取可以保证层流冷却的冷却速率。材料的硬度随冷却速度加快而增大,在冷速为100℃/s时,22MnB5钢硬度为496 HV0. 1,含碳量略高的26MnB5钢硬度更高,为516 HV0. 1。     

Ce合金化及喷丸对Q235钢组织和力学性能的影响

以Q235钢为原料,添加稀土Ce重熔轧制后得到改性钢。采用高能喷丸技术对型钢进行表面强化处理。考察了不同喷丸参数对钢微观组织和力学性能的影响。结果表明:经喷丸处理后,Q235钢表面产生了明显的塑性变形,晶粒明显细化,显微硬度升高,从试样表面到心部具有明显的显微组织梯度和硬度梯度,并形成深约140μm的残余压应力层。以0.66 MPa压力喷丸后,Ce的质量分数为0.024%的钢的最大抗弯强度和抗拉强度可达713.2和366.3MPa,比未加稀土但经过喷丸处理的钢的最大值分别提高了14.4%和13.54%,比未加稀土且未喷丸的钢的最大值分别提高了45.7%和20.02%。     

喷丸对镁/钢焊接接头微观组织和力学性能的影响

采用TIG电弧为热源,AZ31B镁合金焊丝为填充材料,对AZ31B镁合金和镀锌双相钢进行熔钎焊连接。焊后采用高能喷丸工艺对镁/钢焊接接头进行强化处理,结合BSE、XRD、光学显微镜以及万能拉伸试验机等检测方法对AZ31B镁合金和镀锌双相钢的TIG熔钎焊接头微观组织和力学性能进行研究。结果表明:当喷丸强度为0.10 MPa时,镁/钢接头具有最大抗拉强度242 MPa,接头熔焊区的平均晶粒尺寸减小至34μm,且接头最大残余压应力达到81MPa;接头断裂位置位于镁合金母材,断面呈现良好的塑性断裂特征。     

喷丸强化对25MoCr5钢渗碳齿轮组织及性能的影响

研究了喷丸参数对残余压力的影响,分析了喷丸对渗碳层硬度和显微组织的影响,初步探讨了喷丸后进行应力松驰低温回火所对应的残余应力场。     

回火温度对汽车用22MnB5钢组织和性能的影响

采用光学显微镜、SEM、TEM、万能试验机等对汽车用22MnB5钢150～300 ℃不同温度回火后的组织与性能进行研究。结果表明,22MnB5钢经淬火+回火处理后,组织主要为回火马氏体,在透射电镜下观察到明显的第二相析出,具有良好的抗塑性变形能力。随回火温度的升高,过饱和α相发生回复且析出碳化物,力学性能逐渐下降。在试验温度范围内,150 ℃时22MnB5钢的力学性能达到最佳,抗拉强度与硬度分别为1583 MPa和48 HRC。     

快速加热和短时保温对22MnB5钢组织与性能的影响

将快速加热、短时间保温及快速冷却的快速热处理方法应用于钢的热成形工艺中,利用连续退火试验机对材料热处理过程进行模拟试验,研究不同工艺参数下22MnB5钢相变点的变化规律以及组织与性能的演变规律,并揭示其机理。结果表明,加热速率增大提高了相变点温度,加热温度需要大于950 ℃才能保证完全奥氏体化。传统热成形工艺最终组织为全马氏体结构,而快速热处理工艺为马氏体、贝氏体和未溶碳化物共同组成的组织,且晶粒尺寸从11.50 μm细化至7.60 μm。在1000 ℃保温10 s时力学性能表现较好,此时抗拉强度相较于传统热成形工艺略有提高,且伸长率从6.39%提高至8.44%,产生这种具有优异性能的组织构成的原因与快速加热和短时间保温导致的成分不均匀有关。     

Ti微合金化对22MnB5热成形钢组织和性能的影响

通过热膨胀试验、显微组织分析和硬度测试,分析了冷却速率和Ti元素对两种22MnB5热成形试验钢相变温度、显微组织、析出相以及硬度等的影响,并绘制了CCT曲线。结果表明,当冷却速率低于5 ℃/s时,试验钢的显微组织主要为铁素体和珠光体;冷却速率达到5 ℃/s后开始形成贝氏体;冷却速率达到30 ℃/s时,获得单一马氏体组织。Ti微合金化可降低Ms点,并通过析出Ti(C, N) 相细化奥氏体晶粒,从而获得细小的马氏体板条,产生的析出强化和细晶强化效应提高了试验钢的强度。     

回火温度对26CrMo钻杆钢显微组织和力学性能的影响

采用力学性能测试、组织观察等方法研究回火温度对26CrMo钢显微组织和力学性能的影响。结果表明,26CrMo钢经540~690℃回火,随回火温度升高,显微组织中a相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,690℃时碳化物在晶界聚集长大、球化。随回火温度升高,26CrMo钢强度逐渐降低,塑性、韧性逐渐增大;不同回火条件下,抗拉强度、屈服强度、延伸率和冲击功满足API 5DP标准中各级别钻杆要求。随回火温度升高,26CrMo钢总冲击功、起裂功和裂纹扩展功均逐渐增大,裂纹扩展功是起裂功的3倍以上,且两者比值变化不明显,表现出良好的抗裂纹扩展能力。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。     

加热温度对34MnB5热成形钢组织性能的影响

以经酸连轧后的34MnB5钢为原料,采用Gleeble3500热模拟试验机模拟退火试验,分析最佳退火温度,并进行不同热冲压工艺的平模淬火试验。研究退火温度、淬火温度对热成形钢组织与性能的影响。结果表明,退火温度为790℃时,条带状组织已基本消失,晶粒的等轴化程度较高,混晶现象明显改善,贝氏体晶粒组织细化,在基体内部均匀分布铁贝两相。退火温度为790℃,淬火温度为930℃,保温5 min时,显微组织为细小均匀的板条马氏体,综合力学性能最好,其屈服强度达到1353 MPa,抗拉强度达到2018 MPa,伸长率达到7.5%,且横纵向三点弯曲角均可以达到50°以上。     

高能喷丸对铜合金组织与力学性能的影响

用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电子显微镜及显微硬度计对经喷丸处理的Cu-0.8Cr-0.1Zr铜合金试样进行晶粒尺寸、组织形貌、硬度的观测.结果表明,喷丸后的样品表层晶粒尺寸明显细化,横截面表层剧烈变形,硬度呈明显梯度分布,表层硬度高出基体一倍以上.     

感应淬火工艺参数对30MnB5钢板显微组织与力学性能的影响

采用显微硬度测试、室温拉伸试验与显微组织观察分析,研究了中频感应淬火工艺参数对30MnB5钢板显微组织与力学性能的影响.结果 表明:电源电压与工件移动速度对30MnB5感应淬火工艺处理后的力学性能影响显著.随着电压的升高与移动速度的降低,材料强度与硬度均得到明显提升,但塑性下降较快.经感应淬火处理后,30MnB5显微组...     

热冲压成形22MnB5钢板的组织和性能

采用扫描及透射电镜观察和力学性能实验研究了22MnB5钢板热冲压成形件的组织形貌和力学性能。结果表明,加热温度930℃,保温4.5 min,初始成形温度850℃,冲压速度75 mm/s条件下,22MnB5钢板热冲压成形完成完全马氏体转变,得到均匀板条马氏体组织,组织内产生高密度位错,强度大幅提升,抗拉强度达到1550 MPa。形变有助于动态再结晶并获得更为细小的马氏体组织,促进细晶强化。硼元素在晶界发生偏聚,延长奥氏体转变孕育期,提高了22MnB5钢的淬透性,同时引起点阵畸变,促进相变强化。     

高能喷丸处理对Al-Zn-Mg合金的组织和力学性能的影响

采用透射电镜(TEM)、光学显微镜(OM)、显微硬度计和微力材料试验机等研究了 Al-Zn-Mg合金高能喷丸处理后的表层显微组织和力学性能.结果表明:经高能喷丸处理后,在距离Al-Zn-Mg合金表面约20 μm深度范围内形成了随机取向的等轴纳米晶层,表面层的结构特征尺寸随层深的增大呈梯度变化,无明显界面;由于细晶强化作...     

22MnB5热成形钢连铸坯高温力学性能研究

采用Gleeble-3800热模拟试验机对22MnB5热成形钢连铸坯在600～1300℃温度范围内的高温力学性能进行了测试,借助扫描电镜观察了高温拉伸后的断口形貌。系统分析了形变温度对应力-应变曲线、高温强度及热塑性的影响。结果表明,22MnB5热成形钢连铸坯的高温拉伸过程是形变强化和动态软化共同作用的结果,高温强度随形变温度的升高而下降。22MnB5热成形钢连铸坯的第1脆性区在1250℃至熔点范围内,为S和P元素在枝晶间偏析导致晶界熔融所致。第3脆性区在650～750℃范围内,为奥氏体晶界BN析出和奥氏体→铁素体相变所致,加入Ti可使第3脆性区变窄且趋向较低温度区。在800～1200℃温度范围内22MnB5热成形钢连铸坯塑性良好,可为此类钢的连铸工艺制定提供参考,以减少铸坯裂纹缺陷的产生。     

淬火和回火工艺对50MnB钢组织与性能的影响

为了优化50MnB钢热处理工艺,设计了水淬、盐水淬和油淬三种淬火冷却方式以及180、200、220 ℃三种不同回火温度。通过组织观察、力学性能测定、断口形貌观察、XRD物相分析探讨淬火方式和回火温度对50MnB钢组织性能的影响。结果表明,油淬是适宜的淬火方式,淬火组织均匀;回火组织由回火马氏体和少量碳化物组成,回火后仍保留马氏体板条形态。随着回火温度的升高,回火组织中的马氏体板条更细小,碳化物析出增加。同时,硬度和抗拉强度降低,伸长率增加。根据组织与性能试验结果,最适合的回火温度是220 ℃。     

淬火-碳分配热处理对22MnB5钢组织与性能的影响

对机械液压杆用22MnB5合金进行淬火-碳分配热处理(Q&P),研究了淬火终点温度和分配时间对合金力学性能和组织的影响。结果表明,随着分配时间延长,钢的抗拉强度逐渐降低,而断后伸长率呈先增加而后降低的趋势;在相同的分配时间下,淬火终点温度250℃时钢的抗拉强度小于淬火终点温度为200℃的,而断后伸长率高于后者;奥氏体化温度为910℃、淬火终点温度为250℃、分配温度为420℃、分配时间为60 s时,22MnB5钢的组织由铁素体、马氏体和少量残余奥氏体组成,残余奥氏体体积分数为11.6%。